地鐵車站與相鄰建筑基坑一體化施工技術(shù)

趙興波

上海建工一建集團(tuán)有限公司 上海 200120

在地鐵交車站與相鄰建筑基坑一體化施工[1-3]，對(duì)于加快相鄰分區(qū)施工速度，控制整個(gè)地下結(jié)構(gòu)進(jìn)度意義重大。戴志杰等[4]通過(guò)上海軌交1號(hào)線上海南站站的施工，總結(jié)了上海軟土地基單基坑開(kāi)挖和相鄰基坑同期施工的經(jīng)驗(yàn)。周照青[5]從設(shè)計(jì)到施工各方面的配合措施的角度，闡述了實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的地下結(jié)構(gòu)與軌交車站的一體化施工技術(shù)。邸國(guó)恩[6]從設(shè)計(jì)的角度提出了軌交車站商業(yè)綜合開(kāi)發(fā)項(xiàng)目基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法和關(guān)鍵技術(shù)對(duì)策。

本文從施工工藝的角度，詳細(xì)闡述了在建軌交地下車站與相鄰建筑基坑同時(shí)施工和同步施工技術(shù)，取得了良好的工程實(shí)施效果，總結(jié)了軌交車站與相鄰建筑基坑一體化施工[7-9]的經(jīng)驗(yàn)。

1 工程概況

上海大中里項(xiàng)目緊鄰軌交13號(hào)線南京西路站，自B2層地下室開(kāi)始，車站與大中里項(xiàng)目相互連通。在大中里結(jié)構(gòu)施工期間，13號(hào)線南京西路站將投入運(yùn)營(yíng)。從建筑功能角度來(lái)說(shuō)，與車站相鄰的大中里項(xiàng)目應(yīng)完成至滿足軌交方要求的地下結(jié)構(gòu)進(jìn)度。從基坑變形控制角度來(lái)說(shuō)，應(yīng)當(dāng)先施工大中里相應(yīng)分區(qū)基坑，待地下室回筑到一定階段后再行施工鄰近車站分區(qū)。但因車站施工節(jié)點(diǎn)要求，在1-a區(qū)、2-a區(qū)地塊（圖1）基坑開(kāi)挖前，車站兩側(cè)端頭井已經(jīng)施工，并進(jìn)入車站二期結(jié)構(gòu)施工；另一方面，根據(jù)項(xiàng)目進(jìn)度估算，在大中里項(xiàng)目后續(xù)基坑分區(qū)開(kāi)挖時(shí)，車站基坑可能處于底板養(yǎng)護(hù)完成后的回筑作業(yè)階段。在上述情況下，若考慮待車站地下結(jié)構(gòu)完成后再進(jìn)行大中里主塔樓基坑1-a區(qū)、2-a區(qū)的開(kāi)挖，勢(shì)必會(huì)大大影響工程的進(jìn)度。

圖1 基坑分區(qū)

車站基坑支撐共5道，其中第1～4道鋼筋混凝土支撐與1-a區(qū)或2-a區(qū)的支撐標(biāo)高基本一致，基本通長(zhǎng)布置。最后一道支撐與1-a區(qū)或2-a區(qū)的底板形成傳力體系。最后一道支撐根據(jù)開(kāi)挖要求設(shè)計(jì)為鋼筋混凝土支撐或鋼支撐（圖2、圖3）。

圖2 車站與1-a區(qū)基坑剖面示意

圖3 車站與2-a區(qū)基坑剖面示意

2 一體化施工技術(shù)

2.1 同時(shí)施工工藝

根據(jù)深大基坑工程相鄰分區(qū)的交叉作業(yè)，先施工區(qū)為順作明挖的情況，采用在建地鐵車站與相鄰建筑基坑同時(shí)施工技術(shù)，其工藝流程為：在建地鐵車站底板完成后，由上而下依次開(kāi)挖相鄰基坑各層土方并施工支撐體系，相鄰基坑每道支撐體系施工時(shí)都需與車站基坑未拆支撐或回筑結(jié)構(gòu)形成可靠的水平傳力體系，車站基坑的支撐拆除、地下室回筑與相鄰基坑的支撐施工相互協(xié)調(diào)，直至完成整個(gè)地下結(jié)構(gòu)施工。本工藝應(yīng)用于1-a區(qū)基坑與相鄰車站北段的建造施工中，具體施工工流程如下：

