城市道路下商業(yè)街的逆作式施工技術(shù)

孫啟峰+華錦耀

摘 要：城市道路下商業(yè)街采用逆作式的施工方法，具有恢復(fù)道路交通快和有效保護(hù)周邊環(huán)境并開發(fā)地下空間等優(yōu)點(diǎn)，但也存在暗挖施工出土慢和地下建筑易滲漏及如何解決天然地基基礎(chǔ)與立柱樁的變形協(xié)調(diào)等問題。本文通過工程難點(diǎn)分析和施工工藝流程及施工要點(diǎn)的論述，說明城市道路下商業(yè)街的逆作式施工技術(shù)，包括圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工、管線搬遷保護(hù)、頂板施工、暗挖出運(yùn)土方、基礎(chǔ)底板及豎向結(jié)構(gòu)施工等。

關(guān)鍵詞：城市道路；地下商業(yè)街；逆作式；施工技術(shù)

【文章編號(hào)】1627-6868（2017）08-0044-04

Abstract：The top-down type construction method of underground commercial street，With recovery road traffic fast and effectively protection surroundings and underground space development， etc advantages，but there are also underground excavation construction to slow and underground building easy unearthed leakage and how to solve the natural foundation and the pillar of the pile deformation coordination problem. This article through the engineering difficulties analysis and construction process and key points of construction are described，explain the inverse of the underground commercial street for type construction technology，Including palisade structure construction， pipeline move protection， roof construction， underground excavation and shipment of earthwork， foundation floor and vertical structure construction， etc.

Key words：city road；underground commercial street；top-down type；construction technology

1.前 言

1.1 眾所周知，采用逆作法施工是有效保護(hù)深基坑周邊環(huán)境的方法，尤其在城市道路下建設(shè)地下商業(yè)街時(shí)，為了盡快恢復(fù)道路通行，采用逆作法施工是最有效的方式。逆作法是在逆作面處先形成豎向結(jié)構(gòu)，逆作面及以下各層地下水平結(jié)構(gòu)自上而下施工，并利用地下水平結(jié)構(gòu)平衡抵消圍護(hù)結(jié)構(gòu)側(cè)向土水壓力的施工方法。

1.2 城市道路下商業(yè)街采用逆作式的施工方法，即正式施工前將道路中主要管線搬遷并進(jìn)行交通疏導(dǎo)后，施工基坑逆作面的圍護(hù)樁墻和立柱樁及工程樁等豎向結(jié)構(gòu)，然后開挖基坑上部土方，施工混凝土頂板，再搬回管線并覆土施工道路后恢復(fù)交通，同時(shí)進(jìn)行暗挖頂板下土方，逐層向下施工水平結(jié)構(gòu)梁板系統(tǒng)，最后施工基礎(chǔ)和完善豎向結(jié)構(gòu)與內(nèi)裝飾及水電空調(diào)等安裝工程。

1.3 由于逆作法施工城市道路下商業(yè)街具有恢復(fù)道路交通的工期短，且商業(yè)街頂板和樓板剛度大，基坑的圍護(hù)樁墻和立柱樁及頂板與樓板組成整體結(jié)構(gòu)支承全部的豎向荷載和側(cè)向荷載，使得基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的水平變形和基坑外側(cè)土體的豎向沉降變形很小，有利于保護(hù)基坑周邊的環(huán)境，但也存在一系列復(fù)雜的施工技術(shù)問題需要解決。

2.工程難點(diǎn)分析

2.1 道路的交通疏導(dǎo)及縮短工期問題

針對工程所在地市政道路分布的實(shí)際情況，事先應(yīng)周密地勘查現(xiàn)場，制定交通疏導(dǎo)方案。制定交通疏導(dǎo)方案時(shí)，盡量按車行道改道后全封閉方案實(shí)施，即車行道全幅開挖施工方案；汽車?yán)@道通行實(shí)在困難時(shí)，則可采用半幅式開挖施工方案，即封閉道路的半幅進(jìn)行開挖施工，另半幅繼續(xù)通行車輛，然后進(jìn)行轉(zhuǎn)換。制定合理可行的交通疏導(dǎo)方案是逆作式施工市政道路下商業(yè)街的先提條件。

