【摘  要】 随着城市发展与轨道交通的快速建设，紧邻轨交甚至与轨交车站相连的大型基坑工程也越来越多。结合上海市月星环球工程实例，详细介绍了在紧邻在建地铁车站的超大、超深基坑工程中，对基坑的施工方案、支护技术、对在建地铁基坑的保护措施等多方面进行的研究和应用，为日后类似工程提供借鉴。

【关键词】上海月星环球商业中心工程 邻建施工 逆作法 深基坑 承压水

 

      上海月星环球商业中心工程地下部分建筑面积为166 739 m²，设 3 层地下室，其中地下 1 层、地下 2 层都直接与地铁站相连。整个基坑呈狭长型布置，周长约 1 200 m，单边最长达到550 m，基坑占地面积约 58 000 m²，裙房部分挖深达到 18 m，主楼区达到 21 m，属超大、超长、超深基坑且工程周边环境复杂。

      本工程拟建场地根据第⑥层分布规律，划分为正常地层区和古河道分布区。场地中部、北部及西南角位于正常地层区，有第⑥层分布，层位分布稳定；场地南部为古河道区，缺失第⑥层暗绿色硬土层，第⑦层被切割，局部缺失。浅部分布有厚度较大的第②₃层粉性土、砂土层，层底埋深一般在10 m左右，缺失上海地区统编的第③层淤泥质粉质黏土层。经综合分析本场地各土层的分布规律，我们发现除第⑥、⑦层在古河道区变化较大外，其它各土层层位分布较稳定，无明显陡坎。工程基地内地下水类型主要有浅部土层的潜水和深部第⑦、⑨、 、 层中的承压水。

      本工程车站主体为钢筋混凝土双柱3跨3层结构，车站长度为155 m（内净尺寸），标准段宽为19.6 m（内净尺寸），标准段结构高度为18.8 m～20.85 m，站中心处底板埋深为19.25 m；车站东西各有一个端头井，西端头井埋深约为20.8 m，东端头井埋深约为 21.1 m；整个车站结构顶板厚度为 800 mm～90 0mm，上中板厚度为 400 mm，下中板厚度为400 mm，底板厚度为 1 300 mm～1 400 mm；车站设有 4 个出入口，其中 1 号、2 号出入口通向月星环球商业中心，并有部分设备拟安置在月星环球商业中心地下室内（图1）。

      （1）超大、超长和超深基坑施工对在建地铁基坑的影响

      整个基坑呈狭长型布置周长约1 200 m，单边最长达到550 m；基坑开挖面积约58 000 m²；裙房部分挖深达到18 m，主楼区达到21 m，土方量达到1 100 000 m³。如此超大面积的基坑工程，在一次性开挖及土体卸载后，极易造成基坑隆起。同时，由于基坑面积大而导致开挖时间长，使“时空效应”尤其显著。因此，基坑变形对周边环境影响将非常大，尤其是对紧邻的地铁车站基坑。

      （2）超大面积降承压水水施工

      由于本工程基地内承压水位埋深为地面下9.1 m～10.1 m，开挖深度达18 m，第⑦层承压水有突涌可能，且基坑面积较大，所以大范围承压水下降可能对地铁车站基坑造成较大影响。

      （3）交叉施工，协调组织困难

      因本工程施工期间，轨交地铁13 号线车站结构也在同时施工中，且需借用本工程的施工区域作为其施工场地，期间的交叉施工对双方的工期及现场交通组织均有一定的影响。

 

      针对上述施工难点，我们最终确定采用逆作法施工，基坑围护采用地下连续墙并考虑大面积降水对周边环境的影响，拟用地下连续墙隔断地下承压水的施工方式进行施工。

      在最初的基坑施工方案中，我们先将整个基坑分为 6 个区，因考虑到车站保护，在与地铁公司充分沟通的情况下，将临地铁侧的Ⅵ号基坑又划分成 3 个小基坑进行施工，编号为Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ区，其中Ⅵ区基坑面积为 400 m²，Ⅶ区基坑面积为3 474 m²，Ⅸ区基坑面积为 1 127 m²（图 2）。

      具体操作方法为：在重新划分的Ⅶ区基坑中央部分，首先开始桩基工程以及B0 板的施工；待完成Ⅶ区 B0 板之后，开始进行Ⅵ区桩基施工及 B0 栈桥板施工；待地铁盾构机完成盾构推进之后，开始进行Ⅷ区桩基及 B0 板施工。各区地下各层结构楼板总体施工流程，原则上按照“先Ⅶ再Ⅵ后Ⅷ，Ⅵ、Ⅷ平衡”的先后顺序进行施工。

      为防止月星基坑大面积卸载后，地铁侧基坑的上浮风险，我们在与地铁车站设计方沟通后，在地铁车站增设了抗拔桩，桩径为 700 mm（图 3）。

      针对本工程特点，我们首先在基坑内进行了抽水试验，然后运用了沉降计算理论与太沙基固结理论进行分析，并结合该场地的地质参数和沉降点的沉降，随时间变化过程进行了对比，以预测该点的最终地面沉降量。最后经过拟合，观测到井周围沉降点的最终沉降值为- 10 mm、最远沉降点的最终沉降值约为 - 4 mm，与现场沉降实测值基本相符。对于降水工程中的难点，我们结合前期抽水试验取得的数据及地下水控制经验，采用以下措施进行解决：

      （1）根据本工程的周边环境保护要求，我们先布置了26 口坑内减压井和 5 口备用井兼观测井，这样最浅水位可以控制在地面下14 m 左右。同时，为了实时观测基坑外水位变化，我们暂考虑布置 6 口坑外观测井，然后再对坑内开挖深度以下的承压水进行“按需减压”降水。这可在确保基坑安全及施工顺利前题下，把减压降水施工对周边环境的影响减低到最小。

      （2）考虑到本工程周边环境保护要求高，我们在本工程基坑外布置了坑外承压水观测井，同时观测坑外承压水的变化，并根据地下水位监测结果指导坑内降水运行。

      （3）基坑在开挖过程中，当减压井启动后，应确保减压降水井的不间断工作。同时，要根据减压井抽水量及观测井的地下水水位，来确定开启的减压井数量、抽水速率，以合理控制地下水水位，将降水对环境的影响控制到最低程度。为确保降水井的不间断工作，施工现场应有双电源保证措施，同时将地墙深度定为 44 m，以隔断承压水层，进一步减小承压水抽取过程中对临近车站的影响。

      我们对Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ区场内交通情况根据不同施工阶段进行了调整，具体作法如下：

      （1）在地下室顶板形成前：我们在进行顶板施工前对场地进行了硬化，并利用基坑北侧月星工地Ⅴ区 B0 板栈桥区域及13 号线工地道路作为基础阶段重型机械施工道路。

      （2）在地下室顶板形成后：由于施工场地狭小且顶板形成后基地南侧绝大部分位置为13 号线施工场地，所以我们利用了Ⅴ区 B0 板及北侧 8 m范围作为施工场地。

      经过施工调整，我们保证了本工程与相邻地铁的施工组织及进度需要（图 4）。

      目前本工程Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ区顶板已完成，地铁车站下中板已全部完成。从现场实施情况来看，本工程基坑本身变形及地铁车站变形均处于控制范围内。