淺析深基坑支護逆作法施工技術

陳志勇

摘要：目前，逆施法設計理論和施工技術應用十分廣泛。文章主要對于深基坑支護逆作法施工技術進行了探討，介紹了這種技術的分類、優(yōu)點及其適用性，并且對于逆作法設計原則和施工程序也進行了相關分析。

關鍵詞：深基坑支護；基坑圍護；逆作法；施工技術

中圖分類號：TU473文獻標識碼：A文章編號：1009-2374(2009)13-0152-02

隨著我國城市建設向高空和地下發(fā)展，交通設施向多層次立體化發(fā)展，深基礎工程已成為建筑業(yè)近年的一大技術熱點。與此同時，深基坑工程伴隨地下空間的利用而出現(xiàn)，其復雜程度為人們始料未及。隨著高層建筑的日益增多，對深基坑支護技術的要求也越來越高。在技術上不僅安全可靠，而且要求經(jīng)濟節(jié)約。從近年來隨著深基坑開挖工程的逐漸增多，深基坑支護技術有了很大的發(fā)展，逆作法就是一項近幾年發(fā)展起來新興的基坑支護技術。但是由于設計、施工等偏見和疏忽致使深基坑支護倒塌事故屢有發(fā)生，不僅給工程造成重大經(jīng)濟損失，還對周圍環(huán)境造成影響。

一、逆作法深基坑支護發(fā)展概述

在逆作法設計理論和施工工藝方面研究較多的國家，是日本、美國和英國，在工程應用方面，日本、美國、英國、法國、德國等國和臺灣地區(qū)都有應用。我國上海地鐵陜西南路站、常熟路站、黃陂南路站、北京地鐵復八線永安里站、天安門東站、大北窯站以及廣州、天津、深圳等地鐵站臺不少都采用逆施法施工。上海人民廣場地下二層車庫，上海電信大樓地下三層在城市的建筑密集區(qū)也采用逆施法施工。

傳統(tǒng)的施工多層地下室的方法是開敞式施工，放坡開挖，或用支護結構圍護后垂直開挖，挖至設計標高后澆筑鋼筋混凝土底板，再由下而上逐層施工各層地下室結構，待地下結構完成后再進行地上結構施工。對于深度大的地下室，用上述傳統(tǒng)方法施工存在一些問題。利用逆作法施工開挖深度很大的且土質條件較差的多層地下結構是十分有效的。逆作法的工藝原理是：第一步沿建筑物地下室軸線(連續(xù)墻也是地下室結構承重墻)或周圍施工地下墻或其支護結構(地下連續(xù)墻等只用作支護結構)，同時在建筑物內部的有拄子位置(柱子或隔墻相交處等，根據(jù)需要計算確定)澆筑或打下中間支承格構柱和樁，作為施工期間于底板封底之前承受上部結構自重和施工荷載的支撐。第二步施工零層的梁板樓面結構，作為地下連續(xù)墻的剛度很大的水平支撐，零層的樓面結構完成，為上部結構施工創(chuàng)造了條件，第三步是在該樓板下挖土，直到負二層樓板處，然后澆筑負二層梁板結構，如此繼續(xù)下去。以主體結構梁板作為支撐，同時也可減少基坑開挖時對周圍建筑設施的影響，地面上、下同時進行施工，直至工程結束。

二、逆作法深基坑支護技術的分類、優(yōu)點及適用性

(一)逆作法的分類

根據(jù)圍護結構的支撐方式，基坑工程逆作法可分為以下幾類：

1全逆作法：利用地下各層鋼筋混凝土主、次梁、樓板對四周圍護結構形成水平支撐。

2半逆作法：利用地下各層鋼筋混凝土肋形樓板中先期澆筑的交叉格形肋梁，對圍護結構形成框格式水平支撐，待土方開挖完成后再二次澆筑肋形樓板。

3部分逆施法：利用基坑內四周暫保留的局部土方對四周圍護結構形成水平抵擋，抵消側向土壓力所產生的一部分位移。在基坑中部按正作法施工，基坑四周用逆作法。這種方法也叫盆狀開挖逆作法。

逆作法施工，以地面一層樓面結構是封閉還是敞開，分為“封閉式逆作法”和“開敞式逆作法”。前者可以從地面上、下同時進行施工：后者上部結構不能與地下結構同時進行施工，只是地下結構自上而下逐層施工。

