试析软土地区超大深基坑利用主体结构的支撑体系施工技术

张 臻，杨 鑫，卜凡国

（中国建筑第八工程局有限公司一公司，济南 250000）

试析软土地区超大深基坑利用主体结构的支撑体系施工技术

张 臻，杨 鑫，卜凡国

（中国建筑第八工程局有限公司一公司，济南 250000）

根据上海虹桥SOHO围护方案对比分析：若采用传统的对撑或环撑支撑形式技术成熟，施工风险低，但是中心岛区域需增加大量的立柱桩和支撑梁，围护造价高，后期支撑拆除占用工期长，支撑杆件长度太长，整体刚度小，因此从造价及工期方面均不适合本工程。经过综合计算分析结合相关基坑施工经验，本工程采用中心岛法+二道裙边支撑的支撑形式，利用裙边支撑与中心岛主体结构连接形成支撑体系。采用此种支撑形式中心岛土方可大开挖，不涉及与支撑交叉施工和暗挖土方问题，挖土条件好，加快进度，而且经济节约效果显著。

深基坑；中心岛；盆式开挖；支撑体系

0 引言

工程概况。虹桥SOHO工程位于上海市长宁区临空经济园区。北临北翟路，南临金钟路，东临协和路，西临外环路；占地面积86 164 m2，地下2层，地上11层，总建筑面积约35.5 m2，地上建筑面积12.6万m2，地下建筑面积13.8万m2。本工程基坑宽度236 m，基坑长度440 m，基坑面积约6.9万m2，呈不规则形状，开挖深度：主楼区域11.55 m，非主楼区域11.05 m，影院区域11.35 m，电梯井深坑15.05 m。

地质概况。根据上海虹桥SOHO《岩土工程勘察报告》，本场地处于上海地区古河道地层，缺失上海市统编的第⑥层、第⑦层土，场地局部缺失⑤3层，各土层见表1主要地层特征表。

基坑设计概况。周边管线复杂，属于二级基坑。围护体系采用三轴搅拌桩止水+钻孔灌注桩挡土+两道钢筋混凝土支撑的围护体系。基坑采用中心岛法施工，即三级放坡、盆式开挖中心岛区域土方，顺作施工至±0.00后，施工裙边支撑梁分别撑至B0、B1结构楼板，顺作施工裙边区域结构，完成基坑施工。详见图1、图2。

1 围护方案对比分析

表1 主要地层特征表

本工程体量大、工期紧张，地下室平均单层面积7万m2，土方量80万m3。桩基、围护施工完成后土方开挖立即进行，特别是土方支撑及中心岛地下室的施工工期仅为7个月。

综合考虑工期、经济、安全、适用等因素，本工程采用中心岛法+二道裙边支撑的支撑形式，中心岛土方采用盆式开挖，中心岛结构顺做至±0.0，裙边支撑分别连接至B1、B0层结构楼板形成整个支撑体系。

此种做法相对于传统的对撑、环撑或分坑施工具有明显的优势。

图1 支撑栈桥平面布置示意图

图2 支撑剖面示意图

1.1 具有明显的经济优势

传统的对撑和环撑形式中心岛区域需增加大量立柱桩与支撑梁，围护造价高；分坑围护需在坑与坑之间设置大量的地连墙隔断，围护造价同样高。而采用中心岛法+二道裙边支撑，利用主体结构形成支撑体系就不存在中心岛增加立柱桩、支撑梁和地连墙隔断的问题，经济效果显著。

1.2 具有明显的工期优势

采用传统的对撑、环撑或分坑形式围护，中心岛区域增加了大量的立柱桩、支撑和地连墙，不仅为土方出土增加了不便还为后期拆除增加了工期。

而采用中心岛法施工中心岛土方可大开挖，不涉及与支撑交叉施工和暗挖问题，挖土条件好，施工进度快。中心岛结构可以优先施工，中心岛地上主楼结构不受基坑支撑影响可以连续施工，大大缩减工期。

2 施工难点和重点

2.1 支撑梁定位要求高

部分支撑梁与中心岛地下室结构框架柱和主梁连接，而中心岛结构施工时需预留出支撑钢筋与后期支撑相连接且支撑梁需分段施工，因此定位要求高。现场施工采用全站仪统一定位，提高定位准确度。

2.2 一道撑施工缝设置要求高

一道边环梁及支撑提前施工，中心岛区域土方开挖，裙边设置三级坡留土护臂，势必造成一道撑端部部分支撑处在自由端，合理设置一道撑施工缝位置尤为重要。现场经过统一定位后，施工缝设置原则不影响中心岛土方开挖，距离节点跨度1/3处，尽量减少自由端悬挑长度，避免支撑梁受自重而产生裂缝。