1）工況1：地鐵車站基坑開(kāi)挖至坑底并完成底板養(yǎng)護(hù)，相鄰基坑分區(qū)樁基、加固、圍護(hù)結(jié)構(gòu)、管道保護(hù)等開(kāi)挖準(zhǔn)備工作就緒（圖4）。

圖4 地鐵車站基坑底板養(yǎng)護(hù)，相鄰基坑準(zhǔn)備開(kāi)挖

2）工況2：相鄰基坑分區(qū)第1層土方開(kāi)挖，完成首道支撐施工，同步拆除車站基坑最下一道支撐。此時(shí)，車站基坑與相鄰基坑分區(qū)首道支撐形成完整的傳力體系。

3）工況3：車站基坑回筑地下室最底層結(jié)構(gòu)，相鄰基坑分區(qū)同步向下開(kāi)挖土方并完成第2道支撐。此時(shí)，車站基坑與相鄰基坑分區(qū)的第2道支撐形成完整的傳力體系。

4）工況4：拆除車站基坑相應(yīng)支撐，繼續(xù)向上回筑車站地下結(jié)構(gòu)。

5）工況5：當(dāng)回筑結(jié)構(gòu)形成剛度后，相鄰基坑分區(qū)向下開(kāi)挖土方并施工支撐。此時(shí)，車站基坑回筑結(jié)構(gòu)與相鄰基坑分區(qū)支撐形成完整的傳力體系。

6）工況6：重復(fù)工況2～5，完成車站基坑地下結(jié)構(gòu)回筑和相鄰基坑分區(qū)底板。此時(shí)，拆撐范圍上下均形成了可靠的水平傳力體系。車站基坑首道支撐在地下結(jié)構(gòu)完成后暫時(shí)保留以確保在后續(xù)相鄰分區(qū)拆撐階段的支護(hù)剛度。若相鄰分區(qū)逆作施工，至此工況，整個(gè)地下結(jié)構(gòu)完成施工。

7）工況7：相鄰基坑分區(qū)在底板養(yǎng)護(hù)完成后，進(jìn)行地下室結(jié)構(gòu)順作施工，填充車站與地下室外墻孔隙。在回筑至頂層時(shí)，拆除2個(gè)區(qū)域的首道支撐和臨時(shí)設(shè)施，進(jìn)行結(jié)構(gòu)補(bǔ)缺，完成整個(gè)地下結(jié)構(gòu)（圖5）。

圖5 相鄰基坑分區(qū)地下結(jié)構(gòu)完成

2.2 同步施工工藝

緊鄰地鐵車站的基坑分區(qū)與在建地鐵車站基坑的同步施工工藝流程為：在設(shè)計(jì)階段將2個(gè)基坑一體化設(shè)計(jì)，確保每道支撐在立面、平面上形成整體作為可靠的水平傳力體系；2個(gè)基坑在開(kāi)挖階段按照統(tǒng)一規(guī)劃的挖土分塊及挖土方式，同步向下開(kāi)挖，隨挖隨拆分期墻并將兩側(cè)支撐連接為整體；在地下室回筑階段，2個(gè)基坑同步拆撐并施工相應(yīng)位置的地下室結(jié)構(gòu)，兩側(cè)地下室回筑進(jìn)程基本保持一致。值得指出的是，當(dāng)兩側(cè)共建基坑挖深相差不大時(shí)，宜采取相同的支撐道數(shù)，每道支撐的標(biāo)高應(yīng)一致；當(dāng)兩側(cè)共建基坑挖深相差較大導(dǎo)致支撐道數(shù)不一致時(shí)，較淺基坑開(kāi)挖范圍內(nèi)兩側(cè)各道支撐的標(biāo)高應(yīng)一致，較深區(qū)域宜在較淺基坑的底板位置布置1道支撐與墊層或底板形成可靠的傳力體系。

以車站基坑中間段2與相鄰基坑2-a分區(qū)的同步施工為例，該工藝典型施工流程如下：

1）工況1：2個(gè)分區(qū)均完成支撐優(yōu)化設(shè)計(jì)、樁基、加固、圍護(hù)結(jié)構(gòu)、管道保護(hù)等開(kāi)挖準(zhǔn)備工作（圖6）。

