摘要：根据现场条件和结构特点，上海铁路南站南广场超大型深基坑采用放坡开挖、中心岛工法与局部逆作相结合的方法施工，施工方案对类似基坑施工具有借鉴意义。
关键词：超大基坑 井点降水中心岛工法 逆作法
1．工程概况
上海铁路南站南广场地下构筑物主体结构为地下二层、局部一层结构，基础采用桩筏基础，结构基坑面积约为23000m2，建筑面积约为46000m2，地下结构基底标高为-15.380m（±0.00相当于绝对标高6.530，现有场地绝对标高为4.00～5.00），底板面标高为-14.130m,中板面标高为-8.950m，顶板面标高为-3.500m。为了解决抗浮问题，针对不同的部位，采用了&phi700钻孔灌注桩（上插钢格构柱）、&phi600扩底钻孔灌注桩（机械扩孔）两种桩型。
2．工程特点
本工程基坑施工具有如下特点：开挖面积大、开挖深度深；工程地质条件较差，整个场地存在两个承压水含水层，第一含承压水层为⑤2层，第二承压含水层为⑦11层，其中第⑤2层的微承压水对基坑抗承压水稳定性造成威胁；主体结构工程量大，施工跨越四季，持续时间较长；基坑西侧有一根通向虹桥机场的航空输油管及东荡小区房屋，施工期间需要保护。
3．总体施工方案
本工程以连续墙作为主体结构的围护体系。
为改善围护结构及内支撑的受力状况，中板以上土层采用放坡开挖，根据基坑周边待建建筑及环境保护条件，卸土深度5.0～6.8m不等，分两级放坡，第一级坡高1.50m，中间设置1.50m宽留土平台，第二级坡坡高3.50m，坡脚放至-7.00m(-8.80m)，坡脚至连续墙内边的留土平台宽度10.0m。
与中板以上土层放坡开挖相结合，中板以下土层采用中心岛工法与部分逆作相结合的基坑围护方案。在周边放坡开挖完成后，浇筑连续墙顶圈梁，然后开挖坑内土体至相对标高-10.68，先浇筑周边一～二跨中板结构，在基坑内侧边设置10.0m宽度留土平台，以1：2.5坡度盆式开挖基坑中部土体至基坑设计底高程，然后顺作该部分底板、中板。待中板达到设计强度后，利用中板作支撑，按照对称、分区、平衡的原则，间隔蛙跳逆作开挖基坑内侧边留土平台及留坡至坑底（相对标高-15.38m），及时分块、分区逆作浇筑素砼垫层及底板及立柱。现浇接高地下连续墙，顺作完成顶板梁柱，回填坑周土体及顶板覆土。
施工流程：地下连续墙、扩底钻孔灌注桩、一柱一桩&rarr中板以上挖土&rarr地墙顶冠梁施工&rarr周边中板施工&rarr中心岛底板以上挖土&rarr中心岛底板施工&rarr中板封闭施工&rarr逆作区底板挖土&rarr南北两侧周边中板下逆做施工、东西两侧周边中板上顶板施工、中心岛顶板施工&rarr底板封闭施工、顶板封闭施工。
4．基坑围护与地基加固设计
根据总体施工方案结合现场情况，主体围护结构选用800mm厚地下连续墙，连续墙采用锁口管柔性接头。基坑开挖完毕后连续墙兼作主体结构侧墙，坑内不再另设内衬，墙幅接缝处设置壁柱。考虑到地下车库、商场顶板面为从南向北向下倾斜，为减少后期连续墙的凿除量，连续墙北面顶标高-8.80m，其余各处墙顶标高为-7.00m，低于建成后地面部分考虑后期在顶部现浇接高，墙底标高均为-27.40m，墙身预留钢筋连接器与底板钢筋、中板梁主筋连接，墙顶现浇800×800mm顶冠梁，增加连续墙的整体性。东荡小区一侧采用&phi700水泥土搅拌重力坝格栅式加固，桩顶标高-2.00m，桩底标高-13.00m，宽5.20m。在基坑外围放坡的坡顶位置设置一道&phi700水泥土搅拌桩止水帷幕，东侧、西侧、南侧止水帷幕桩顶标高-3.50m，桩底标高-11.50m，北侧止水帷幕桩顶标高-5.40m，桩底标高-13.40m。基坑坑底周边采用&phi700水泥土搅拌桩格栅式加固，加固体宽5.20m，加固深度为-10.68m～19.38m。
5．主要施工方法及技术措施
5.1井点降水
