上海12号线关键技术应用研究：全周卸载基坑开挖

3.4.5.1　高架保护关键技术

1.桩基托换施工技术

3号线高架基础为PHC管桩，其抗土体水平剪切能力较弱。由基坑开挖和降水引起的周围土体位移都可能会对PHC桩基础产生破坏，从而影响3号线的安全使用。因此，基坑施工前我们预先采取桩基托换的方法，目的是加强3号线桩基自身承载力，即通过，施工新的可靠的桩基础和承台来加强原有的桩基础。

1）施工方法

桩基托换是通过将原4.8m×4.8m×2m高架承台加大加厚为8.4m×5.8m×2.5m，并在后作承台区域两侧各做3根托换桩，托换桩采用抗水平位移较强的钻孔灌注桩，桩径600mm，桩长与原PHC桩相同。

托换桩施工时受制于高架净空的影响，由桩机设备改短引起的钻杆加接数量、钢筋笼分节数量及焊接时间的增加，从而导致成孔施工时间会翻倍增长。为此我们严格控制各工序的施工时间，成孔过程中调整泥浆配比，适当增加膨润土，提高泥浆的护壁能力，减小成孔坍孔、缩颈对周边土体位移的影响。在下每节钢筋笼时同时安放注浆管，配备桩底注浆措施，增加托换桩桩基承载力。

后作扩大承台下部设置小牛腿与原承台连接，同时后作承台与原承台间采用Φ40＠300植筋连接。从而使新的桩基础和原桩基础来共同承受上部荷载，抵抗可能因桩基础摩阻力减少而产生沉降的问题。桩基托换详见图3-154。

图3-154　桩基托换详图

2）理论分析

基坑开挖对相邻桩基的影响是一个复杂的被动桩问题，被动桩是指桩基并不直接承受外荷载，只是由于桩周土体在自重和外荷载作用下产生水平运动而受到影响。对于既有运营3号线桥墩桩基，其在开挖前承受上部高架荷载处于主动桩状态，随着基坑开挖过程转变为被动桩状态，如图3-155所示。

若处在主动桩状态，桩基托换后承台的面积及桩的数量均增加，自然整个桩基的承载能力加大，单桩承受的荷载减小，抵抗变形的能力加大。但当基坑开挖时，群桩承受的施工荷载由土体的位移决定，且荷载的方向表现为水平和向下。

图3-155　基坑开挖前后桩受力状态示意图

（1）由于基坑开挖引起周围土体的水平位移朝向基坑内，桩基的存在将阻挡土体的位移，阻挡的程度取决于桩体抵抗变形的刚度及面积，预期将使既有桩基的水平变形减小，使承台的水平位移减小。

（2）基坑开挖引起的周围土体的沉降将对桩身产生负摩擦，即向下的荷载，荷载大小取决于沉降量及摩擦界面的面积，即桩身的表面积。

对于短桩，若按照两阶段分析法，即附近桩基的存在不影响基坑开挖引起的位移分布，且按照地层损失理论，地层损失体积一定时，周围土体的沉降也将是一定的，桩基托换后桩的数量增大，桩身总表面积增大，相当于增加了桩基的负摩擦作用，不利于抵抗桩基的竖向沉降。对于长桩则受到两方向的摩擦作用，故难以判断。

考虑到两阶段分析法存在明显的局限性，即桩基存在会显著改变基坑开挖对桥墩的影响，桩基和上部高架大断面箱梁的共同作用，将在相应位置形成类似与铰的约束，也就是说桩基、土体、基坑及围护是一个相互作用的体系，故桩基托换对桩基沉降的控制效果将取决于群桩数量及刚度的增加对基坑围护变形的约束作用。同时桩基托换后能补偿原桩基的承载力损失，从而控制工后沉降。

2.高架顶升施工技术

当基坑施工引起高架桩基及轨道沉降前期，地铁运营公司可以通过调坡来控制轨道沉降，最大可调高40 mm。因此，轨道一定范围之内沉降，可以通过运营公司调坡来保证地铁的正常运营。倘若高架轨道沉降超过调坡所能控制的范围，就必须采取应急预案对高架轨道梁进行顶升，维持原有的轨道坡度。

车站主体及南侧附属结构下穿高架段上部梁跨形式为混凝土简支梁，经计算混凝土箱梁梁跨大约重600 t，因而每个桥墩处设置两个不小于320 t的千斤顶是可以满足要求的。本方案主要是通过设置可靠的顶升设备，在下部结构产生一定沉降时，通过顶升一定量，支座上加垫钢片来保证上部结构不产生沉降，达到“桩沉梁不沉”的目的。