縮短工期的主要方法是采取全天候24h施工技術(shù)措施，包括事先協(xié)調(diào)相關(guān)行政、交通、市政等管理部門和搬遷重要的管線，集中人力（管理人員和班組工人）、物力（施工機(jī)械和材料）搶施工混凝土頂板，以及高溫季節(jié)和寒冷季節(jié)的施工措施。只有采取綜合性的施工技術(shù)措施才能盡快恢復(fù)道路交通。

2.2 保護(hù)基坑周邊環(huán)境和道路下管線問題

城市道路周邊密布有建筑物及道路下眾多的管線，故頂板作為承受道路的豎向荷載外還承受圍護(hù)樁墻傳遞來的水平支撐力，應(yīng)保證其強(qiáng)度和剛度。一般地下商業(yè)街的頂板可設(shè)計(jì)成無梁板的形式，以期增加凈空，此時(shí)柱帽和剪力墻的加腋應(yīng)隨同頂板同時(shí)施工，見圖1。

基坑的圍護(hù)樁墻既承受土水側(cè)壓力，又承受道路和頂板的豎向荷載，在荷載組合作用下，存在圍護(hù)樁墻的沉降變形和立柱樁的沉降變形如何協(xié)調(diào)一致問題。解決的方法主要有圍護(hù)樁墻和立柱樁均應(yīng)進(jìn)入硬土層作持力層，控制差異沉降不大于20mm及柱距的1/400（文獻(xiàn)[1]）。

當(dāng)圍護(hù)樁墻屬于商業(yè)街的永久性外墻結(jié)構(gòu)時(shí)，作用在外墻上的土壓力應(yīng)采用靜止土壓力（文獻(xiàn)[1]），靜止土壓力系數(shù)K0宜由試驗(yàn)確定，當(dāng)無試驗(yàn)條件時(shí)可按下式估算（文獻(xiàn)[2]）： ，式中 —土的有效內(nèi)摩擦角。

市政道路下各種管線繁多，尤其如煤氣管、供水管、供熱管等對變形敏感的危險(xiǎn)管線，存在如何保護(hù)的問題。地下管線處理保護(hù)的原則：①事先探明原位保護(hù)的管線位置，并予以標(biāo)識(shí)。②煤氣管、供水管、供熱管及直徑D≥300mm的其他管線采用施工前搬遷保護(hù)措施，D<300mm的電信、電纜管線可采用原位保護(hù)措施：③挖土機(jī)作業(yè)時(shí)，避開管線位置輕挖，使之露出管線。④采用型鋼作為懸吊梁，并用臨時(shí)型鋼柱支撐住懸吊梁，待開挖至頂板底后，采用混凝土支墩支撐管線，或?qū)⑿弯撝附又顾撈鬂踩腠敯寤炷林?。endprint

2.3 逆作式暗挖施工問題

頂板施工后進(jìn)入逆作式暗挖施工階段，存在挖土速度緩慢和安全問題。首先是采用地下商業(yè)街的樓梯出入口作為土方、材料及施工機(jī)械的交通進(jìn)出口，這些出入口均位于地下商業(yè)街兩側(cè)人行道位置，故不會(huì)妨礙車行道的交通行駛。當(dāng)?shù)缆酚袕V場時(shí)，可在廣場中央設(shè)置出土洞，以加快出土速度。其次是暗挖的有效空間不大，一般采用小挖機(jī)挖土，皮帶運(yùn)輸機(jī)將土方傳送或機(jī)動(dòng)小車駁運(yùn)至出入口，再用站在地面的長臂挖機(jī)將土方駁運(yùn)至汽車運(yùn)走。

