逆作法工程实例-上海由由国际广场工程
1 工程概况
1.1 地理环境
上海由由国际广场工程地处上海市浦东新区，东毗临沂北路、南临纬三路、西面为由由大酒店，北靠浦建路。工程由N1和N2两个地块组成，地上部分由市政道路经二路隔开，地下二层，整个基坑连为一体。N1地块包括一幢五星级大酒店、一幢公寓式酒店和裙房；N2地块包括一幢高级办公楼和商场（图1）。工程基坑面积为3.5万m2，总建筑面积为205719 m2。酒店高133.75m，地上37层；公寓式酒店高73.3m，地上21层；裙房高14.7m，地上3层；办公楼高103m，地上23层；商场高28m，地上5层。
图1 效果图
1.2 结构概况
本工程酒店、公寓和办公楼结构体系为钢筋混凝土框架-核心筒体系，裙房和商场为钢筋混凝土框架体系，柱网间距为8.5m×8.5m。基础采用桩筏形式，桩基为800mm钻孔灌注桩，底板最大厚度为2.6m。
由由国际广场整个基坑面积为30000m2，开挖深度在10m左右，局部电梯深坑达17m。根据基坑条件采用地下结构采用裙楼逆作，主楼顺作的施工方法。即以钻孔灌注桩作为挡土结构，深层搅拌桩作为止水帷幕，代替常规逆作法的地下连续墙。结构梁板作为水平支撑体系，在主楼顺作施工区域设置三个环形出土口，环形出土口既方便土方开挖，又有利于结构的整体受力及主楼的顺作施工。
1.3 工程地质概况
本场地地貌类型属滨海平原，场地地势较平坦，自然地面标高4.80m～3.87m。
基地的地下水属潜水类型，其主要补给来源为大气降水及地表径流。地下水静止水位深度为0.40～1.55m。
场地的东北部及东南部分布有暗浜，其成份上部为杂填土，下部以淤泥质土为主，呈软～流塑状，含较多有机质。
场地的工程地质条件及基坑围护设计参数如表1所示。
表1 由由国际广场土层物理力学指标
场地第③夹层为灰色粘质粉土夹砂质粉土，砂性较重、渗透性较大，基坑开挖时易产生管涌、流砂等不良地质现象，并影响围护墙施工质量，施工中应采取相应的防范措施，尤其要做好隔水、止水措施保证基坑的安全施工。
2 周边环境
由由国际广场工地周边环境复杂，市政管线和临近的多层、高层建筑物众多，且距离轨道交通、隧道等距离较近，具体情况如下：
（1）基地地铁明珠线
基坑北侧浦建路下方有已建地铁明珠线车站、区间隧道及尚未投入运营的连通道，连通道与围护墙的净距为约1.9m，地铁车站与围护墙的最小净距为约33m。地铁连通道顶部埋深4.7m，基础埋深12.8m；地铁车站顶部埋深1.8m，基础埋深为17.4m。
（2）周边管线
北侧管线由近至远依次为：信息(距离基坑11.5m)，给水(距离基坑12.2m)，电力(距离基坑13.5m)，给水(20m)等；东侧管线由近至远依次为：电力(7.0m)，污水(12.2m)，雨水(17.1m)，燃气(20.6m)等；南侧管线由近至远依次为：雨水(2.8m)，污水(9.9m)；
3 主要施工方法
3.1分块挖土施工技术
由由国际广场工程基坑面积大、周围环境复杂，北侧有地铁4号线和众多管线，基坑中央有经二路及路下市政管线和电缆。如何有效的组织开挖顺序和方法，确保整个基坑开挖安全及进度，是本工程基坑施工方案的的重点。
（1）挖土方案的设计与施工
由由国际广场基坑东西方向长度约300m，按常规的大开挖方式，一次形成水平支撑的开挖流程会造成基坑无支撑暴露时间过长、增大围护墙的变形。且结构与挖土难以形成流水作业，也会增加工期。通过研究分析和方案对比，运用流水施工原理，做到土方开挖不停，结构施工不停。最后确定采用分区、盆式流水开挖方案，逆作地下暗挖区采用0.4m3斗容量的挖土机进行施工。根据场地特点、施工工期及施工方便等因素，分为以下6个工况进行施工：
工况一：盆式放坡大开挖第一层土
第一层土采用盆式挖土（图2），基坑中部盆式挖土标高为-3.8m，一级平台留土标高为-1.8m，盆边留土宽度在非地铁一侧为10m，地铁一侧留土12m。盆式开挖至标高后随即分块浇捣混凝土垫层。
图2 盆式放坡大开挖第一层土实景
工况二：施工B0板，在基坑内形成第一道支撑体系待混凝土垫层达到一定强度后及时支设排架施工B0板，在基坑内形成第一道支撑体系（图3）。B0板施工时对行车区域楼板配筋作加强处理。
图3 B0板结构施工实景
工况三：盆式暗挖第二层土在B0板养护达到设计强度80%后，开始盆式暗挖第二层土，盆边留土宽度非地铁一侧为10m，地铁一侧15m，盆边留土挖至-3.8m与盆中心土方面平后，继续开挖盆中心至-8.0 m标高，再将盆边留土挖至-6.8m标高。开挖至标高后随即分块浇捣混凝土垫层。
工况四：施工B1板，在基坑内形成第二道支撑体系待垫层养护达到设计强度80%后随即支设排架施工B1板，在基坑内形成第二道支撑体系。
