深基坑项目顺逆结合工况下地下施工关键风险研究

深基坑项目顺逆结合工况下地下施工关键风险研究

陈梦然

武汉市万科房地产有限公司  湖北省武汉市 430000

摘  要：以上海国际金融中心项目为对象，围绕深基坑顺逆集合复杂施工过程，进行地下阶段研究，对于施工流程、基坑降水、周边建筑物沉降观测等关键风险点进行针对性的方案应对，形成深基坑施工专项技术措施，有效提升了深基坑工程的施工安全和施工效率，并可以为类似项目提供借鉴。

关键词：顺逆结合，深基坑，风险应对

1、工程概况

“上海国际金融中心”项目总用地面积55287.2m2，本工程地下5层，地上22～32层，建筑高度143～200m，总建筑面积516808m2，其中地上总建筑面积269636m2，地下总建筑面积247172m2。本工程地面以上为3幢独立的超高层办公楼，呈“品”字形布置，无裙房，3幢塔楼在七层至八层设有“T”字形连廊将3幢塔楼连成整体。地面以下为五层连通的地下室，采用地下连续墙“两墙合一”方式。

2、施工流程

总体方案为：“分坑顺逆结合，前阶段整体逆作，后阶段塔楼先顺作、纯地下室后逆作”方案，即在塔楼外侧设置临时隔断，纯地下室区域采用逆作法施工，塔楼区域采用顺作法施工。在施工流程上，完成主体工程桩、基坑围护体及一柱一桩的施工之后，依次浇筑形成地下室顶板结构及地下一层结构（含顺作区第一、二道支撑），其后塔楼区域往下顺作开挖，期间纯地下室区域土方保持不动，待塔楼区域施工完成地下一层结构后，方进行纯地下室区域的土方开挖及地下结构的逆作施工。在纯地下室往下逆作施工期间，塔楼区域可进行地上结构的施工。

3、主要风险分析及应对

（1）大面积超深长周期承压水降水风险高

场地28.00m之下分布着超厚的复合承压含水层，第一承压含水层⑦1和⑦2层土和第二承压含水层⑨1及⑨2层土相互连通，形成了总厚度＞100.0m的复合承压含水层。地下连续墙和外侧TRD止水帷幕深度并未隔断承压水层。基坑采用“前阶段整体逆作，后阶段塔楼先顺作、纯地下室后逆作”方案进行施工，基坑开挖周期长，承压水降水周期也长，对周边环境影响较大。

应对措施：

①根据不同的挖深、不同的部位，布置不同深度的降压井、备用井以及观测井，并严格根据开挖工况严格控制承压水头的高度。

②确保基坑安全的前提下尽可能减小井的深度，并尽可能将较深的井布置在远离围护体处。

③减压降水运行过程中应务必做到按需降水，随开挖深度的逐渐加大，逐步降低承压水头，做到在保证基坑安全的前提下少抽水，体现“按需减压降水”的原则。

④在基坑开挖前进行抽水试验，根据试验结果对降水设计作进一步深化，同时进行止水帷幕封闭性检测。

⑤将部分降压井和观察兼备用井移至坑中坑范围内，加强对坑中坑的承压水降水和观测，同时由于坑中坑围护体的作用，可减少对外围的影响。

⑥制定应急预案，确保基坑降水及基坑工程的安全。

（2）大体量超深挖土，大面积逆作暗挖

本工程从前期的整体开挖，到最后的纯地下室逆作区域挖土完成，时间长达26个月左右，基坑风险大；土方开挖形式多样，既有前期的放坡整体大开挖，也有后期塔楼顺作开挖及纯地下室逆作暗挖；环境复杂，基坑东北角有杨高南路下立交雨水泵站，距基坑仅8.0m左右，基坑东侧有水、信息、电力、煤气等大量管线，确保周围建筑、管线安全也是基坑施工的一大关键。

应对措施：

①在挖土前，制定严密的挖土方案，落实土方卸点、挖土机械和运土车辆，保证能满足运土不间断的要求，场内外车辆行驶有统一规划和指挥。

②事先与交警市容等部门做好沟通协调，做好交通运输方案，确保周边道路对超大土方量运输的承受能力。

③按不同的支撑布置形式，采取不同的开挖方式，圆环支撑采用岛式挖土，中国结算对撑角撑体系采用盆式挖土，确保施工流程安排符合环撑和对撑受力的特性。

④在每层土方开挖时，必须按支撑的布置形式和土方开挖的速度，将基坑合理分块，遵循“时空效应”的原则，事先计算好各施工块的土方量及出土需要时间，并限定时限要求。在施工过程中严格按时间要求控制进程。