顶升方法为在桥墩两侧利用桥墩承台设置钢支撑作顶升千斤顶底座，钢支撑顶部设置钢板，钢板上放置千斤顶，每个断面设置两个千斤顶。顶升位置处一般为空心箱梁断面，在箱梁底部（顶升位置处）设置钢梁，千斤顶设置于钢梁下，顶升示意图见图3-156。

各简支梁之间设有伸缩缝，理论空隙为40 mm，但由于是整体道床，在梁顶升时可能对轨道有一定影响，因而在顶升前需要松开影响范围内的扣件，并在梁下部的千斤顶接触面位置设3 cm钢板，防止接触面的破坏。顶升时每个桥墩设置4个千斤顶，2个千斤顶一组，分别顶升两边的箱梁。4个千斤顶共用一个油压泵。根据沉降情况，千斤顶顶升至设计值，顶升结束后，先用机械锁锁定千斤顶，梁下支座上垫钢垫块，钢垫块加工成多种厚度，以保证梁下能垫实，达到顶升的效果。

图3-156　高架顶升详图

3.4.5.2　基坑开挖关键技术

1.逆筑法施工技术

车站主体结构东区及南侧附属结构F1基坑下穿3号线高架段，基坑围护与3号线高架的距离仅为1.2 m，主体东区基坑开挖深度达到16.8 m，南侧附属F1基坑开挖深度也超过10 m，基坑开挖对临近3号线高架的影响较大。为控制围护变形，减少土体水平位移对桩基的影响，下穿3号线高架段采用逆筑法施工。

1）技术措施

与顺筑法相比，逆筑法虽然具有围护结构变形小，能够有效控制周围土体的变形和地表沉降的特点，但也存在着开挖阶段围护变形控制、逆筑板下开挖支撑施工协调困难、结构板施工缝渗漏水风险增大等困难，为此我们特别采取以下技术措施确保逆筑法施工的效果。

（1）短排架法铺设底模。

临时结构板一般利用原状土作为底模，但本工程结构板是作为永久结构使用，对土模的承载力要求较高且结构纵、横梁较多，开挖沟槽需要较长时间且扰动基底，不利于围护变形控制。因此我们统一超挖至板底以下1.5 m，搭设短排架法铺设底模。采用短排架法的优势是挖土较为平整，速度较快，基底未受大的扰动，承载力较强，但需重点控制超挖的高度，一旦超挖过大同样会对围护产生较大的变形。

（2）增加临时钢支撑。

当水平结构板达到混凝土设计强度后再向下开挖时，其支撑作用相当明显。但从基坑开挖开始至结构板形成强度为止，需要较长的时间。若采用土模的话，围护墙无支撑悬臂高度至少大于3m，难以对围护变形产生有效控制。由于我们采用短排架法支设模板，有一定的超挖余地，可以在板下增设一道临时钢支撑，提前介入对围护变形的控制。

（3）优化开挖流程。

逆筑结构板在坑内一般需设两排立柱桩且桩间水平较小，小挖机操作困难，挖土速度慢，而且由于基坑开挖和支撑安装均需进行水平运输，在运输线路上有冲突，导致挖土不支撑、支撑不挖土，相互影响。为提高挖土效率，增加工作面，分别同时由中间向两侧顺筑段出土孔出土，出土完成后及时安装支撑。

（4）板下侧墙混凝土浇筑措施。

顺筑法施工缝若处理不好，将是结构渗漏水的薄弱环节，而逆筑法结构施工缝比顺筑法更多，逆筑结构板与下方侧墙交界处等逆作法关键节点的处理则更复杂和困难。由于后作侧墙混凝土浇筑后会因结构沉降和混凝土收缩在接缝表面产生析水或聚集气泡，再加上混凝土的流动压力和浇筑速度缺陷，使得逆筑结构板与侧墙的水平施工缝处会产生较大的混凝土缝隙。

为了提高侧墙结构混凝土浇筑质量，避免大规模的渗漏水现象产生，在结构中板以下的侧墙采取预留浇捣孔进行浇筑，如图3-157（a）所示。结构顶板以下的侧墙考虑到结构防水要求，拟采取“杯口法”浇筑混凝土。即在内衬上部设置高出接缝150 mm以上的杯口，模板开门子板浇筑至接近顶部后封闭门子板，改从杯口下料、振捣，如图3-157（b）所示。

