徐世明

(浙江東南建設(shè)管理有限公司， 浙江 湖州 313000)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市建設(shè)如火如荼，地下空間開(kāi)發(fā)建設(shè)也成為各個(gè)城市發(fā)展的熱點(diǎn)。逆作法施工技術(shù)在上海、深圳等大城市中已有較為成熟的運(yùn)用。地下室逆作法施工是利用地下室的樓蓋結(jié)構(gòu)、梁、板、柱和外墻結(jié)構(gòu)，作為基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)施工的支撐結(jié)構(gòu)，在坑內(nèi)的水平支撐體系和圍護(hù)體系由上而下進(jìn)行地下室結(jié)構(gòu)的施工。與此同時(shí)上部結(jié)構(gòu)也可同時(shí)進(jìn)行。以往傳統(tǒng)的逆作法施工，一般都采用地下連續(xù)墻既做圍護(hù)結(jié)構(gòu)又做地下室外墻的“二墻合一”形式，工藝較為成熟。但也有一些項(xiàng)目為了降低投資，業(yè)主與設(shè)計(jì)單位在綜合考慮基坑開(kāi)挖等各因素后，放棄造價(jià)昂貴的地下連續(xù)墻，采用更為經(jīng)濟(jì)的排樁作為支護(hù)體系。

本項(xiàng)目采用以鉆孔灌注樁擋土、梁板作為水平支撐的排樁圍護(hù)形式。雖然希望裙房部分能盡早交付使用以產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，然而考慮到主樓結(jié)構(gòu)復(fù)雜、抗震要求高，不想讓主樓主要豎向受力構(gòu)件過(guò)早地承受施工階段引起的水平力等因素，因此采用主樓順作、裙房逆作施工的方法，主樓與裙房之間設(shè)置后澆帶。在裙房施工期間，主樓位置又作為裙房地下室挖土的取土洞口加以利用。

1 概 況

1.1 工程概況

本項(xiàng)目位于市中心商業(yè)區(qū)，是集多項(xiàng)建筑功能于一體的高檔城市綜合體，主要包括酒店式公寓、住宅、超市、商業(yè)配套等功能。工程總建筑面積 11.7 萬(wàn)m2，建筑高度 99.45 m，地下 2 層，地上 29 層；建筑基坑面積約 1.1 萬(wàn) m2，呈長(zhǎng)方形布置，基坑開(kāi)挖深度約為 12.0 m。

1.2 水文地質(zhì)情況

本工程場(chǎng)地地處第 4 紀(jì)松散層。依據(jù)鉆孔地址編錄、靜壓觸探試驗(yàn)、室內(nèi)土工試驗(yàn)成果和現(xiàn)場(chǎng)原位測(cè)試結(jié)果，將場(chǎng)地勘探深度范圍內(nèi)地基土劃分為 10 個(gè)巖土層。其中③、④、⑩層個(gè)分為 3 個(gè)亞層，共計(jì) 16 個(gè)巖土工程單元層。各層工程地質(zhì)特征自上而下敘述如下：①雜填土，②粉質(zhì)黏土，③1粉土，③2粉質(zhì)黏土夾粉土，③3粉質(zhì)黏土，④1粉質(zhì)黏土，④2粉質(zhì)黏土，④3粉土，⑤中砂，⑥黏土，⑦粉砂，⑧黏土，⑨粉砂，⑩1全風(fēng)化凝灰?guī)r，⑩2強(qiáng)風(fēng)化凝灰?guī)r，⑩3中風(fēng)化凝灰?guī)r?；字饕幱冖?粉質(zhì)黏土夾粉土中。

擬建場(chǎng)地勘探深度內(nèi)地下水有孔隙潛水和孔隙承壓水?？紫稘撍x存于上部①層雜填土、②層粉質(zhì)黏土、③1粉土的孔隙中，富水性較弱，主要受大氣降水的入滲及地表徑流，并以自然蒸發(fā)向附近河流側(cè)向徑流排泄?？紫冻袎核饕x于④3粉土、⑤層中砂、⑦層粉砂、⑨層粉砂孔隙中，富水性中等，滲透性較好，以側(cè)向逕流補(bǔ)給為主，深井抽水為主要排泄方式，水動(dòng)態(tài)較穩(wěn)定。

2 基坑支護(hù)方案

本工程圍護(hù)鉆孔灌注樁樁徑為φ800 mm 和φ1 000 mm，樁間凈距 200 mm，樁長(zhǎng)分截面 18.4 m 和 21.8 m。止水帷幕主要采用φ850 mm @1200 mm 單排三軸水泥攪拌樁，整圈套打，樁長(zhǎng)為 22.0 m。