圖6 開(kāi)挖準(zhǔn)備工作

2）工況2：首層土方開(kāi)挖，施工首道支撐。車站基坑與相鄰基坑分區(qū)首道支撐形成完整的傳力體系（圖7）。

3）工況3：第2層土方開(kāi)挖，施工第2道支撐，隨挖土分層逐層、逐段拆除分期墻，將2個(gè)分區(qū)的支撐連為整體。

4）工況4：重復(fù)工況3，直至相鄰基坑分區(qū)底板墊層完成后，施工車站基坑最后一道支撐并向下開(kāi)挖土方。此時(shí)，同步澆筑相鄰分區(qū)鄰近車站基坑一側(cè)底板，并保留車站最后一道支撐與底板之間的分期墻，以加強(qiáng)最后一道支撐的水平剛度（圖8）。

圖7 開(kāi)挖首層土方，施工首道支撐

圖8 相鄰基坑分區(qū)墊層及局部底板完成

5）工況5：車站基坑開(kāi)挖至坑底并施工底板，同步施工相鄰分區(qū)底板。

6）工況6：依次拆撐并同步回筑兩側(cè)地下結(jié)構(gòu)（圖9）。

圖9 依次拆除支撐，地下結(jié)構(gòu)回筑

7）工況7：拆除首道支撐和臨時(shí)設(shè)施，回筑完成整個(gè)地下室結(jié)構(gòu)（圖10）。

圖10 回筑完成整個(gè)地下室結(jié)構(gòu)

2.3 協(xié)調(diào)管理要點(diǎn)

地鐵車站基坑與相鄰基坑分區(qū)在共建過(guò)程中可能涉及到多家建設(shè)、監(jiān)理、設(shè)計(jì)、施工等單位及政府監(jiān)督部門的協(xié)調(diào)，施工信息的有效溝通是確保施工順利實(shí)施的關(guān)鍵。

1）通過(guò)四方協(xié)議，約定各自的權(quán)利和義務(wù)，明確各自的施工范圍和工序搭接順序，為后續(xù)施工溝通提供管理和約束依據(jù)。

2）制訂共建施工管理的組織框架與會(huì)議制度，建立協(xié)調(diào)例會(huì)制度，原則上一周至少一次，由參建各方項(xiàng)目負(fù)責(zé)人出席，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生的情況做總結(jié)匯報(bào)，對(duì)于存在的問(wèn)題提出整改與改進(jìn)措施。

3）技術(shù)管理制度：建立現(xiàn)場(chǎng)施工技術(shù)協(xié)調(diào)小組，統(tǒng)一協(xié)調(diào)降水、監(jiān)測(cè)、挖土等方案的管理工作，包括確定方案編制主體及輔助單位、最終方案的匯總單位、方案評(píng)審計(jì)劃、監(jiān)測(cè)范圍劃分及監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)匯報(bào)、挖土區(qū)域劃分等。

4）施工現(xiàn)場(chǎng)管理制度：明確共建基坑的施工現(xiàn)場(chǎng)管理范圍劃分后，確立各個(gè)管理區(qū)域內(nèi)的參建方責(zé)任，確保不留空白。各區(qū)之間既有統(tǒng)一協(xié)調(diào)管理，又有各自的分項(xiàng)管理任務(wù)，主導(dǎo)和配合的角色按需輪換，以滿足工程管理需要，從而推進(jìn)工程的有序開(kāi)展。

3 結(jié)語(yǔ)

對(duì)在建地鐵車站與相鄰建筑基坑分區(qū)采取一體化施工技術(shù)，合理安排2個(gè)區(qū)域的施工工藝、勞動(dòng)力及資源配置計(jì)劃，并建立行之有效的現(xiàn)場(chǎng)管理機(jī)制，確保建筑工程的里程碑式節(jié)點(diǎn)工期的實(shí)現(xiàn)和車站工程結(jié)構(gòu)的順利完工，贏得了社會(huì)各界的高度好評(píng)。其中，2-a區(qū)與相鄰車站基坑同步施工，為T2塔樓核心筒模架裝備的安裝爭(zhēng)取了45 d的安裝時(shí)間，創(chuàng)造了主體結(jié)構(gòu)快速施工條件。本工程取得的顯著成果，可為類似工程提供借鑒和參考。