城市中心區(qū)大型商場建造關鍵技術

張 聰

1. 上海建工四建集團有限公司 上海 201103；2. 上海建筑改建與持續(xù)利用工程技術研究中心 上海 201103

1 工程概況

上海新世界名品城項目位于黃浦區(qū)163街坊地塊，東至江西中路、南至南京東路、西至河南中路、北至天津路，是市區(qū)中心繁華區(qū)域。南京東路下有軌道交通2號線區(qū)間隧道，河南中路下有軌道交通10號線車站（圖1）。項目總建筑面積120 000 m2，地下5層，地上7層，建成后為1幢高55 m的高檔商業(yè)綜合樓。

圖1 工程平面示意

2 主要重點、難點分析

2.1 市中心零場地施工

本工程占地面積12 600 m2，建筑物占地面積11 700 m2，結構外邊線退紅線僅2 m。工程運輸僅依靠天津路進場。而天津路路窄、車流大，且有2條公交線路，北側還有室外停車場，場地條件極其困難。

2.2 復雜環(huán)境施工安全防護

外灘與南京路步行街人流量在此交匯，任何施工材料的高處散落均會導致嚴重后果，已運營的軌交10號線南京東路站7號出入口設置在地塊紅線內，需要在確保乘客正常通行的條件下進行上部結構施工。

2.3 緊貼軌交超深坑施工

本工程埋深達26.2 m，局部挖深達30.0 m，基坑西側與軌交10號線車站共用地下連續(xù)墻，南側靠近軌交2號線隧道區(qū)間邊線僅6 m，除此以外，北側房屋始建于20世紀60年代，保護難度大；東側居民將近200戶，與基地僅有1條寬6 m的江西中路相隔，工程地下室利用地下連續(xù)墻分為5塊施工，大量的換撐施工及拆除對項目成本及進度會造成很大影響，業(yè)主合同中明確約1 a時間內要完成超深基坑開挖、拆撐拆分隔墻、地下室回筑、主體結構等施工。

2.4 商場特殊設備安裝技術

項目在中庭設計了自動旋轉扶梯和可開啟式屋頂，構件形式不規(guī)則、施工精度高，場地又受極大約束[1-2]。

3 關鍵施工技術

3.1 市中心零場地施工

如何在“螺螄殼里做道場”，在極為有限的空間里拓展外圍空間是首先必須解決的難題。經過細致的研究和分析：一是將南京東路結構外挑邊線2 m延后至外總體同步施工，并在該區(qū)域內搭設板房作為管理辦公室及倉庫；二是充分利用地下室商鋪后裝飾區(qū)域進行辦公大臨搭設，由于地下室封閉、潮濕，現(xiàn)場另外布置了送排風系統(tǒng)及移動通信信號覆蓋，確保辦公功能及環(huán)境良好；三是設置鋼筋外加工場地，車輛長期駁運，在現(xiàn)場又設置了移動式材料補缺小場地，來避免外加工配料與施工現(xiàn)場產生的誤差；四是在過程中按照施工方案對現(xiàn)場場地進行調整，合理安排有限的施工場地，現(xiàn)場在最緊張的上部施工階段利用了中庭作為鋼筋、模板、鋼結構等堆場，對于不滿足堆載要求的結構部位進行了適當加固，并且在施工時，合理地將上部結構分為3個流水段階梯施工，滿足了復雜工況下的施工要求。

3.2 復雜環(huán)境施工安全防護

1）建筑物四周緊鄰繁忙道路，人流量密集，特別是河南中路及南京東路，日均流量均在百萬以上，河南中路的軌交10號線7號出入口更是在用地紅線范圍內，工程上部結構投影面全部與出入口重合，施工中既要確保地鐵出入口乘客正常進出又要同步進行上部結構施工。綜合考慮后在場地四周人行道及地鐵出入口上方設計了跨度15 m、長度將近300 m的型鋼空中平臺，平臺設計滿足上部結構排架施工荷載要求，并與人行通道鋼結構結合設計，減少相應構件數(shù)量，平臺施工全部為夜間進行，由現(xiàn)場尺寸實量、工廠整體加工后，現(xiàn)場實施簡單拼裝，連接節(jié)點均采用螺栓式，避免焊接，將對地鐵車站及行人的影響減到最小。施工完成后的平臺發(fā)揮了行人及軌交設施高空打擊防護、主體結構施工、企業(yè)宣傳等復合功能（圖2）。

