城市核心区域“一新一旧”的深大基坑施工

作者简介：俞文俊（1992—），男，汉族，上海崇明人，本科，中级工程师，主要研究方向施工技术及管理。

摘要：近几十年，地下空间建设需求愈发增多，深基坑施工越来越多，同时复杂程度越来越高，尤其涉及城市核心区域的基坑施工，工况和环境都更特殊，本文结合世博园区B06地块项目分析，研究城市核心区域“一新一旧”的深大基坑施工技术，降低对周边特殊环境影响，以保证工程顺利建设，同时为类似工程提供经验。

关键词：城市核心区；特殊环境；深基坑；改建；换撑；

引言

世博园区B06地块项目（以下简称“世博项目”）地处世博核心区域，项目整体分为1区及2区，围护体已于2012年8月全部完成，该阶段周边部分高层建筑等尚未建成，1区地下室结构陆续于2015年12月完成，随后项目处于长期停工状态。后于2020年10月30日复工，先施工2区基坑，新基坑施工阶段，1区旧结构因功能调整，存在大量结构拆改施工，深基坑在“一新一旧”邻坑同时施工情况下，难度和复杂性成倍增加。

1 工程简介

世博项目基坑总面积4.4万㎡，新基坑面积约1.9万㎡，普遍深度约16.7m，最大开挖深度约20.4m，围护结构2012年施工完毕，随后闲置至新开工，旧地下室结构2.4万㎡，地下三层，整体结构拆改规模大，包括大面积邻中隔墙区域结构从底至顶的拆改，“一新一旧”两区同时施工，相邻基坑受力传递极关键，工况复杂，施工难度高。

2 施工特点、难点

周边环境特殊、与长期闲置的邻坑地下室结构拆改同步施工工况复杂、紧邻中隔墙区域大面积从底至顶结构拆除与新基坑同时施工、围护体受邻近项目建设阶段时空效应的影响不可预知，是世博项目深大基坑施工的最大重难点。

2.1周边环境特殊

世博项目位于城市核心区域，周边有世博轴、地下综合体及世博主题馆等世博永久建（构）筑物，北侧对面即为世博中心（政府活动召开地），政治意义深远，社会影响大，基坑南侧有共同沟，距离基坑边仅4米，是一条汇集浦东新区多条重要管线的“大动脉”，北侧紧贴围墙即为11万伏超高压电缆线，周边环境特殊，深大基坑施工难度大，环境保护要求极高。

2.2与长期闲置的邻坑地下室结构拆改同步施工工况复杂

紧邻的1区因功能调整，存在大量结构拆改加固施工，在新基坑施工阶段，一区老结构拆改同步施工，相邻基坑受力传递、施工组织问题极关键，需兼顾两者复杂工况，尤其如何有效保证基坑应力传递，是保证一新一旧基坑施工安全的关键。

2.3紧邻中隔墙区域大面积从底至顶结构拆除与新基坑同时施工

项目紧邻中隔墙区域，旧地下室存在从地下三层直至顶板的大面积结构拆改，包括竖向结构拆改置换，对新基坑、旧结构的受力传递同时造成影响，如何同时确保两者的安全施工，是重中之重。

2.4围护体受邻近项目建设阶段时空效应的影响不可预知

世博项目围护体结构早期施工完成，在2区复工时，周边建筑（涉及大面积地下室）均已建设完毕，环境已发生变化。常规深基坑施工已存在诸多不确定因素，而本项目更是叠加了围护体长期闲置、周边建设环境变化等一系列时空效应影响，不确定性和风险性呈几何倍数级增加，施工风险不可预知。

3 城市核心区域“一新一旧”的深大基坑施工总体路线

针对项目施工周边环境特殊等，提前模拟施工工况，分析预测对环境影响，对项目基坑围护设计、施工提前合理优化，降低基坑施工对周边环境影响。

针对与长期闲置的邻坑地下室结构拆改同步施工工况复杂，将新基坑及旧结构统筹考虑，制订合理施工部署策略，通过合理施工分区、分块、流水段，独立化施工组织部署，化繁为简，减少相互影响。

针对紧邻中隔墙区域大面积从底至顶结构拆除与新基坑同时施工，合理优化施工工况，采取有效应力传递措施，确保基坑与结构施工整体安全。

针对围护体受邻近项目建设阶段时空效应的影响不可预知，在深基坑合理施工基础上，提前分析风险，并建立抗风险应急措施，有效应对风险。

4 城市核心区域“一新一旧”的深大基坑施工

4.1 基坑内支撑体系以及挖土施工设计及优化

最初支撑体系采用东西、南北向大对撑形式，每向两道对撑成组，通过多次工况模拟及优化，即使集中最优资源保证对撑优先形成前提下，仅可一向一道对撑逐个形成，再继续另一向逐道形成对撑，最后形成角撑，受限于实际作业条件，原支撑体系无法迅速有效形成。