本工程浅层地下水位在自然地表面下0.5m处，土体含水率高，工程开挖深度12.85m，经计算⑤2层承压水的顶托力大于基坑底至承压含水层顶板间的土压力，即基坑底板不稳定，会发生突涌现象。本工程采用轻型井点、疏干井、减压井三种降水措施。基坑周边布置两排轻型井点，共18套，一排位于止水帷幕内，总管标高-3.5m，将长期保留用来维护边坡稳定，另一排位于连续墙内侧6m处，总管标高-4.0m，挖土前拔除。基坑内布置疏干井和减压井，按每200m2布置1口疏干井，共布置疏干井66口（均匀布置），其中32口井与减压井合二为一，既为疏干井又为减压井。疏干井长16m，减压井长32m。基坑降水降至开挖面以下0.5m～1.0m，减压井抽水时做到适时适量，在底板施工时承压水水头降至承压水压力不使坑底以及底板隆起为够。
5.2 土方开挖
第一阶段为中板以上土层放坡施工：从自然地面-2.0m挖至-10.68m，周边中板留20cm人工扦土，挖土分6块，总土方量为25.8万m3，由东北向西南方向挖土。
第二阶段为中板以下中心岛挖土施工：中心岛部位从地面-10.88m挖至-15.18m，留20cm人工扦土，挖土分6块，总土方量为19.67万m3，由北向南方向挖土，为了便于出土，在南侧周边中板梁内预埋埋件，在梁上搭设钢栈桥作为中心岛挖土时的便桥。
第三阶段为中板以下周边土层逆作挖土施工：周边中板下逆作区挖土，挖土分6块，总土方量为2.73万m3，南北两侧由相对应的中板预留出土孔出土，东西两侧由相对应的顶板预留出土孔出土，周边底板逆作挖土时，按20m～30m抽条间隔挖土，挖土时先挖预留洞以下的土方，再间隔抽条挖洞口两侧的土方。
5.3 基坑开挖时的主要技术措施
（1）逆作法施工的措施
照明、通风：采用有效方法满足施工需要。
挖土：周边底板逆作挖土时，按20m～30m抽条间隔挖土，挖土时先挖预留洞以下的土方，再间隔抽条挖洞口两侧的土方。每一分块逆作挖土时，采用分皮分层挖土，分层厚度不大于2.5m，每一施工段与未开挖部位之间边界采用临时边坡，临时边坡为1：1.5，平台宽度为2m。
（2）基坑降水技术措施
为确保地下水位始终在基坑最低开挖面以下0.5m或1m处，疏干井应始终抽水，而减压井则为控制⑤2层微承压水水位的水头标高，适时抽水，降低承压水头标高。为确保基坑开挖过程中的抗承压水稳定性，在基坑周边设置承压水位观测井，对承压水的水位进行密切监测；根据有关部门提供的承压水水文特性，通过验算确定设置承压水抽水井的口数、抽水时间及抽水量，掌握适时、适量抽取的原则，避免由于过度抽取带来的对周边环境的不利影响。
（3）基坑内外排水与坡面保护
由于基坑面积庞大，相应形成较大集雨面积，为防止基坑内积水，基坑内设置由明沟、集水井点构成的排水体系，确保能将雨水及时排出坑外。为减少坑外坡面渗流量，在卸土留坡的第二级平台处打设复合土工膜防渗墙。在挖土过程中凡需长时期暴露的开挖坡面，均需采取保护措施，坑内的留土平台及坡面在保护面铺设&phi16@200×200钢筋网，并上覆50mm厚细石混凝土，在坑外卸土坡面上铺设一层无纺土工布，然后铺设&phi16@200×200钢筋网，并上覆50mm厚细石混凝土，坡面留泄水孔。
6．几点体会
(1)上海铁路南站南广场主体结构的施工实践证明，中心岛工法施工技术操作简便，在技术上是可靠的，经济上是合理的。对于深大基坑施工采用中心岛工法，可不设内支撑，给施工带来极大的方便，能加速施工速度，缩短工期。
(2)对于中心岛开挖面的大小，取决于坑内土体的稳定，保留多大的土体才能保证围护、支撑体系安全可靠非常重要，一方面取决于设计单位的理论验算，另一方面在实施过程中通过较先进的监测手段所得信息来指导施工，从而提高基坑和环境保护的安全度。
(3)在粉质粘土的深基坑施工中，降水的好坏直接关系到围护结构的安全。本工程利用轻型井点降浅层水，疏干井降深层水，减压井降承压水。由于处置措施较得当，基坑土坡稳定，土层固结，保证了施工的顺利进行。
杨晨1，孙九春2
来源：上海市政网