老城區(qū)臨近建筑深基坑逆作法施工技術(shù)

姚士威，呂金剛，邵珠令，孟玲峰，李 豪（中建八局第二建設(shè)有限公司，上海 200135）

1 逆作法相關(guān)概述

所謂深基坑逆作法，就是同時(shí)開(kāi)展地上建筑物建設(shè)與地下基礎(chǔ)施工，在地上建筑物建設(shè)完成到某一程度時(shí)，地下基礎(chǔ)施工可以全部竣工。逆作法為城市建筑、特別是鬧市區(qū)的建筑施工提供了一種技術(shù)保障，避免由于某一建筑物的施工，影響周邊建筑或基礎(chǔ)設(shè)施的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。目前，我國(guó)的逆作法施工工藝已經(jīng)可以應(yīng)用到－5 F 的深度，且仍在向更深深度發(fā)展中。隨著城市建設(shè)的進(jìn)一步細(xì)化，高層建筑密集，基坑深度加深，逆作法會(huì)在鬧市區(qū)深基坑支護(hù)中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。

2 鬧市區(qū)深基坑逆作法施工中的重要管理環(huán)節(jié)

2.1 中間支承柱的建設(shè)

對(duì)于深基坑逆作法施工工程而言，中間支撐柱是整個(gè)工程的關(guān)鍵支撐組織，為深基坑的豎向結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性提供重要保障。在逆作法施工期間，中間支承柱需要承受巨大的載荷，因此需要對(duì)中間支撐柱的安置位置和數(shù)量進(jìn)行預(yù)設(shè)。一般而言，需要參考深基坑的結(jié)構(gòu)布局與施工設(shè)計(jì)方案進(jìn)行計(jì)算，通常安裝在地下連續(xù)墻的橫縱向相交處。深基坑底板以下的中間支承柱的安裝需要密切與底板相互配合，可以采用灌注樁的方法進(jìn)行整合，且長(zhǎng)度不宜過(guò)長(zhǎng)，避免對(duì)深基坑底板的受力結(jié)構(gòu)帶來(lái)不利影響。關(guān)于深基坑底板以上的中間支承柱的建設(shè)，一般采用鋼管混凝土柱的形式進(jìn)行建設(shè)。

2.2 挖土技術(shù)的選擇

逆作法施工中包含有土方工程，挖土方法的選擇會(huì)影響深基坑維護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，是引發(fā)土體發(fā)生位移、變形等的主要因素，進(jìn)而對(duì)施工進(jìn)度和施工安全帶來(lái)影響。因此，需要對(duì)鬧市區(qū)深基坑逆作法工程進(jìn)行組織管理，借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和信息化設(shè)備，統(tǒng)一設(shè)計(jì)和管理挖土的方法、位置、進(jìn)度等。取土口的設(shè)計(jì)是挖土技術(shù)的重要方面之一，半封閉式的逆作法可以直接用挖土機(jī)向外出土，全封閉式的逆作法則需要對(duì)取土口進(jìn)行尺寸、位置、數(shù)量等的布置[1]。

2.3 差異沉降的監(jiān)控

差異沉降主要是指立柱樁與立柱樁、立柱樁與地下連續(xù)墻彼此間存在的土體沉降速率差異。為了緩解深基坑出現(xiàn)不均勻沉降的問(wèn)題，需要應(yīng)用逆作法對(duì)其進(jìn)行控制。隨著逆作法施工工藝的進(jìn)步，已發(fā)展出若干措施能夠?qū)Σ町惓两颠M(jìn)行監(jiān)控和預(yù)防。例如，可以在立柱樁的柱底灌注泥漿、選用承載系數(shù)較高的樁端持力層、加長(zhǎng)立柱樁的直徑或長(zhǎng)度等，不斷提升立柱樁的承受能力，縮減立柱樁發(fā)生縱向沉降的范圍，預(yù)防差異沉降。