當(dāng)工程地質(zhì)土層較硬時(shí)，即設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)為天然地基承載時(shí)，立柱樁不足以承載頂板荷載，應(yīng)先開挖基坑兩側(cè)的土方，即先施工商業(yè)街的外墻，并采用臨時(shí)鋼管柱支撐頂板荷載，使施工混凝土外墻取得工作面，先施工好基礎(chǔ)，待外墻鋼筋綁扎并支模后，從道路地面預(yù)留的澆搗孔灌筑外墻混凝土，此時(shí)工作面與鄰接的中柱處土方形成放坡，從而使頂板部分豎向荷載依靠臨時(shí)鋼管柱和立柱樁及土體復(fù)合承載，見圖2。

2.4 防止地下建筑滲漏問題

地下商業(yè)街建筑的滲漏，主要來自頂板、外墻及底板部位。首先應(yīng)在頂板施工后，在板面鋪貼防水卷材，并施工好混凝土保護(hù)層，方可覆蓋填土并施工道路。其次是地下商業(yè)街底板的墊層混凝土頂面鋪貼防水卷材后再施工底板，關(guān)鍵技術(shù)是底板施工縫除設(shè)置止水鋼板外，墊層頂面的防水卷材應(yīng)搭接處理到位。再次是外墻防滲漏施工，當(dāng)采用“二合一”地下連續(xù)墻（圍護(hù)連續(xù)墻兼作永久性外墻）時(shí)，應(yīng)在地下連續(xù)墻拼幅處外側(cè)高壓注漿止?jié)B或施工高壓旋噴樁止?jié)B；當(dāng)采用圍護(hù)排樁時(shí)，在暗挖施工混凝土外墻后，應(yīng)施工內(nèi)襯墻并在內(nèi)襯墻與外墻之間留出空隙作排水溝及集水井進(jìn)行排水。

3.施工工藝流程

部分管線搬遷、道路封閉圍擋→圍護(hù)樁墻和止水帷幕及立柱樁施工→頂板土方開挖、部分管線原位保護(hù)→頂板及防水層施工→頂板上市政管線復(fù)原→回填、路基、路面施工→恢復(fù)路面交通→路兩側(cè)出入口開挖→地下土方暗挖→支撐臨時(shí)鋼管柱→底板鋼筋、混凝土施工→墻和柱子施工→出入口、通風(fēng)井施工→內(nèi)部二次結(jié)構(gòu)施工→裝飾裝修及安裝工程施工→驗(yàn)收使用。在地下水豐富的地區(qū)施工，應(yīng)采取相應(yīng)的井點(diǎn)降水措施，必要時(shí)結(jié)合坑外回灌措施。

4.施工要點(diǎn)

4.1 管線的搬遷及原位保護(hù)

位于道路下的煤氣管、供水管、供熱管及直徑D≥300mm的其他管線采用施工前搬遷改道保護(hù)措施。

原位保護(hù)管線采用插入型鋼立柱懸掛式保護(hù)，型鋼立柱插入頂板墊層底。當(dāng)開挖至頂板墊層底并施工好混凝土墊層后，采用同頂板強(qiáng)度等級(jí)的混凝土支墩支撐住管線，再拆除型鋼柱。頂板施工中保護(hù)好這些管線，直至頂板混凝土澆搗養(yǎng)護(hù)后，將管線復(fù)原埋于回填土中。管線原位保護(hù)的現(xiàn)場照片見圖3。

4.2 圍護(hù)樁和截水帷幕及立柱樁施工

圍護(hù)樁和立柱樁采用常規(guī)的鉆孔灌注樁機(jī)械施工，截水帷幕采用三軸水泥攪拌樁機(jī)或高壓旋噴樁機(jī)施工，其施工操作要點(diǎn)屬傳統(tǒng)式作法此處不再贅述。