圖2 地鐵出入口與人行道復合空中平臺

2）現(xiàn)場布置塔吊及人貨梯時充分利用建筑物內的大空間中庭區(qū)域，避免大型機械安裝在緊貼馬路的建筑物外圈，由于安裝在建筑物內，無法采用常規(guī)的汽車吊直接進行大型機械拆除，后期在屋面安裝了屋面吊拆除機械，增加了大型機械拆除難度，但降低了復雜環(huán)境下的安全防護風險。

3.3 緊貼軌交超深基坑施工技術

3.3.1 超深地下連續(xù)墻銑接頭施工

工程基坑埋深達26.2 m，局部挖深達30.0 m。圍護設計地下連續(xù)墻共計154幅，施工工期為156 d，最深達60 m，必須保證每天至少完成1幅地下連續(xù)墻施工，工期及質量壓力非常巨大。本工程地下連續(xù)墻采用接頭套銑工藝，也是首次在軟土地基條件下大面積使用。采取先抓40 m后銑20 m“抓銑結合”的方法來加快施工速度。為了確保垂直度偏差控制在0.3%以內，首先在成槽前要求操作人員了解二期槽段兩側、一期槽段x軸的垂直度情況，并對垂直度進行超聲波檢測，其次采取銑槽每下深10 m即對槽段進行人工復測，下深30 m以后每5 m進行1次人工復測的控制方法，通過這種不間斷的循環(huán)，最終成功解決了這一難題。

3.3.2 緊鄰軌交超深坑開挖優(yōu)化

工程通過分隔地下連續(xù)墻分為5大塊進行開挖（圖3），先施工1#塊，待1#塊±0.00 m完成后，再開挖2a#、2b#塊，2a#塊±0.00 m完成后開挖3a#、3b#塊，但根據(jù)此施工流程，最后一分塊基礎結構完成已是2013年12月，完全無法滿足2013年年底全部主體結構封頂要求，必須技術優(yōu)化整個開挖流程。

圖3 最終開挖方案分塊

經過反復研究比選，項目部最終決定先進行1#塊開挖，待其完成地下5、4框結構過程中，分別進行2a#、3b#塊挖土，待其完成底板后進行3a#、2b#塊挖土施工。過程中為保證軌交2號線安全，于北側3b#塊上方增加φ609 mm鋼支撐，形成8道支撐的圍護體系，來解決因沒有施工基礎結構的后座力問題。通過這些方案的實施，有效地解決了工期長、地表沉降、房屋沉降，特別是軌交2號線運營區(qū)間的保護問題。

現(xiàn)場開挖實施嚴控分塊尺寸、支撐形成時間，較好地約束了軌交2號線隧道收斂變形（圖4）。從最后2小塊（3a#、2b#塊）開挖到底板形成，130環(huán)位置收斂最大累計值增大了4 mm左右，其余均在2 mm內，最終將隧道收斂控制在了地鐵方要求的30 mm內。

圖4 軌交2號線區(qū)間隧道收斂斷面曲線

3.3.3多分塊基礎回筑主次梁先行對接技術

根據(jù)以往施工經驗，需要施工大量臨時板帶進行基坑回筑時的基坑水平力傳遞，并且由于有分隔墻的設置，大量梁、板存在懸臂加固問題，施工拆除板帶以及懸臂梁板的排架加固需要耗費大量成本及進度，而在本工程地下室分塊回筑時，現(xiàn)場沒有采用常規(guī)的施工臨時板帶來傳遞水平力，而是采用了無振動切割法對地下連續(xù)墻臨時開洞，將主次梁與1#塊先行對接的技術（圖5）。計算及實踐證明，主次梁連接后完全能承受相應基坑水平力，這樣既節(jié)省了施工臨時板帶的費用，又可以避免拆除板帶時造成的圍護墻二次變形?，F(xiàn)場主次梁先行接通后，解決了因分隔墻設置造成的大量框架梁、板懸臂受力、加固排架搭設問題。

圖5 分隔地下連續(xù)墻臨時開洞主次梁先行對接示意

3.4 商場特殊設備安裝技術

3.4.1 自動旋轉扶梯鋼箱梁加工及安裝

本工程中庭設計了2座旋轉電梯，螺旋圓弧曲線鋼箱梁形狀奇異，圓心、弧度均不統(tǒng)一，圓弧半徑較大，構件體積、質量都超過整體運輸及吊裝要求，鋼箱梁的安裝定位直接影響到自動旋轉扶梯安裝成敗，電梯供應商要求鋼構件偏差必須控制在20 mm內。如果超過要求，將無法順利安裝旋轉電梯。綜合考慮后，項目部采用了車間整體預拼裝、分段出廠、現(xiàn)場分段吊裝等一系列技術措施。