工况五：暗挖土至基坑底在B1板达到设计强度80%后，基坑中部盆式开挖至基底标高，及时分块浇捣200mm厚混凝土垫层，基坑周边留土按“分区分块、抽条对称、平衡”的原则进行开挖并及时浇捣混凝土垫层，其中在地铁侧混凝土垫层加厚到300mm。
工况六：基础底板混凝土浇捣及时浇捣各块基础底板混凝土，待最后一块底板混凝土浇捣完成后转入顺作施工。
（2）逆作法施工通风、照明技术
逆作施工采用从上而下的施工方法，为确保工人的正常生产和良好的工作环境，在施工时对照明和通风要求较高。由由国际广场采用灌注桩挡土，梁板作为水平支撑的逆作法施工，结构边梁和围护灌注桩之间有2～3m的敞开区，再加上留设的多处取土口，比采用传统的地下连续墙逆作法施工基坑施工环境有所改善。地下一层挖土和结构施工时基本可不用通风设备。当地下二层挖土时，由于挖土机产生的废气量大且距离首层楼板较高，废气难以排出，为此，在各操作面安装5~8个大功率轴流风扇用于排风，使地下、地上空气形成对流，保持坑内空气新鲜，确保良好的作业环境。
地下施工照明采用防爆、防潮，亮度大的照明灯具。在各层楼板施工时，根据本工程柱距8.5×8.5m，在每一跨内预埋PVC管，待各层楼板混凝土达到设计强度开始暗挖地下一层土方时，随着挖土方向灯具及时跟进安装。
4 施工效果
由由国际广场从2004年9月开始桩基础施工，同年11月开始挖土施工B0板，到2005年5月20日完成整个工程的基础底板浇捣工作，仅9个月就完成了工程的地下结构施工，给整个工程2006年底竣工打下了扎实的基础。
该基坑工程在施工技术上突破了传统的施工方法，针对在上海软土地基施工超大基坑，采用以灌注桩加搅拌桩的作为围护结构，主体结构梁板为水平支撑的逆作法施工技术。在地下施工中采用合理的施工方法，例如对不同部位土体采用不同的加固方法，逆作和顺作相结合施工方法，利用时空效应的盆式挖土方法等，确保了整个基坑的安全。
基坑的逆作法施工包括挖土和结构施工，施工中采取了分层分块、流水施工的方法。根据整理的监测数据，实际的施工过程按分层施工大致分为如表2所示的4个主要工况。
表2 由由国际广场基坑施工工况
（1）围护桩侧移实测值
施工中共设置了15个围护桩测斜点，其中cx1、cx3和cx15三个测斜点在施工时破坏，因此失缺监测数据。为了更好的监测地铁的变形，在2005年春节后在位于N1地块G区增设了cx17测斜孔。测斜孔cx14由于下部有地下电缆，所以在第一个工况结束后移至桩墙外，改为土体测斜孔。
（2）开挖深度对围护桩侧移的影响
当开挖深度为3.8m时，此时顶板尚未发挥支撑的作用，因此该工况下各个测点的侧向位移类似于悬臂梁的变形，在墙顶附近侧移最大。该工况最大侧移发生在CX2点，侧移值为5.66mm。
当开挖至-6.8m时，围护桩的侧移明显增大，但由于顶板已经发挥支撑的作用，因此围护桩顶部的侧移变化很小，最大侧移的位置随着开挖深度的增大而下移，位于开挖面附近。该工况最大侧移发生在CX13处，侧移值为13.4 mm，位于-6.5m位置。
当开挖至-8.0m时，开挖深度增加，但中板尚未发挥支撑的作用，围护桩的侧移继续较大增长，最大侧移位于CX2点，侧移值为21.06 mm，位于-6.5m位置。
当开挖至坑底时，各测点的侧移增长均较大。但由于此时中板已经发挥支撑的作用，因此侧移往更深的位置发展。围护桩在中板以上部分的侧移变化要比中板以下部分变化小，最大侧移发生在CX2点，最大值为28.04 mm，位于-9.0 m深度位置。
（3）本工程的侧移与上海地区常规逆作法侧移的比较
本工程采用灌注桩围护墙。相对于灌注桩而言，地下连续墙具有更大的刚度和更好的整体性，但本工程虽然采用了灌注桩作为围护墙，而且结构的边跨不是楼板与围护墙直接相连（系型钢作为临时支撑），本工程的最大相对侧移处于其它基坑的最大相对侧移的平均值。这说明采用灌注桩作为围护墙与采用地下连续墙在控制围护墙的变形上并没有明显的区别，而灌注桩的工程造价则要较地下连续墙低得多，因此，逆作法施工中采用灌注桩排桩为围护墙，不仅具有可行性，而且具有更好的经济效益。
（4）围护桩插入深度与最大侧移关系
围护桩的每个工况发生的最大变形位置均在相应开挖面标高位置或开挖面以上一定距离处，且均在工况四（开挖至基底标高时）围护桩达到最大的变形。另外围护桩的插入深度不同，对围护桩的沿桩身全长的变形有较大的影响。本工程地铁一侧围护桩插入深度较非地铁一侧大，当围护桩插入深度较大时，基底以下部分围护桩的变形收敛较快，且水平变形量会相应较小。这说明了一定范围内，围护桩的插入深度加大对控制坑外深层土体的变形和坑内基坑隆起均大有裨益。
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