超大超深基坑围护体系施工难点之案例分析

超大超深基坑围护体系施工难点之案例分析

摘要：近年来，城镇化进程的加快，我国的各类工程建设数量也在不断增加。

在城市建设的过程中，由于土地的可利用面积少，但是经济以及商业发展对于市

场扩展的需求却日益增加，因此在许多城市进行大面积的城建的过程中，开展相

应的地下空间的建设就被提上了日程。但是在开发地下空间的时候，有关于深坑

的规模、结构以及深坑建造的主体结构的复杂性都严重的制约着深坑的建造，因此，在进行工程的建造时，深坑的设计就显得尤为重要。本文就超大超深基坑围

护体系施工难点展开探讨。

关键词：超大超深基坑；支护体系；围护体系

引言

工程概况：某金融大厦项目东边延吴淞路，西达乍浦路，南边靠近北苏州路而北接至天

潼路，由两幢高100m和60m的塔楼及五层裙楼和超出20m深的四层地下建筑而组成。总建筑面积超过122000m2，其中地上建筑面积约86500万m2，地下建筑面积约36000m2。建筑

平面图如图1。

图1-建筑平面图

1基坑建造的工程特点以及主要的风险源分析

在进行基坑的建造时，一定要结合当地实际情况进行合理的设计，制定出符合实际的施

工计划和施工方案，确保在建造完成后能够平稳的运行。在实际建造的过程中主要的风险来

源有以下几个方面：（1）超大面积的基坑支撑布置。在进行基坑工程的一体化构建时，构

筑物的建筑面积巨大，因此基坑支撑的工程量便大大的增加。在建造之前，合理的设计和支

撑布置，除了能够保证基坑的安全和稳定，更是可以大大的增加基坑开挖的效率以及整体工

程的施工效率。（2）在基坑的实际开挖过程中，水处理构筑物的水平楼板层高通常情况下

都比较的大，因此基坑在进行换撑时会存在着较大的困难。一般情况下，地下一层的层高设

置在6m左右，地下二层的最大一层一般在10m左右。因此在这样的情况下，地板的高度变

化就较为复杂，内部结构更是多种多样，在经过拆撑之后的围护墙其整体的内力和变形都比

较大，因此这也成为在进行基坑的工程设计过程中的重点问题。（3）在工程的建设过程中

要及时合理的处理地下水以及软弱土层。有时在进行基坑的建造过程中，会根据设计的要求

对基坑的开挖深度较大，但是该区域的抗承压水却不能满足其中的生物反应池区域基坑的要求，因此在此过程中就需要采用切实有效的降承压水处理措施，而这也成为在基坑建设过程

中一个较为关键的问题。（4）基坑的围护方案应该在能够保证基坑实际使用安全的前提下，还要对周边的环境进行有效地保护，并就此提出合理的方案，对于实际情况下如何提高经济

效益、增加施工的便捷性以及缩短基坑的建造周期等问题，进行合理的处置和规划。基坑的

建造过程，涉及技术面较广，复杂性较强，同时又会有许多的突发情况出现。

2超大深基坑施工难点分析

2.1基坑埋置超深，土质复杂对基坑的影响分析

（一）特点难点。（1）本工程基坑面积约10000m2，普遍区域地下四层，裙楼区开挖

深度约18.75m，塔楼区域开挖深度约19.35m；邻近地铁区域地下二层，基坑开挖深度约为10.15m。（2）场地浅层第3层为粘质粉土夹粉质粘土，该层局部夹砂质粉土及淤泥质土，

土质不均。在地墙成槽时可能会出现塌槽现象，需采取有效措施确保地墙成槽质量。（3）

场地浅层分布有含水量丰富及软弱的淤泥质粘土，具有明显触变及流变特性，在动力作用下

土体强度极易降低。（二）针对性解决措施。由于潜层水埋深较浅，基本被地墙围护体隔断，所以对微承压水的处理基本采用疏干井相结合的方式抽取。对7层承压含水层压力水处理，