图3-157　侧墙浇筑示意图

（5）支撑、围檩安装措施。

逆筑板下安装钢支撑与围檩需要从两侧顺筑段运输至板下，吊车无法直接运输到位，需要人工协助，运输时间长。在结构板上利用浇筑混凝土预留的浇捣孔和振捣孔是最有效的解决办法。但本工程顶板由于防水要求，未预留孔洞，因此在逆筑顶板上每根钢支撑对应的位置预留吊钩，逆筑中板利用预留孔洞，解决支撑、围檩的垂直运输问题。

2）施工流程

基坑首先挖至顶板结构板下方1.5 m处，在开挖面上方先撑一道临时钢支撑，浇筑300 mm素混凝土垫层，并搭设短排架至结构板底面，铺底模，绑扎钢筋，浇筑混凝土。待第一层结构板养护完成后，凿除混凝土垫层，继续向下开挖土方，再按逆筑顶板的方法施工中、底板。结构底板完成后，由下而上依次施工结构内衬。逆筑法施工示意图3-158所示。

3）实施效果

本工程西区基坑采用顺筑法施工，东区基坑采用逆筑法施工。为了比较两种施工方法控制围护变形的效果，我们特意选取采用两个基坑最具代表性的围护监测点，并根据基坑开挖流程划分为5种工况进行比较，如表3-75所示。

图3-158　逆筑法施工示意图

表3-75　逆筑法与顺筑法工况比较

说明：逆筑法基坑顶板和中板对应顺筑法基坑第一道和第三道钢支撑。第二道和第四道钢支撑两工法基坑相同。

通过对上述5种工况围护变形数据进行统计，我们发现随着开挖的加深，顺筑法基坑引起围护墙体向坑内变形会明显大于逆筑法基坑，且侧向变形差会随着开挖深度的增加而增加。因为随着开挖深度的增加导致围护墙体两侧土压力越来越不平衡，在围护结构背后主动土压力作用下产生水平位移。为尽快使围护墙体两侧土压形成平衡，顺筑法基坑采用钢支撑进行支护，逆筑法基坑采用水平结构板进行支护。水平结构板既可以作为基坑开挖支护阶段的水平支撑，又可以作为施工结束后地下结构体系中的永久部分，刚度方面比钢支撑体系强，对围护墙体有更强的支撑作用，能够有效控制围护水平位移。逆筑法基坑与顺筑法基坑围护变形情况统计如图3-159和图3-160所示。

图3-159　逆筑法基坑各工况围护变形统计

图3-160　顺筑法基坑各工况围护变形统计

图3-159中所示，逆筑顶板完成后向下挖第一层土方时顶板处的围护侧向位移为5.1 mm，挖第二层土方时该点处的围护侧向位移为6.4 mm，仅增加1.3 mm。说明基坑向下开挖后顶板已经对基坑围护产生约束作用。同理，逆筑中板完成后向下挖第三层土方时中板处的围护侧向位移为14 mm，挖第四层土方时该点处的围护侧向位移为15.4 mm，仅增加1.4 mm。说明基坑向下开挖后中板也已经起到对围护变形的控制作用。总体来说，由于逆筑顶板、中板发挥了强支撑的作用，基坑围护总体变形量也相应减小。

图3-160中所示，与逆筑顶板相对应的第一道钢支撑完成后，向下挖第一层土方时支撑处的围护侧向位移为15 mm，挖第二层土方时该点处的围护侧向位移为18.4 mm，增加3.4 mm。与逆筑中板相对应的第三道钢支撑完成后，向下挖第三层土方时顶板处的围护侧向位移为27.2mm，挖第四层土方时该点处的围护侧向位移为33.6mm，增加6.4 mm。说明基坑向下开挖，钢支撑处的围护侧向位移仍发生一定的变化，尤其是随着开挖深度的增加，变化量越大，基坑围护总体变形量也随之增大。

通过上述数据对比，逆筑法施工的基坑开挖引起的围护变形总量仅相当于顺筑法的60%，效果已相当明显。

2.自补偿轴力钢支撑施工技术

本工程主体及南侧附属结构下穿高架段均采用逆筑法施工，结构板施工过程中仍需要通过钢支撑辅助配合，否则结构施工过程中仍会产生较大的围护变形。但普通钢支撑受人为因素影响较大，一旦支撑安装不及时或施加预应力损失都会使钢支撑的作用降低。为此下穿段范围内所用钢支撑采用自补偿轴力钢支撑（图3-161）。