水平支撐體系采用結(jié)構(gòu)梁板，在鉆孔灌注樁和地下室各層結(jié)構(gòu)外墻增強(qiáng)暗梁之間，設(shè)置混凝土梁和混凝土板撐，從而形成水平傳力體系，即±0.000 板利用結(jié)構(gòu)主梁延伸直接支撐到圍護(hù)樁的冠梁上，負(fù) 1 層及負(fù) 2 層板外墻外布置加強(qiáng)鋼筋混凝土樓板作為支撐；沿基坑的四周在支護(hù)樁邊共開(kāi) 8 個(gè)1 200 mm×600 mm 的下人孔。外墻外的結(jié)構(gòu)梁板配筋另由設(shè)計(jì)增強(qiáng)配置，以解決結(jié)構(gòu)梁和外墻鋼筋錨固要求。

本工程主體結(jié)構(gòu)樁基為嵌巖鉆孔灌注樁，以⑩3層中風(fēng)化凝灰?guī)r作為樁基持力層。工程樁共計(jì) 409 根嵌鉆孔灌注樁。其中 108 根立柱樁由下部的鉆孔灌注樁和上部插鋼格構(gòu)柱組成；鋼格構(gòu)柱截面尺寸為 550 mm×550 mm。該部分柱、樁即形成了逆作法施工中的“一柱一樁”支撐體系。裙房地下兩層水平結(jié)構(gòu)采用逆作法施工。待基礎(chǔ)底板大體積混凝土澆注完成后，基坑北側(cè)及東南側(cè)主樓采用順作法施工。

3 工程施工特點(diǎn)及難點(diǎn)

3.1 施工周邊環(huán)境復(fù)雜

本工程地處市中心商業(yè)區(qū)內(nèi)，施工現(xiàn)場(chǎng)周?chē)肆鬏^為密集，基坑三面緊鄰市區(qū)主干道。因此，施工過(guò)程中要加強(qiáng)監(jiān)測(cè)工作，同時(shí)注重協(xié)調(diào)好與周邊的關(guān)系，做到文明施工。

3.2 施工現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地狹窄

由于基坑地下室外墻距圍墻很近，基坑外側(cè)道路無(wú)法環(huán)通，施工場(chǎng)地極為狹小，對(duì)施工設(shè)備、操作空間都提出了難題。因此各階段的施工作業(yè)如何合理利用 ±0.000 板作為車(chē)輛行走場(chǎng)地，科學(xué)地、因地制宜排布取土口、行車(chē)路線及材料設(shè)備堆放場(chǎng)地，是施工中的關(guān)鍵。

3.3 基礎(chǔ)埋置深度大，施工精度要求高

施工前需要進(jìn)行基坑支護(hù)及各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，逆作法施工對(duì)基坑支護(hù)施工的精度提出了更高的要求。

3.4 逆作法施工工藝復(fù)雜，組織協(xié)調(diào)工作量大

本工程采用鉆孔灌注樁排樁圍護(hù)的逆作法首次用于本地區(qū)兩層地下室的基坑工程中，基坑開(kāi)挖深度達(dá)到了 12.0 m。在圍護(hù)與結(jié)構(gòu)外墻之間 800 mm 空隙的節(jié)點(diǎn)處如何解決外墻防水及結(jié)構(gòu)水平傳力，是施工中要面臨的問(wèn)題與難點(diǎn)。

同時(shí)，由于本工程土方量較大，出土口較少受到限制，地下土方要多次倒運(yùn)才能由地面的長(zhǎng)臂挖機(jī)裝車(chē)出土。使用機(jī)械相對(duì)較多，時(shí)間較長(zhǎng)。由于受到條件限制，所有工序的材料必須在夜間準(zhǔn)備妥當(dāng)并轉(zhuǎn)入地下，白天不能在地面上轉(zhuǎn)運(yùn)材料。

3.5 施工縫留設(shè)較多，處理要求高

采用逆作法施工，在結(jié)構(gòu)柱、墻、板上要留置大量的施工縫。施工縫的處理工作量大，質(zhì)量要求高，因此必須制定切實(shí)可行的措施。根據(jù)工程實(shí)際制定的措施，既要滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范的質(zhì)量要求，又要考慮施工方便。