螺旋鋼箱梁由工廠整體制作，每一單元件在車間制作完成，各塊周邊各接口、腹板與上下蓋板的角焊縫留200 mm長度不焊，以便在總裝中便于矯正到與鄰塊接口相一致?？傃b胎架根據(jù)現(xiàn)場實際工況（縱坡、橫坡、螺旋圓弧曲線）及鋼箱梁的出廠順序、方向進行搭設，根據(jù)螺旋鋼箱梁的中心點，放出螺旋鋼箱梁內弧、外弧的投影線及橫隔板位置射線。在每個橫隔板的位置，用HW350 mm×350 mm及HN250 mm×125 mm的型鋼，根據(jù)各橫隔板的標高，搭設支承支架（圖6）。

將下底板、上腹板、橫隔板、弧線斜腹板、頂板分別施焊，最后復核檢查并矯正箱形鋼梁，使其螺旋坡度、螺旋弧曲線及主要幾何尺寸符合圖紙要求。全部總拼裝結束后，將各分段的上下蓋板及腹板接口，按要求開剖口，并對焊接區(qū)域進行打磨，其余區(qū)域按要求作廠內涂裝，并進行塊號標記。

圖6 胎架剖面示意

現(xiàn)場根據(jù)構件運輸路況和安裝工況條件，明確鋼箱梁分段構件吊裝順序、分段尺寸（圖7）。鋼梁安裝前，須對土建基礎頂標高、支座點平整度和縱橫軸線，以及盆式橡膠支座規(guī)格尺寸進行復核。鋼箱梁分段現(xiàn)場拼接處，設置臨時鋼支撐，底層鋼支撐結構形式為格構式鋼支撐，2層以上為鋼管支撐。鋼箱梁分段吊裝，從低標高段往高標高段逐段吊裝。

圖7 鋼箱梁分段示意

通過采用合理的技術措施、嚴格的質量控制措施，我們安全順利地完成了異形曲線鋼箱梁吊裝，并確保偏差值控制在電梯供應商嚴格的標準范圍以內（圖8）。

3.4.2 可開啟式鋼屋蓋整體滑移施工技術

工程設有開啟式屋蓋（圖9），位于中庭上空，縱向長度70.90 m，橫向跨度33.05 m，投影面略呈橢圓形，屋蓋兩端為固定屋蓋，中間為開啟式活動屋蓋，開啟面積約760 m2。鋼結構屋蓋安裝高度最高達57 m，高空作業(yè)防護措施和吊裝工藝都是難點，而且中間部分為活動開啟式，對鋼架的加工精度和現(xiàn)場安裝精度要求都很高，鋼結構安裝與土建等專業(yè)施工的交叉作業(yè)和連續(xù)施工始終存在，各專業(yè)間互為上、下道工序關系。

圖8 旋轉電梯安裝完成

圖9 鋼結構屋蓋平面示意

考慮上述難點，技術方案針對現(xiàn)場情況合理劃分鋼架分組，利用構造柱及胎架梁在跨度相對較小的結構位置作為臨時支撐，搭設小范圍落地腳手作為操作面，分段拼接大跨度鋼桁架梁。再采用由滑移軌道、限位裝置、卷揚機組成的滑移體系（圖10）分組滑移各段鋼桁架梁直接就位。

圖10 滑軌示意

現(xiàn)場完成一組桁架的拼裝、焊接后，即向外進行滑移，待滑移挪出原拼裝的位置，即可進行第2、3組桁架的拼裝及滑移。

待第4組桁架拼裝組合后，整體滑移到位，然后采用千斤頂將組合桁架各支承點頂起，撤去滑道鋼梁及輔助支架后，緩慢下落桁架，直至定位與預埋件焊接固定（圖11）。

活動屋蓋桁架在固定屋蓋的頂部進行組裝。將屋蓋桁架直接與移動臺車組裝，組合成活動屋蓋。完成一組活動屋蓋的安裝后，利用自身的動力位移出拼裝區(qū)域，再進行另一組屋蓋的安裝（圖12）[3-4]。

圖11 固定屋蓋桁架組裝、滑移

圖12 活動屋蓋桁架組裝、滑移

現(xiàn)場采用鋼結構整體滑移技術避免了搭設超高滿堂腳手，中間無需設置臨時支撐體系，減少了對其他工序的影響，縮短施工工期，降低施工成本。此滑移技術適用于較大跨度的鋼結構屋蓋施工，尤其適用于塔吊無法滿足場地要求且不宜設置臨時支撐體系的鋼結構屋蓋施工。

4 結語

通過市中心復雜環(huán)境條件下狹小場地的超深基礎施工、與綜合場布結合的一體化安全防護體系構建、特殊設備的高精度安裝等關鍵技術的研究和實施，確保新世界名品城工程的順利完成，并形成了相應的成套技術。