图3-161　自补偿轴力钢支撑平、剖面图

1）系统概述

自补偿轴力钢支撑系统是通过远程操作界面进行监控，并由现场控制器和液压动力站驱动加载装置对基坑围护施加稳定作用力的设备。它即可以通过液压动力站控制液压支撑加载装置，向钢支撑提供可靠稳定的轴力，在轴力超出或未达设定范围时自行进行补偿控制；也可以通过远程监控平台监测液压支撑施工数据及状态，预警基坑支护状况。

液压支撑主要包括液压动力站、远程监控台、液压支撑加载装置、手动应急操作箱等设备。

（1）液压动力站：一套液压动力站同时控制8个油缸（分别对应8个钢支撑），实现对钢支撑轴向力的补偿控制。

（2）远程监控台：实时监测各支路的压力值。当实时压力值超出设定范围时，液压动力站对泵站和阀组进行逻辑控制，实现对加载装置的自动补压或降压操作，从而维持液压支撑的稳定。

（3）液压支撑加载装置：装有行程传感器，用于监测基坑钢支撑轴向位移变化。当位移量超出预设的报警值时，远程监控台报警提示施工方采取应急措施。

（4）手动应急操作箱：当远程监控台出现短期无法排除的严重故障时使用，通过其使现场液压动力站进行正常操作，保证液压支撑始终处于可控状态。

2）系统安装

（1）液压支撑安装。

在靠近基坑附近的地面上，根据支撑分布情况合理布置液压动力站的位置，并尽可能接近钢支撑点。缩短液压站与油缸之间连接管道长度，减小管路压力损失。

（2）加载装置安装。

将液压油缸放置在油缸托架内固定，形成加载装置，再将加载装置与标准钢支撑通过m24高强度螺栓进行连接，起吊放置在钢支撑支脚上。活络头加载装置采用短行程千斤顶进行加载，并在加载结束后由钢楔对活动端进行锁定。为防止液压支撑加载过程时基坑侧壁产生破坏，通常在侧壁内预埋厚度不小于30 mm的钢板作为支撑加载作用面.预埋钢板面积不小于液压支撑加载面积。钢支撑安装示意图见图3-162。

图3-162　自补偿轴力钢支撑安装示意图

（3）现场布管。

在油缸上安装快换管接头，将清洗过的油管按照预先编号连接到油缸上。在安装过程中，管路中不允许存在杂质和金属铁屑，连接管路应尽可能短，避免弯曲，以防止加载时压力损失过大。

3）系统加压

在液压支撑系统安装到位后.进行调试之前的线路检查工作，确保管路和电器线路按照对应编号正确连接，泵站油箱内油液满足使用液位及清洁度要求。所有电磁阈处于原始状态，所有检查准备工作结束后，方可进行液压支撑加载控制操作。

（1）油缸排气。

利用手动控制方式启动泵站，使得油缸活塞杆伸出，在伸到最大行程后，再将活塞杆回退至行程最小端，如此反复几次。在油缸来回伸缩运动过程中，可以将高压软管以及油缸内的空气排出，以保证液压油缸的保压可靠性。在活塞杆最小和最大位移处进行油缸保压测试，确保阀组、油管及接头处无泄漏现象存在。

（2）活络头预先加载。

利用活络头加载装置对钢支撑进行预应力加载，预加应力一般在100 kN左右，使液压支撑油缸活塞杆在未伸出状态下能与基坑侧壁预埋钢板可靠接触，并采用钢楔将活络头的活动端锁定。在液压支撑加载失效或长时间处于维修状态时，可以采用活络头加载装置对钢支撑进行加载，使基坑侧壁仍处于稳定轴力作用下，保证基坑开挖工程的连续施工作业。

（3）手动加载。

在控制界面设置加载压力时，采用手动应急操作箱按3档预应力（30%，60%，100%）逐级增压方式进行加载。当实际压力达到目标压力95%以上时停止加载，有效防止对基坑侧壁产生较大的冲击作用，以维持基坑围护的稳定性。手动加载结束后，直接切换至远程自动加载方式。

4）应用效果(www.xing528.com)