4 逆作法施工技術(shù)方案

4.1 基坑分區(qū)塊施工

基坑總體呈長(zhǎng)方形，東西方向長(zhǎng)約 112.0 m，南北向約為 99.0 m。為了便于控制基坑暴露時(shí)間及合理安排人力、物力，根據(jù)工程原結(jié)構(gòu)、后澆帶劃分情況及經(jīng)專家論證批準(zhǔn)的專項(xiàng)施工方案，本工程基坑劃分為 6 個(gè)流水施工搭接段；工程北側(cè)東、西兩個(gè)區(qū)及南側(cè)兩個(gè)區(qū)作為主要取土口。

工程樁由北向南依次施工結(jié)束后，土方開(kāi)挖和結(jié)構(gòu)施工均由北向南推進(jìn)。工程挖土采用盆式挖土+抽條挖土相結(jié)合的方式。由于基坑距離周邊市區(qū)主干道都較近，所以基坑各個(gè)分區(qū)先分層開(kāi)挖中心區(qū)并預(yù)留 10 m 盆邊土，再對(duì)稱開(kāi)挖盆邊區(qū)域。地面第 1 層土選用 1.2 m3大挖機(jī)明挖的形式直接裝車(chē)運(yùn)出；開(kāi)挖至板底 1.8 m 左右澆搗 C20 混凝土墊層后，利用短鋼管扣件式排架進(jìn)行 ±0.000 結(jié)構(gòu)層的施工。盆式明挖土?xí)r，要先確定支承柱的位置并做好明顯標(biāo)記，防止機(jī)械碰撞。在 ±0.000 頂板混凝土澆筑完成后，下層土方采用中小型挖機(jī)(0.4 m3～0.14 m3土斗)與人工相結(jié)合的方式進(jìn)行暗式開(kāi)挖，即將土方駁運(yùn)至出土口處，由 ±0.000 板上的長(zhǎng)臂挖機(jī)直接裝車(chē)運(yùn)輸至卸點(diǎn)。由于工作面較小，盆式暗挖土宜先從出土口處開(kāi)始，形成工作面后再向四周擴(kuò)展。為了防止土體水平推力過(guò)大，挖土宜分層進(jìn)行(每層挖土控制在 2 m 左右)。地下結(jié)構(gòu)施工逐層向下開(kāi)挖至底板；完成后，逐層割除主樓圍護(hù)區(qū)域各道支撐，并順作施工結(jié)構(gòu)剪力墻和梁板至 ±0.00板。

4.2 取土口的布置

取土口的布置根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及現(xiàn)場(chǎng)分區(qū)進(jìn)行。本工程著重考慮以下原則：每個(gè)取土口面積根據(jù)柱網(wǎng)間距控制在 8 m×8 m 范圍內(nèi)，取土口設(shè)置的位置同時(shí)應(yīng)滿足在底板抽條開(kāi)挖時(shí)的出土要求；取土口水平距離既要滿足挖機(jī)最多只能兩次翻土的要求，避免多次翻土引起土體過(guò)分?jǐn)_動(dòng)，又要盡量滿足在暗挖階段自然通風(fēng)的要求。考慮到土層條件及挖土機(jī)械作業(yè)半徑，取出口布置間距為 30 m 左右。

4.3 基坑降水、排水施工

根據(jù)工程地質(zhì)勘察資料及開(kāi)挖前降水試驗(yàn)，按每 300 m2設(shè)置 1 口降水井；扣除可能需要土體加固的位置，并考慮到降水井的損耗以及在布置降水井時(shí)避開(kāi)洞口和立柱，現(xiàn)場(chǎng)共設(shè) 37 口深井。在深井中采用真空聚水、深井水泵抽水的方式來(lái)達(dá)到基坑降水和土體排水固結(jié)的目的。同時(shí)，在井管設(shè)置上下雙濾頭，以確保降水標(biāo)高在坑底以下 1.0 m 左右。

對(duì)于雨水和地表水，在每層土體開(kāi)挖后，及時(shí)做好明溝、集水井，以便及時(shí)將地面水排入地面排水系統(tǒng)。另外，在已澆筑的樓蓋板上設(shè)擋水矮垛，防止雨水流入地下；對(duì)于暫時(shí)不用的孔洞，用鋼板覆蓋并在四周用臨時(shí)圍檔封閉。

4.4 “一柱一樁”施工技術(shù)