⑤在逆作区域，充分认识到纯地下室区域暗挖土方的开挖难度，配置足够的挖土机械，采取有效的通风照明措施，保证挖土进度和安全。

⑥在基坑开挖过程中，对围护结构及周围环境进行监测，严密监测围护结构和土体变形，了解围护结构和周围环境的变形和受力情况，以“信息化”指导施工。特别要注意观测围护墙的变形，防止由于围护墙变形过大而发生渗漏现象。

⑦制定应急预案，当发生基坑内漏水时，应立即采取措施进行堵漏，在并采取必要的技术措施，以保证下一阶段施工的顺利进行。

（3）逆作施工作业环境差、不均匀沉降控制难度大

本工程纯地下室区域采用逆作法施工，B0施工完毕养护达到设计强度后，作为运输通道及材料堆场，地下工程逆作法施工在相对封闭的空间内作业，特别是在大量机械进行土方开挖施工情况下，地下空气污染比较严重，作业环境差，用电照明复杂，多工种立体交叉施工作业环境安全措施复杂。

逆作地下室立柱桩采用一柱一桩，基础底板未形成前，一柱一桩承受竖向荷载单独作用，而逆作地下室顶板又作为施工通道及堆场，桩基承载力及顶部荷载差异，易产生不均匀沉降。

应对措施：

①中金所逆作区布置4 台风机，在上交所逆作区布置4 台风机，在中结算逆作区布置1 台风机，共布置9 台风机，竖向通风管道为800×800 白铁皮方管，在操作层设开设水平风口，采用抽吸的方式直接抽出废气排放集中区的污浊空气，确保逆作地下室作业层空气质量。

②在每层水平结构拆模后，即开始跟进安装下一层的照明设备，以保证施工中的照明要求。地下照明采用防爆，防潮，亮度大的照明灯具，每3跨柱距左右布置一只1500W大光灯，采用在钢管柱位置安装角铁支架，随着挖土进程灯具及时跟进安装。

③逆作地下室顶板作为运输通道及材料堆场严格控制荷载，行车通道区单台施工机械满载的情况下，不得超过45T,施工区域堆载总量不得超过25KPa，非施工区严禁车辆通行，荷载总量不得超过2KPa。

④逆作地下室每层开挖后，应及时对钢管柱的垂直度进行复核，如有较大倾斜的钢管柱及时提供设计复核，采取补强措施。

⑤实行信息化施工，一柱一桩钢管柱设置沉降及钢管应力监测点，自首层逆作结构楼板形成后至结构柱外包结束期间不应低于1次/天。

（4）基坑施工顺逆结合，工序搭接严密，逆作施工周期长

本工程基坑施工采用“前阶段整体逆作，后阶段塔楼先顺作、纯地下室后逆作”，整个逆作地下室结构施工周期超1000天。

应对措施：

①逆作地下室B1层施工完毕后，合理安排三幢塔楼基坑的劳动力、材料、机械安排，加快塔楼区域地下室施工，为逆作地下室提前往下施工争取时间。

②逆作地下室施工疏干井及减压井定期运行，确保井都能有效工作。

③逆作法地下室继续施工后，合理安排流水施工，加快逆地下室施工进度，基础底板完成后，及时进行竖向结构回筑施工，同时穿插二结构施工，为后续中间结构验收及装饰施工争取时间。

结语

综上所述，对于深基坑项目，特别是顺逆结合工况下，各阶段的管控重点和风险应对需要充分前置思考，对于具体的风险保障措施更要严格落地，这样才能保障工程有序按时推进。

参考文献：

[1]夏明跃，曾世伦．地下工程设计施工手册[M]．中国建筑工业出版社，1999．

[2] 刘传平，黄斌．基坑逆作法施工的若干技术问题探讨[J]．建筑结构，2008，38(9)，78～81．

[3] 王美华，季方．超大面积深基坑逆作法施工技术的探讨[J]．地下空间与工程学报，2005，1(4)，599～602.