自补偿支撑使用于主体及南侧附属结构下穿高架段，总共使用24根钢支撑，每根钢支撑均安装液压支撑加载装置，由3个动力站提供加载轴力。每道钢支撑设计预加轴力及自动补偿轴力控制区间见表3-76。取主体结构某一代表性监测点，对其进行分析检验自补偿轴力钢支撑的使用效果，其围护变形值详见表3-77。

表3-76　钢支撑设计预加轴力及自动补偿轴力控制区间表单位：kN

表3-77　基坑围护变形值统计

注：安装前围护侧向位移为钢支撑安装前该道钢支撑位置对应围护变形数据，安装完成后指下一道支撑或结构板完成前该道钢支撑位置对应围护变形数据。

从表3-79中可以得出以下结论，每一道自补偿轴力钢支撑安装完成后，至下一道钢支撑或结构板形成作用这段时间内，变化趋势是随着开挖深度加深而不断增大，但围护变形总量不大。变化最大的第4道支撑变化量也仅为2.2 mm，变化速率为0.55 mm/d。基坑向下开挖后，自补偿轴力钢支撑位置的围护变形量非常小，也能从另一个侧面印证自补偿轴力钢支撑能够起到对围护变形的控制作用。

3.4.5.3　基坑开挖实施效果

1.基坑开挖流程

1）主体东区开挖流程

主体东区沿基坑深度方向共设4道钢支撑，其中下穿高架段为逆筑法施工。基坑以结构板和钢支撑为界划分为5层开挖，高架段两侧顺筑段作为出土孔。每一层先开挖两侧顺筑段部分，逆筑段下部土体由中间向两侧出土，每一层土方开挖完成后，再统一安装钢支撑

2）南侧附属F1基坑开挖流程

南侧附属F1结构沿基坑深度方向共设二道钢支撑，其中下穿高架段为逆筑法施工。基坑以结构板和钢支撑为界划分为三层开挖，高架段两侧顺筑段作为出土孔。每一层先开挖两侧顺筑段部分，逆筑段下部土体由中间向两侧出土，每一层土方开挖完成后，再统一安装钢支撑。

3.南侧附属F2， F3基坑开挖流程

南侧附属F2， F3结构沿基坑深度方向共设二道钢支撑，基坑以钢支撑为界划分为三层开挖，两个基坑对称、同步开挖。

4.3号线高架保护效果

1）监测点布置

（1）监测范围。

监测范围为基坑下穿区域在轨道交通3号线龙漕路站及龙漕路站—漕溪路站区间的平面投影并向两侧延伸各60 m（约3倍基坑开挖深度），共为上、下行线各130 m。

（2）监测内容。

①3号线高架区间支承柱垂直位移变形监测。

高架区间支承柱上布设14个高架支承柱监测点，编号B1—B10。

②3号线车站结构垂直位移变形监测。

龙漕路车站结构上布设6个监测点，编号F1—F6。

③3号线高架区间道床（上、下行线）结构垂直位移变形监测。

上行线高架区间道床上布设28个监测点，编号BS1—BS28；

下行线高架区间道床上布设28个监测点，编号BX1—BX28。

④3号线高架支承柱平面位移（东西向及南北向）监测。

高架支承柱底面布设2个平面位移监测点，编号B3—B6和B3—B6。

⑤3号线相邻高架结构梁间隙伸缩监测。

利用高架结构梁底面的4个平面位移监测点，布设2组相邻高架结构梁间隙伸缩监测点，编号39#-40#和40#-41#。

基坑监测点平面布置详见图3-163。

图3-163　基坑监测点平面布置图

2）监测情况汇总

（1）高架桥墩及车站结构竖向位移（表3-78）。

表3-78　3号线高架桥墩及车站结构竖向位移统计表单位：mm

注：正值表示上升，负值表示沉降；上、下行线支承柱间距为3 m。

B1、B2沉降监测点位于39号桥墩，在主体东区基坑施工期间垂直变化情况呈缓慢抬升趋势，总体抬升量较小，仅为2 mm左右。南侧附属F1基坑开挖后沉降趋势突变，呈明显抬升趋势，仅在1个半月内隆起变化量就达5 mm。 F1基坑开挖完成结构施工阶段，该桥墩竖向位移变化量不大，较为稳定。待F2， F3基坑开挖阶段，在半个月的时间内该桥墩竖向位移又产生一定量的隆起，变化量在1 mm左右，开挖完成后竖向位移趋势又趋于稳定。