2.3 一道撑端部预留钢筋留置时间长，保护难度大

一道撑施工完成，中心岛土方开挖至支撑端部时易损坏支撑端部预留钢筋。提前策划支撑施工缝位置，优化钢筋翻样，在满足钢筋连接要求的前提下尽量避免预留钢筋过长。在支撑施工完成后，端部预留钢筋及时刷防锈漆并采用木方、模板定制与支撑截面相同的箱子进行加固保护。

2.4 一道撑与中心岛结构连接施工难度大

中心岛结构施工完成，裙边三级坡留土护臂，一道撑净高度达到9.25 m。在一道撑与中心岛结构连接施工时需设置高支模。针对现场支撑情况，编制相应的高支模施工方案，确保施工安全及支撑质量。

3 支撑施工工艺流程

第一次土体开挖、部分（顶圈梁至内立柱距中心岛环梁1/3跨处）第一道支撑、顶圈梁挡土墙及栈桥施筑→逐层开挖中心岛，形成边坡，进行护坡降水，中心岛分块开挖至坑底，及时浇筑垫层，施工地下室底板→施工中心岛地下室二层结构，同时吊装板下的临时立柱，B1层板预留后期需施工混凝土支撑的钢筋→施工中心岛地下室一层结构，同时吊装边环梁下的临时立柱，施工剩余第一道支撑，B0层板与第一道支撑形成整体→待主体结构及临时支撑达到设计强度80%后开挖裙边土方至第二道支撑底并及时浇筑支撑。

4 支撑施工确保基坑安全的措施及实施效果

软土地区超大深基坑利用主体结构的支撑体系，由于中心岛施工期间有效支撑还未形成，抵抗基坑变形的能力主要在裙边预留土体，而裙边土体的变形规律为：一旦开始，永不停止。因此，基坑一旦开挖，任何工序都应该以最快的时间完成，施工越快对基坑安全越有利。

针对此种支撑体系的特点，项目部通过与公司领导及内部专家的多次讨论研究，采取的措施及实施效果如下：

1）裙边三级坡留土护壁，边坡采用喷锚加固预留土体。

因中心岛施工阶段裙边留土时间长，为避免边坡长期暴露、雨水冲刷等造成的水土流失、滑坡等现象，边坡采用喷锚护坡加固。

2）中心岛结构施工加快，大底板采用跳仓法施工。

后浇带众多，多达3 300 m，而且存在微承压水的威胁，施工困难。利用膨胀加强带结合跳仓法施工的方法解决后浇带众多的问题，底板能够及时形成一个整体，有利于深基坑的安全。

3）支撑栈桥处的密排格构柱采用槽钢连接加固，使之成为一个整体，提高支撑抵抗变形的能力，有利于基坑安全。

4）由于基坑不规则，在基坑阴阳角处设置加强板，阳角变形通常较大，通过加强板约束其变形，增加此区域支撑的整体刚度，有利于基坑安全。

5）支撑梁与中心岛主体结构相连节点设置加腋，增加支撑轴力传递的接触面，充分利用主体结构的刚度。

6）中心岛地下室结构空洞部位设置临时封板和钢支撑，增加结构的整体刚度。

5 结语

软土地区超大深基坑采用中心岛法+二道裙边支撑的支撑形式，中心岛土方采用盆式开挖，中心岛结构顺做至±0.0，裙边支撑分别连接至B1、B0层结构楼板形成整个支撑体系。盆式开挖由于中心岛施工期间有效支撑还未形成，抵抗基坑变形的能力主要取决于护坡土体的稳定性和裙边支撑形成的时间。

此种支撑形式，虽然显著节约了经济投入及缩短工期，但中心岛结构施工期间支撑还未有效形成，裙边预留土体的稳定设计和中心岛结构施工的进度要求高。

采用此种支撑形式，需围护设计与结构设计紧密配合，及时深化连接节点位置及节点做法，避免连接节点位于结构薄弱点，如楼板。若连接节点位于结构楼板，结构设计需将连接节点楼板局部加强，以增强结构楼板承受支撑水平轴力的能力。通过虹桥SOHO工程的实践，极大地完善了该类围护体系的施工技术措施，发掘了更多的基坑安全控制技艺方法，必将为后期同类工程的设计、施工提供有利的参考。

TU46+3

A

1673-1093（2015）08-0093-03

张臻（1985），男，就职于中国建筑第八工程局有限公司一公司。

10.3969/j.issn.1673-1093.2015.08.025

2015-03-22；

2015-04-07