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世博园深基坑施工技术探秘

发布日期:2010年08月04日 游览次数:69

  随着城市建设的快速发展,地下空间开发也日益增多。地下城市空间的综合开发利用能够有效解决人口、资源、环境的难题,也是城市化的标志。上海世博会的配套地下空间的开发达到了前所未有的高度。在世博园一轴四馆等大型公共建筑工程中,以基坑工程阶段实现立体交叉作业为目标,使用了深基坑高效施工工艺、新型围护体系、快速换撑技术和环境影响控制技术,颇具借鉴意义。
  基坑规模大等难点突出
  据上海市第四建筑公司的有关负责人介绍,世博工程基坑施工中遇到的困难和问题集中体现在工程工期被严重压缩、施工条件差、周边环境保护要求严格,而且基坑的规模大。
  在这种情况下,施工方首先要解决的是在确保周边安全的前提下的高效施工问题。首先,针对超大深基坑周边的复杂环境,按照不同的环境标准对基坑进行划分,从而对围护设计等进行优化,在确保安全的情况下缩短工期。其次,在维护设计的同时综合考虑后续施工情况,尽量形成流水搭接。再其次,研究创新快速换撑技术。最后,尽量将永久结构与基坑围护设计相结合,以实现高效施工。
  分区施工为超大深基坑施工提供了技术的可行。中国馆项目基坑面积达4.5万平方米,埋深9米,周边环境复杂,管线众多。地铁M8线从基地西侧穿过,周家渡车站与地下室结构多处相连,基坑西侧250米紧靠M8线,其中130米与地铁车站的外墙共墙。在具体的施工中,考虑成本、环境安全、工期效益三个要素统一,采用了多环境保护基准下的近接运营地铁超大深基坑施工技术,包括分区设计概念、分区施工技术、特殊部位处理技术等等。
  针对不同的保护区域采取相适应的围护形式和施工工艺,项目部将中国馆工程的基坑分为地铁侧保护区和50米外非地铁保护区。施工采用新型快速换撑技术——肋板换撑技术,即沿围护结构水平方向制作若干竖向肋板,肋板一侧与围护墙体直接连接,上侧通过圈梁与围护桩体连接,下侧直接与底板连接。通过肋板将围护墙体的力直接传递到结构底板上,从而实现换撑的目的。这种工艺能够大大增加各个分区基坑施工的安全性及灵活性。
  施工技术的集成与创新
  世博建筑项目基坑处理采用了多项新的技术,针对遇到的问题,采取了相应的对策。
  超大深基坑内多围护形式组合高效施工技术。世博中心工程基坑东西向414米,南北向99米,开挖深度6.55米。局部深坑区域达到13米。综合考虑上部主体钢结构的吊装技术路线后,确定整个地下室基坑工程总体上采取中心岛开挖施工方式。通过对多种围护方案形式从经济性、技术可行性、总承包管理等各方面进行综合分析,最终选择型钢水泥土搅拌墙+钢管斜抛撑支撑系统的支护形式,并在此基础上针对舞台深坑区域进一步进行了优化。
  与后续施工交错进行的超大深基坑无支撑围护体系技术。世博主题馆项目基坑面积约5万平方米,开挖深度10米,建造工作量大,周边环境较为宽松。施工选择了两级放坡+深层搅拌桩重力坝体系的围护方案。此外,还有超深重力坝内套打钻孔灌注桩新型围护体系的应用。
  临江超大基坑复合围护及环板快速换撑技术。世博演艺中心紧邻黄浦江,基坑的1/3面积位于江滩回填场地内。针对此情况,项目部将围护结构与外侧高压旋喷隔水坝体相结合,有效解决了在障碍物清理过程中江滩土的流入及降水渗漏的问题,同时,能够有效控制临江侧的水中压力,减轻了潮汐荷载对基坑围护结构的影响。此外,这样做还保证了施工过程中临时防汛墙的安全。环型支撑完全避开了主体钢结构,使主体结构的施工不受基坑施工的影响,同时为基坑中心区域施工创造了开阔的场地和空间。另外,施工采取了一项新型换撑形式——环板换撑,使主体结构之外的结构形成独立的体系,将不同区域之间的施工相互影响降到了最低,加快了施工进度,大大节约了工期。
  与绿化造坡相结合的地下大空间综合体梯次逆作法施工。世博轴工程基坑南北长1045米,东西宽99.5米至110.5米,基坑开挖深度为12米至17米,永久结构为下沉敞开式放坡形式,东西两侧为绿化边坡。项目部最终采用工艺成熟、变形较小的地下连续墙+半逆作的方案。连续墙顶标高落底至地下一层,地墙外侧充分结合世博轴两侧永久绿化边坡设置重力坝放坡,内部支撑体系结合永久结构及阳光谷位置、内部建筑大开孔位置,两侧两跨永久结构作为支撑体系的一个组成部分,中部55米设置钢筋混凝土支撑。
  大型公共建筑深基坑高效施工集成技术在世博永久建筑项目上取得了良好的社会效益和经济效益,从技术上保证了上海世博会建筑的如期竣工,对将来类似的施工提供了借鉴,有效促进了国内超大地下空间建造技术的发展。