B3、B4沉降监测点位于40号桥墩，其受基坑群开挖影响最大。主体东区基坑开挖阶段竖向位移就呈较为明显的抬升趋势，累计量达4 mm。南侧附属F1基坑紧随主体基坑开挖，因此其隆起趋势不变，至F1基坑开挖完成，达到峰值13 mm左右。F1基坑结构施工阶段，该桥墩竖向位移呈一定的下降趋势，并逐渐趋于稳定。待F2， F3基坑开挖阶段，在半个月的时间内该桥墩竖向位移又产生一定量的隆起，变化量在4 mm左右，开挖完成后竖向位移趋势又趋于稳定。

B5， B6沉降监测点位于41号桥墩，竖向位移在主体东区基坑开挖阶段呈较为明显的抬升趋势，累计量达4 mm。南侧附属F1基坑开挖时，其隆起趋势已经有所减缓，至F1基坑开挖完成，达到峰值5mm左右。F1基坑开挖完成后该桥墩竖向位移立即呈一定的下降趋势，并逐渐趋于稳定。待F2， F3基坑开挖阶段该桥墩竖向位移又产生一定量的隆起，变化量在2 mm左右，开挖完成后竖向位移趋势又趋于稳定。

B7， B8位于42号桥墩、41号桥墩的北侧，因此在主体东区基坑开挖阶段其竖向位移有一定的抬升，但监测点距离施工区域较远，因此隆起数值不大仅为1mm左右。南侧附属F1基坑开挖及结构回筑时，该监测点数据变化不大。待F2， F3基坑开挖时该桥墩竖向位移又产生一定量的隆起，变化量在2 mm左右，开挖完成后竖向位移趋势又趋于稳定。

F1， F2布设于39#桥墩两侧的车站结构上，其位置距离南侧附属F1基坑较近，距离主体基坑较远。因此在主体东区基坑开挖阶段其竖向位移变化不大。但在南侧附属F1基坑开挖阶段，其竖向位移变化非常明显，隆起量达5 mm。结构回筑后该监测点数据趋于稳定。待F2， F3基坑开挖时该桥墩竖向位移又产生一定量的隆起，变化量为1 mm，开挖完成后竖向位移趋势又趋于稳定。

F3， F4布设于F1， F2监测点的南侧，因此在主体东区基坑开挖阶段其竖向位移更不明显，基本无变化。在南侧附属F1基坑开挖阶段，其竖向位移变化较为明显，隆起量3 mm。结构回筑后该监测点数据趋于稳定。待F2， F3基坑开挖时该桥墩竖向位移又产生一定量的隆起，变化量为1 mm，开挖完成后竖向位移趋势又趋于稳定。

B9， B10位于43号桥墩，B7、 B8监测点的北侧，距施工区域主体东区基坑有60 m远。因此，整个施工阶段该监测点的竖向位移十分稳定，变化量极小。

F5， F6布设于F3、 F4监测点的南侧，距离最近的施工区域南侧附属F1基坑有60 m远。整个施工阶段该监测点的竖向位移除在F1基坑开挖阶段略有隆起（隆起量约1 mm），其余施工阶段该监测点竖向位移较为稳定。

结论：

①高架桥墩竖向位移变化总体上呈现“一开挖，便隆起”“不开挖，便稳定”的趋势。

②高架桥墩竖向位移变化量与施工区域的距离有关，距离基坑施工地点越近的监测点隆起量较大，反之则较小。

③同一个承台的相邻支承柱差异沉降量较小，倾斜率最大为0.71‰。

（2）高架箱梁竖向位移（表3-79）。

表3-79　3号线高架箱梁竖向位移变化量统计表单位：mm

注：正值表示上升，负值表示沉降；上下行线监测点间距为3.5m。

高架箱梁竖向位移趋势与对应桥墩密切相关，所布测点与40号桥墩竖向隆起趋势基本一致。

结论：

①高架箱梁竖向位移与桥墩竖向位移趋势相同，但变化累计值比桥墩小。

②高架箱梁竖向位移变化量也与施工区域的距离有关，距离基坑施工地点越近的监测点隆起量较大，反之则较小。

③同一个承台的相邻支承柱差异沉降量较小，倾斜率最大为0.25‰。

（3）高架桥墩水平位移（“+”方向为东、北，“-”方向为西、南）。

东区开挖阶段，各监测点总体上呈震荡走势，振幅为2 mm。 F1开挖阶段，B3， B4有加速向西的趋势，偏移量约2 mm。 B5， B6维持震荡走势，变化量不大。F2， F3开挖阶段，水平位移趋势呈较为明显向西偏移的趋势，偏移量约2 mm， B5 ， B6监测点偏移值稍小，但也呈一定的向西偏移的趋势，直至基坑底板完成后，水平位移变化逐渐稳定。