由于逆作法的施工特點(diǎn)，自 ±0.000 首層開(kāi)始向下的地下室各層樓面直到底板之間，全部荷載均由支承柱承擔(dān)。本工程逆作施工的豎向支承柱為“一柱一樁”，即鋼格構(gòu)柱和立柱下鉆孔灌注樁(坑底以下仍用鉆孔灌注樁)。工程鋼格構(gòu)柱斷面為 550 mm×550 mm，柱底進(jìn)入鉆孔樁混凝土 3 m，并且作為永久性的柱使用。由于支承柱受力的特殊性，故對(duì)支承樁的施工的定位和垂直度要求很高。根據(jù)工藝水平并經(jīng)設(shè)計(jì)確認(rèn)，本工程鉆孔灌注樁的位偏差≤10 mm、樁孔垂直度＜1/300，成孔后的沉渣厚度小于 50 mm。對(duì)于支承鋼格構(gòu)柱，要求平面定位偏差≤15 mm，鋼柱垂直度＜1/500。鋼柱的制作要求嚴(yán)格，防止彎曲變形；鋼柱安裝時(shí)，采用特制的“定位糾偏架”，調(diào)垂采用“氣囊法”控制。

4.5 水平結(jié)構(gòu)與圍護(hù)樁體的連接

若按常規(guī)逆作施工，地下各層結(jié)構(gòu)的邊跨位置須內(nèi)退結(jié)構(gòu)外墻一定距離，待逆作法施工結(jié)束后，再將結(jié)構(gòu)外墻與相鄰的結(jié)構(gòu)梁板一起澆筑。本工程水平結(jié)構(gòu)和外部圍護(hù)體的連接是在各層梁板施工時(shí)一次性完成的，實(shí)用性較高。由于地下室外墻離圍護(hù)樁體僅 800 mm，施工中將每層外墻暗梁進(jìn)行了加強(qiáng)處理。在逆作施工階段，框架邊梁通過(guò)混凝土梁支撐、板撐和各道圍檁相連接，以傳遞水平支撐力。

由于地下室外墻的暗梁和墻體實(shí)施分段施工，因此當(dāng)外墻暗梁施工時(shí)，在其上下 200 mm 范圍內(nèi)設(shè)置寬 150 mm 的止水鋼板和膨脹止水條，以解決外墻接縫的止水問(wèn)題。

4.6 支撐柱與梁板節(jié)點(diǎn)施工技術(shù)

在逆作施工中，中間支撐柱與梁板節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)與施工主要是解決梁鋼筋如何穿越中間支撐柱或與中間支撐柱連接，以保證在復(fù)合柱完成后，節(jié)點(diǎn)質(zhì)量和內(nèi)力分布與設(shè)計(jì)計(jì)算一致。本工程中間支撐柱與梁鋼筋的連接主要采用鉆孔鋼筋連接法。在梁鋼筋通過(guò)的中間支撐柱型鋼上鉆孔，將梁鋼筋穿過(guò)。采用此辦法節(jié)點(diǎn)簡(jiǎn)單，柱梁節(jié)點(diǎn)混凝土澆筑質(zhì)量好，在實(shí)際施工過(guò)程中取得了較好的效果。

4.7 安全施工保證措施

由于逆作法施工的特殊性，在地下逆作法施工中，土方開(kāi)挖安全是頭等安全大事。在本工程中采用以下措施抓好安全施工工作。一是土方開(kāi)挖施工時(shí)，不管是人工開(kāi)挖還是機(jī)械開(kāi)挖，施工、監(jiān)理方都有專人 24 h 現(xiàn)場(chǎng)跟班，重點(diǎn)監(jiān)控每次開(kāi)挖的長(zhǎng)度、高度和寬度，嚴(yán)禁超挖。二是在進(jìn)行模板、鋼筋安裝和混凝土澆筑施工時(shí)，有專人在施工界面四周進(jìn)行巡視。一旦發(fā)現(xiàn)異常情況，立即采取措施(啟用應(yīng)急預(yù)案)；待查明原因并確認(rèn)無(wú)安全隱患后，方可繼續(xù)施工作業(yè)。三是在進(jìn)行土方暗挖、外側(cè)墻巷道土方開(kāi)挖、柱間及功能間人工開(kāi)挖土方時(shí)，應(yīng)確保照明、通風(fēng)等設(shè)施的安全。

5 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)排樁圍護(hù)體系在本工程逆作法施工的成功應(yīng)用，克服了周邊環(huán)境復(fù)雜和施工條件苛刻等不利因素，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益?；邮┕ふ麄€(gè)過(guò)程中的各項(xiàng)監(jiān)控值均在設(shè)計(jì)預(yù)控范圍內(nèi)。

建筑工程地下室基坑逆作法施工采用排樁圍護(hù)體系，相對(duì)于順作法施工，基坑變形小，對(duì)周邊環(huán)境影響較低，可為同類工程提供借鑒。