考虑减少对外界的影响，所以将降压井设置在坑内。杜绝不必要的过度抽水，为了确保坑内

井管的封井安全，在底板浇筑前开启临坑内的最近距离的一定数量的降水井，维持水位在安

全范围内，停止坑内降水井，并将坑内降压井封闭。

2.2深基坑围护的设计分析

在进行深基坑围护设计时，设计方案要符合施工要求及现场情况。深基坑围护设计主要

遵循三个原则:（1）提出新理念，使用先进技术，充分考虑施工场地情况。目前，深基坑围

护结构的设计还没有标准的计算公式，大多是根据实际情况进行调整，这也是为什么要提出

新理念的原因。（2）多研究围护结构理论，多进行围护材料试验。在深基坑围护结构的实

验方面，我国还落后于发达国家。但随着我国城市高层建筑数量的增加，我们不仅要积累工

作经验，还需要积累一定的数据。目前我们积累的一些监测数据并不精确，这就可能导致我

们国家的深基坑围护结构在实践和理论方面出现脱节。（3）—根据深基坑围护结构的不同特点进行分析，结合现有的围护结构，改进围护设计方案，探索出合适的计算方法。需要注意

的是，深基坑围护结构不同，功能不尽相同，应根据实际水文地理情况选择合适的围护结构。

2.3管线分布密集给基坑带来的施工难点分析

（一）管线分布密集复杂。本工程周边建筑物耸立，管线众多，环境十分复杂。东侧吴

淞路路、南侧苏州路、西侧乍浦路、北侧天潼路，工程由四条市政道路合围，道路下分布有

较多的市政管线；西南侧为乍浦泵站、北侧为地铁12号区间隧道，与本工程地下室距离均

较近；同时东侧、南侧和北侧有多层建筑。总体来看，基坑北侧的地铁12号线区间隧道、

南侧苏州河河堤和西南侧乍浦泵站是本工程基坑开挖过程中需重点保护的对象，基坑周边的

市政道路、市政管线及多层建筑亦是基坑设计及施工中需关注的对象，同时尚须对场地内原

桩基础障碍物采取相关处理措施。本工程周边环境复杂，变形控制及保护要求高，尽量减少

对周边环境的影响。（二）针对性解决措施。（1）对于水、电、煤管线及市政雨水管道等

的保护，我们采用了跟踪注浆的工艺以动态的控制来确保管线的安全。对工程中封闭式管线

我们采取先行注浆施工再进行土体支护与加固。（2）工程北侧天潼路下有待建地铁十二号

线隧道区间，该隧道直径6200mm，两隧道的中心距约10m，隧道与本工程地下室的距离不

到10m，故此对隧道保护成为重点与难点，为减小因基坑降水施工对地铁隧道的破坏性，在

邻近地铁隧道侧的地墙两侧采用三轴水泥土搅拌桩槽壁实施加固，地墙槽段接缝采用+接头；其他区域基坑周边地墙接缝位置设置RJP及品字形高压旋喷桩止水构造措施。（3）河堤与基坑的最近距离约为20.0m，该河堤已以现浇钢筋混凝土结构改造加固，其下设置双排钻孔灌

注桩，桩间距为2m桩径为60cm、桩长为18m的钻孔灌注桩。（4）工程西南角乍浦泵站与

地下室外墙最近距离不到1m。乍浦泵站基坑周边采用多重围护体系：钻孔灌注桩+三轴水泥

土搅拌桩隔水帷幕和高压旋喷桩组合的围护体系。

2.4混凝土支撑拆撑及钢换撑施工分析

为了保护基坑和周边环境的安全，必须使支撑拆除后支护结构不产生过大的应力释放，

因此须遵守以下原则。（1）支撑拆除施工前必须保证地下室底板传力板带达到设计强度80%要求。（2）分离支撑杆与围檩，再拆支撑杆，最后拆围檩。（3）先拆左右两端区域，再拆

中间部分区域。（4）拆除时，先拆除副撑再拆除主撑。（5）在拆除每层支撑的前后必须加

强对周围环境的监测，出现异常情况立即停止拆除并采取措施，确保安全。

3深基坑施工过程中的质量控制要点