(二)逆作法施工優(yōu)點

1基坑變形?。河媚孀鞣ㄊ┕?，是利用逐層澆筑的地下室結構作為周圍支護結構地下連續(xù)墻的內部支撐。由于地下室結構與臨時支撐相比剛度大得多，所以，地下連續(xù)墻在側壓力作用下的變形就小得多。

2基坑支護水平支撐與地下室結構樓板合一：支護墻體與地下室墻體合一。因工程樓面結構就是支撐體系，可以解決特殊平面形狀布置支撐體系的難題，既可代替支撐又使結構受力合理。

3上部結構與地下室可同時施工：帶多層地下室的高層建筑，如采用傳統(tǒng)方法施工，其總工期為地下結構工期加地上工期，再加裝修等所占工期。而用逆作法施工，一般情況下只有地下l層占絕對工期，其他各層地下窒可與地上結構同時施工，不占絕對工期，因此，可以縮短工程的總工期。

4明顯的經(jīng)濟效益：多層地下室采用常規(guī)的臨時支護結構施工，地下室需設置外墻及外墻下工程樁，花費工程費用亦相當可觀。

(三)逆作法施工中結構的受力特點

1地下連續(xù)墻的受力。按常規(guī)施工方法，地下室外墻僅作為基礎的外墻板受力，但在逆作法施工中，外墻板通常采用地下連續(xù)墻，在施工過程中既具有深基坑支護受力的作用，在完成地下室后又成為結構外側墻，二墻合一是最佳的方案a

2逆作法的結構設計，可以分為順、逆分界線的設計、結構柱和和支承柱的設計和結構的節(jié)點設計。

三、逆作法施工程序及相關設計

(一)逆作法施工程序

1按基礎外圍面積，先施工四周的支護結構，支護體系采用地下連續(xù)墻或排樁，基礎若是樁基采用上述排樁、鉆孔樁等。

2按設計圖施工中間支承柱，采用“一柱一樁”的基礎，每根樁必須承受基礎尚未完成前的上部和地下結構自重及各種荷載，目前在逆作法施工時大部分是臨時采用鋼管柱或型鋼柱(寬翼面工字鋼)支承，挖土完成后再作外包混凝土，當采用挖孔樁時可支摸采用鋼筋混凝土柱。

3利用地下室一層的土方夯實修正后作地模，澆灌地下室±層的頂層鋼筋混凝土的梁和板，并在此層預留出挖土方的出土洞若干個。

4進行地下室一層的土方的推土、挖土和運土到室外卸土區(qū)。

5重復程序3進行地下室二層梁板混凝土的澆筑，同樣要在樓板中預中預留出土洞。

6重復程序4進行地下室二層的土方外運。

7重復程序3、5進行地下三層的梁板混凝土的澆筑。同樣要在樓板中預留出土洞。

8重復程序4、6進行地下室三層的土方外運。

(二)逆作法施工總體方案的設計

施工逆作法的施工總體方案設計對工程的成功實施十分重要，它直接關系到工期、費用、工程質量及對環(huán)境的保護。

1半逆作方案。半逆作是指施工過程中從分界線向下施工，而不向上進行施工。半逆作特別適用于頂板行車、行人或堆場的要求的工程，目前多用于市政中的地鐵工程、城市綠地工程等建設項目。

2順逆結合施工方案，順逆結合可以使順作法和逆作法發(fā)揮各自的優(yōu)勢。當場地足夠大時，可以解決挖土和運土的問題，目前應用于不同的工程條件已取得較好的結果，可以有支撐加逆作方案、一順一逆方案和順逆綜合使用方案等。

(三)選用逆作方法時要考慮的因素

需要考慮的主要相關的因素有：

1需最大限度利用城市規(guī)劃紅線內地下空間，擴大地下室建筑面積，作為地下室外墻，從而達到最大限度利用地下空間，擴大地下室建筑面積的目的。

2地下室深度最好是二層及二層以上較深較大的地下工程。

3擬建建筑物基坑四周的環(huán)境特別復雜，施工難度很大，四周的環(huán)境保護要求特別嚴格。

4工期要求緊，縮短施工工期對工程有特別重要的意義或有巨大的經(jīng)濟效益。

5基坑地下室面積較大，造型又復雜，采用一般的支護結構，難以完成地下室工程的施工。

四、結語

隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，我國一些城市高層建筑越來越多，建筑物基礎也越建越深，對深基坑的開挖支護技術也提出新的要求。通過本文關于深基坑支護逆作法施工技術相關分析，以期為現(xiàn)場基坑逆作法施工提供相關理論基礎。

參考文獻

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