4.3 頂板混凝土結(jié)構(gòu)和防水層施工及管線復(fù)原與道路施工

頂板的底模采用碎石細(xì)砂找平后鋪九層膠合板或澆搗混凝土墊層后鋪貼油毛氈作胎模，頂板側(cè)?？捎媚灸；虼u砌胎模。

頂板鋼筋按設(shè)計(jì)圖紙綁扎成形。頂板兩側(cè)鋼筋應(yīng)錨入圍護(hù)樁墻的壓頂梁中，柱帽處立柱樁的主筋（或鋼管柱附加錨筋）應(yīng)彎折式錨入頂板。應(yīng)在頂板鄰接外墻處留設(shè)澆搗孔A150@1000，見圖2，并在墻的水平施工縫處預(yù)埋止水鋼片或遇水膨脹橡膠帶，墻的豎筋在施工縫處采用I級(jí)直螺紋套筒連接，或搭接式焊接。隱檢驗(yàn)收合格后泵送澆搗頂板混凝土，使用振搗器振搗密實(shí)。分段式施工頂板時(shí)應(yīng)處理好施工縫。頂板混凝土硬化后鋪貼高分子防水卷材，并在卷材頂面澆搗混凝土保護(hù)層。

頂板混凝土完成后，及時(shí)進(jìn)行市政管線復(fù)原和回填土及道路施工，檢查驗(yàn)收后恢復(fù)交通。

4.4 路側(cè)出入口及地下土方暗挖施工

（1）暗挖施工的出入口是地下土方的出口，也是材料、施工人員及機(jī)械的進(jìn)出口，出入口在地下主體建筑施工全過程都要存在。出入口留置原則是在道路二側(cè)靠邊設(shè)置，其縱向間距約在30m左右，出入口平面尺寸不小于3m×6m。

（2） 道路兩側(cè)出入口施工.應(yīng)先采用長臂挖機(jī)挖出工作面，然后人工向頂板地下挖掘部分土方，再吊入小挖機(jī)進(jìn)行暗挖出土。頂板在出入口處的邊梁應(yīng)預(yù)先加強(qiáng)，以便站立挖機(jī)作業(yè)。

（3）地下土方暗挖施工階段，當(dāng)?shù)鼗临|(zhì)較硬，即當(dāng)?shù)叵陆Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為天然地基承載時(shí)，應(yīng)先開挖道路頂板下兩側(cè)土方。在地下豎向結(jié)構(gòu)完成前應(yīng)用臨時(shí)鋼管柱間距@4m撐住頂板，隨挖隨撐，見圖4。在外墻及其基礎(chǔ)完成后，再開挖中柱位置的土方。臨時(shí)鋼管柱和保留的硬質(zhì)土層用于彌補(bǔ)立柱樁承載力的不足。

（4）暗挖施工期的土方采用小型挖機(jī)開挖，土方運(yùn)輸可采用皮帶運(yùn)送機(jī)或小型機(jī)動(dòng)翻斗車運(yùn)輸。根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置足夠的通風(fēng)口及地下通風(fēng)與照明等設(shè)備。

（5）廣場處面積較大時(shí)，宜留設(shè)出土洞，以便于廣場頂板下土方的出運(yùn)。出土洞的邊梁應(yīng)加強(qiáng)，或在洞角加腋板，邊梁下的立柱樁承載力不足時(shí)，應(yīng)采用臨時(shí)粗鋼管柱加強(qiáng)，臨時(shí)鋼管柱的上下端焊接水平節(jié)點(diǎn)板，下端再用楔形鐵墊緊。

4.5 底板混凝土結(jié)構(gòu)施工

（1）當(dāng)采用天然地基承載時(shí)，沿地下商業(yè)街縱向先分段開挖其兩側(cè)約6m寬后，立即施工混凝土墊層。當(dāng)有抗浮要求時(shí)，應(yīng)先施工抗浮錨桿。

（2）綁扎底板鋼筋，宜將底板主筋通過植筋與圍護(hù)樁墻連接，使圍護(hù)結(jié)構(gòu)共同參加抗浮承載工作。此時(shí)仍需臨時(shí)鋼管柱支撐頂板，底板綁扎鋼筋見圖4。