东区开挖阶段，B3， B4监测点南北向水平位移变化趋势较为复杂。开挖初期，其向基坑内（向北侧）平移；开挖后期向北平移趋势停止后开始逐渐向南侧发生平移。至开挖结束，南北向水平位移与开挖前相比，变化量不大。B5， B6监测点南北向水平位移变化趋势较为明显，呈向北侧平移的趋势，开挖完成后，逐渐趋于稳定。

F1开挖阶段，各监测点南北向水平位移变化趋势较有规律，基本向南侧平移，且平移量较大，达到6mm左右。结构施工阶段向南平移的趋势未发生任何变化，平移速率与开挖阶段基本一致。

F2， F3开挖阶段，各监测点南北向水平位移向南侧变化的趋势开始收敛，逐渐趋于稳定。B3， B4监测点甚至产生一定量的向北平移。

（4）高架箱梁间隙伸缩监测（表3-80）。

表3-80　高架箱梁间隙伸缩量统计表单位：mm

①主体东区施工阶段，监测点394#-40#及40#-41#均呈现缩短，缩短量较小，变化曲线平稳。

②南侧附属F1基坑施工阶段，监测点39#-40#及40#-41#均呈现伸长，伸长量较小，变化曲线平稳。

③南侧附属F2， F3基坑施工阶段，监测点394#-40#及40#-41#均呈现伸长，伸长量极小，变化曲线平稳。

④3号线高架箱梁间伸缩监测点最终变化为39#-40#略呈伸长，40#-41#略呈缩短。

5.3号线高架隆起现象分析

1）相关工程案例分析

我们统计与龙漕路工况相近的8个国内邻近高架实施基坑工程的案例（表3-81），这8个基坑地层情况、基坑深度、止水帷幕质量、围护形式及深度、基坑与承台的距离、承台桩长等均有所不同，基坑开挖过程中，桥墩隆起与沉降现象均存在。

表3-81　相似工程案例

上述工程案例中北虹路地道与西藏南路站工程与龙漕路情况最为相似，地层均为软弱黏土层，且均正交近距离下穿既有保护建筑，不同之处在于基坑开挖深度（H）与桩长（L）的比值。龙漕路车站基坑L/H之比为2.91，北虹路地道基坑L/H之比为3.12，竖向位移趋势相对比较接近。而西藏南路车站L/H之比为1.65，竖向位移呈较为明显的沉降趋势。

2）实施过程

由于本工程并非某单体基坑在低净空高架下方开挖，而是在高架附近有一基坑群分阶段、依次对称开挖，既有近距离下穿低净空高架基坑，也有紧贴高架两侧开挖的基坑，为此本工程严格按既定顺序施工确保3号线的安全运营，具体实施时间详见表3-82。

表3-82　基坑实施时间-览表

3）数据分析

我们选取距离施工区域最近的B1～B6监测点进行数据分析，B1、 B2监测点与位于39#桥墩，与南侧附属F1基坑围护距离仅1.2 m； B3， B4监测点与位于40#桥墩，与主体东区基坑围护距离仅1.2 m，与南侧附属F1基坑围护距离为7m，与南侧附属F2， F3基坑围护距离为5m；B5，B6监测点与位于41#桥墩，与主体东区基坑围护仅1.2 m。主体东区开挖阶段选取B5， B6监测点、南侧附属F1开挖阶段选取B1， B2监测点、南侧附属F2， F3开挖阶段选取B3， B4监测点进行比较，探索不同L/H比与基坑隆起的关系（表3-83）。

表3-83　不同L/H比与基坑隆起关系的数据分析表

通过上表我们发现浅层开挖即L/H比最大时，开挖隆起量最大，随着开挖深度的增加，开挖隆起增量越小，基坑开挖至一定深度势必有一临界点，将会使高架桥墩的趋势由隆起转为沉降。依据本基坑的沉降数据，这一临界点应小于3。上海西藏南路车站L/H比为1.65，其最终数据为沉降0.8 mm，也验证了这一推断。