再多轮次沟通后，将支撑体系优化为十字对撑加角撑形式，并经施工模拟，根据“时空效应”原则，采取盆式分块大原则，分7个分块开挖，兼顾邻坑已出零并已经历长时间应力释放，适当侧重南北向以及非邻坑一侧支撑形成，依次开挖南北、东西向对撑，优先形成两向大对撑，最后开挖形成角撑，支撑体系形成更平滑，支护能力得到加强，从而减少基坑变形，将对周边环境影响降至最低。

施工过程中，结合共同沟实地排摸调查，同步布设信息化监测系统动态监测，针对超高压电缆线，通过精准物探结合局部管线搬迁保护措施，减少对电缆线的影响，确保施工过程中管线安全受控。

4.2 与长期闲置的邻坑地下室结构拆改同步施工

结合工况特点，优选对结构及基坑扰动小的方式，选用静力切割与机械凿除相结合方式，即竖向结构静力切割，水平结构机械结合人工凿除。

结合项目实际特点，确立“保证基坑应力传递安全、保证结构及基坑安全、提供施工面及创造施工条件”三大原则，并基于此开展分块、分区等部署。

施工分区时，将大原则落实到细部影响因素，按照优先保上部结构施工、优先远离基坑区域、优先受制约小的区域、优先对总体施工组织影响小的区域等，对整体拆改分类标记，形成区域分类图，再综合考虑施工优先级以及工期，形成大的分区排序：A区（主楼区）→B区（远离围护、受制约小）→C区（远离围护、受制约稍大）→D区（靠近围护结构）→E区（坡道，制约施工通道）。

在施工分区确定后，围绕竖向结构改造为中心开展分块，结合合理流水段配置，采用“围绕单跨竖向结构拆改为中心，每单块分块不超两个轴网跨”的具体分块方式，利用字母+数字的组合排序，形成最终施工分块顺序图，保证旧结构拆改及新基坑施工安全。

施工部署方面，新基坑与老结构尽可能相对独立部署，包括：垂直及水平交通、材料运输、堆放、临时设施等，化繁为简，降低新基坑、旧结构的施工间的影响。

4.3 紧邻中隔墙区域大面积从底至顶结构拆除与新基坑同时施工

在施工部署上，适当延后紧邻中隔墙区域结构拆改施工，尽量避开基坑开挖阶段，在新基坑完成地下一层中楼板后开始拆改施工，优先保障基坑安全。

邻近中隔墙区域，旧结构地下室通过保留支撑围檩、混凝土牛腿换撑、B0板换撑牛腿等方式，实现新基坑支撑力得到有效传递。在新基坑开挖阶段，提前对旧结构换撑排摸，确定换撑构件完整有效，对局部缺陷修补处理。在整个施工阶段，对旧结构换撑日常巡查，并在附近存在作业时做好对换撑结构的保护了，确保基坑传力持续有效。

在新基坑回筑阶段，在近中隔墙位置设混凝土传力带、型钢支撑等传力构件，旧原始结构浇筑到中隔墙边，两者之间形成应力传递，对结构空缺部位，增设型钢水平对撑或型钢斜抛撑。

旧结构拆改施工时，邻近中隔墙附近结构框架梁优先保留，利用结构梁作换撑。部分制约拆改施工关键路线区域，提前设临时钢结构换撑，再对旧结构拆改及新建结构置换，待新建结构满足强度后拆换撑，确保受力有效传递。

4.4 基坑风险管控措施

相较常规深大基坑，本项目围护体不可预知性更大，存在更多不确定风险。针对此情况，项目提前编制紧急情况应急预案，完善应急抢险工作流程，落实抢险队伍，并成立周边环境应急抢险专项小组，以应对各种可能发生的突发情况。

项目成立现场基坑巡视专项小组，结合现场施工工况、监测数据信息等关键要素全天候对基坑重点风险巡视检查，每2小时对深基坑施工重点监控巡视，巡视检查包括：止水帷幕完成情况；支护有无裂缝；基坑有无涌土、流砂、管涌；降压井井管有无破损、侧壁有无冒水；桩侧或附近是否有冒水、积水情况等。

一旦发现任何异常，立即采取应急响应，以应对任何可能发生的突发情况，及时消除基坑隐患。

5 实施效果

世博项目自开工至地下室出正负零，整体监测数据稳定，周边建筑沉降变形最大仅3.7mm，周边管线等变形数据稳定，均在安全可控范围内，顺利安全完成基坑施工，未对周边环境造成不利影响，并在相应合理优化措施下，工期节点得到了提前。

6 结束语

世博项目的深大基坑施工攻克了诸多难题，在特殊复杂环境下得以顺利又安全的实施，各项环境监测指标均在合理范围内，且未对周边环境造成不利影响。在通过一系列方案、措施等对应优化，项目整体工期、成本、质量等各方面都得到了大幅提高，并总结形成了城市核心区域“一新一旧”的深大基坑施工技术，为类似工程提供借鉴。

参考文献

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