（3）中柱底腳底板施工。天然地基承載時(shí)，待兩側(cè)的底板及其上外墻（柱）施工后，再開挖中柱位置的土方，并施工混凝土墊層和綁扎底板鋼筋及泵送澆搗混凝土，同時(shí)處理好與兩側(cè)底板鄰接處的施工縫。此時(shí)仍需臨時(shí)鋼管柱支撐頂板，臨時(shí)鋼管柱在底板厚度中央處焊接止水鋼板，待底板和柱及墻的混凝土澆搗養(yǎng)護(hù)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后再切割掉鋼管柱。在軟土地基地區(qū)，中立柱樁通常采用型鋼組合成的鋼構(gòu)柱承載頂板荷載，當(dāng)屬于單柱單樁時(shí)，則無需上述那樣先開挖兩側(cè)土方后再開挖中柱處土方，且無需臨時(shí)鋼管柱支撐頂板，總之基坑暗式開挖及地下結(jié)構(gòu)施工應(yīng)完全符合設(shè)計(jì)的工況。

4.6 地下豎向結(jié)構(gòu)施工

（1）頂板下兩側(cè)基礎(chǔ)底板施工后，再施工外墻，注意外墻下部隨底板同時(shí)施工上翻段約300～500mm高，留設(shè)水平施工縫并嵌入止水鋼板。外墻外側(cè)采用圍護(hù)樁墻內(nèi)側(cè)面噴細(xì)石混凝土抹平后當(dāng)做胎模，并水平植入鋼筋，與外墻內(nèi)側(cè)模的對拉螺栓（附止水鋼片）焊接。墻體鋼筋綁扎后，搭設(shè)外墻內(nèi)側(cè)模，用傘形銷鎖住對拉螺栓，并用鋼管斜撐加固。

（2）分層澆搗墻體混凝土，混凝土從道路面預(yù)留的A150@1000mm澆搗孔中向下灌注，并隨之伸入插入式振搗器分層振搗密實(shí)。注意墻體混凝土灌筑必須飽滿密實(shí)，可觀測道路面澆搗孔中混凝土的液面，直至振搗器作用下混凝土液面不下降為止。然后對內(nèi)側(cè)模及脫模后墻體噴水養(yǎng)護(hù) 14d。

（3）中柱混凝土施工。中柱通常兼作頂板暗挖階段的承重立柱樁，中柱的鋼筋籠已隨著立柱樁施工完成，若用型鋼組合的鋼構(gòu)柱則應(yīng)重新綁扎柱周邊鋼筋骨架，鑿毛立柱樁周壁，涂刷界面劑后搭設(shè)柱側(cè)模，在側(cè)模頂部留成漏斗形，工人站在腳手架上往漏斗中澆筑混凝土，采用小型插入式振搗器振搗密實(shí)。因?yàn)樵谟餐恋鼗鶇^(qū)域采用天然地基承載或軟土地基柱下多樁承臺(tái)時(shí)，立柱樁承載力不足以支承全部頂板荷載，故此時(shí)仍需臨時(shí)鋼管柱支撐頂板。待中柱混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后鑿去頂部的漏斗。

（4）內(nèi)部二次結(jié)構(gòu)等施工.地下商業(yè)街二次結(jié)構(gòu)包括外墻的內(nèi)襯墻、底板面層、砌體分隔墻，以及裝飾抹灰與安裝等分項(xiàng)工程施工屬常規(guī)的施工方法，此處不再贅述。

5.結(jié)束語

5.1 城市道路下的商業(yè)街采用逆作式施工技術(shù)，既開發(fā)了地下空間，又能快速恢復(fù)道路交通并有效地保護(hù)周邊環(huán)境，故應(yīng)用前景廣闊。

5.2 針對硬土地基還是軟土地基及具體的工程水文地質(zhì)條件，應(yīng)編制周密的施工組織設(shè)計(jì)及采取相應(yīng)的技術(shù)措施，例如臨時(shí)鋼管柱支撐及降排水等。

5.3 落實(shí)暗挖施工階段的開挖程序及質(zhì)量和安全措施，必須與設(shè)計(jì)的工況相一致，施工中控制好立柱樁間、以及立柱樁與基坑圍護(hù)樁墻之間的差異沉降。

參考文獻(xiàn)

[1] JGJ120-99，建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程[S].

[2] JGJ165-2010，地下建筑工程逆作法技術(shù)規(guī)程[S].endprint