3 鬧市區(qū)深基坑逆作法施工的控制要點(diǎn)分析

3.1 地下連續(xù)墻的施工

地下連續(xù)墻是保障鬧市區(qū)結(jié)構(gòu)安全的主要圍護(hù)墻，在進(jìn)行鬧市區(qū)深基坑逆作法施工中，需要對(duì)地下連續(xù)墻的重要部位采取加固、加深等措施。根據(jù)鬧市區(qū)不同區(qū)域的承載壓力和容量需求，對(duì)地下連續(xù)墻的厚度進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)并模擬論證。為提高資源利用率，不同區(qū)域的地下連續(xù)墻厚度設(shè)置可以存在差異。在單幅地墻的施工過(guò)程中，需要格外注意地下連續(xù)墻成槽的時(shí)間控制與鋼筋籠下放的時(shí)機(jī)，盡可能在預(yù)計(jì)時(shí)間內(nèi)完成單幅地下墻的全部施工內(nèi)容。此外，地下連續(xù)墻的施工需要按照正確合理的施工順序進(jìn)行，在選擇首開(kāi)幅時(shí)，首開(kāi)幅應(yīng)該與樹(shù)根樁拱形布局保持一致，在此基礎(chǔ)上，地下連續(xù)墻可以選用跳幅開(kāi)挖的方式進(jìn)行施工。由于不同地段的沉降性能有所差異，對(duì)于沉降概率較大、沉降速度較高的區(qū)域，可以通過(guò)提升泥漿的比重的方法，提升地下連續(xù)墻槽壁的穩(wěn)固性能。

3.2 坑內(nèi)外土體的加固

鬧市區(qū)深基坑逆作法施工是一項(xiàng)綜合性很強(qiáng)的系統(tǒng)工程，其中包括對(duì)深基坑內(nèi)外進(jìn)行隔斷處理的施工內(nèi)容。關(guān)于坑外的土體加固，根據(jù)現(xiàn)實(shí)情況，選擇在地下連續(xù)墻外側(cè)布局若干排深層攪拌樁或拱形樹(shù)根樁。如若選擇拱形樹(shù)根樁進(jìn)行坑外隔離，則需要對(duì)樹(shù)根樁采取壓密注漿措施，確保樹(shù)根樁能夠阻斷構(gòu)筑物和施工面，形成較為牢固的壩體，提升整個(gè)深基坑圍護(hù)體系的剛度，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)深基坑加固的效果。關(guān)于坑內(nèi)的土體加固，可以通過(guò)應(yīng)用水泥土攪拌樁來(lái)實(shí)現(xiàn)。深基坑以下和以上的水泥摻量有所差異，一般而言，坑底以下的水泥摻量要高于坑底以上的該項(xiàng)指標(biāo)值，以實(shí)現(xiàn)對(duì)深基坑不同深度下的分層加固效果，同時(shí)增大坑內(nèi)土體的摩擦系數(shù)，提升土體所受的壓力[2]。

3.3 深井降水處理

深井降水處理要在深基坑開(kāi)挖前進(jìn)行，通過(guò)安排一定數(shù)量的井管，促使深基坑內(nèi)的地下水進(jìn)行沉降，使地下水沉降到深基坑坑底以下。通過(guò)深井降水施工，深基坑土體的含水量下降，固結(jié)以后的穩(wěn)固性更為可靠，有助于提升鬧市區(qū)深基坑的承載能力和容納能力。通過(guò)非自然力的方法提升坑內(nèi)土體的內(nèi)摩擦系數(shù)，改變被動(dòng)土壓力。此外，還需要關(guān)注深基坑外地下水位的變化，這種變化一般是指突然下降的情況，應(yīng)當(dāng)及時(shí)采取回灌的方法進(jìn)行地下水的補(bǔ)充，以保持深基坑內(nèi)外土體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，避免鬧市區(qū)建筑物發(fā)生沉降。

3.4 深基坑的挖土方法

受地質(zhì)條件、施工要點(diǎn)等現(xiàn)實(shí)因素影響，深基坑的挖土方法不一而足，其中以盆式挖土和抽條挖土兩種方法最為常見(jiàn)。盆式挖土，顧名思義，就是在施工中借助盆邊土體所帶來(lái)的被動(dòng)土壓力，加強(qiáng)深基坑的穩(wěn)固性，降低深基坑圍護(hù)出現(xiàn)變形的概率或變形程度。由于支撐系統(tǒng)尚未完全建立起來(lái)、地下連續(xù)墻仍處于懸臂期，因此深基坑變形最容易出現(xiàn)在首層挖土環(huán)節(jié)，且一旦發(fā)生變形情況，是很難恢復(fù)到原狀的[3]。因此，施工單位需要格外注意首層挖土環(huán)節(jié)的施工管控。對(duì)于鬧市區(qū)建筑物較為密集的區(qū)域，可以適當(dāng)拓寬盆邊土的寬度或放緩放坡角度，以增大被動(dòng)土壓力區(qū)的面積，減少深基坑外發(fā)生位移、沉降等的概率。抽條挖土方法的應(yīng)用要求較高，表現(xiàn)出明顯的時(shí)空特征。抽條挖土要求挖土環(huán)節(jié)以對(duì)稱的布局進(jìn)行，一對(duì)對(duì)立面形成對(duì)撐，降低土體流塑變形的速度。抽條挖土的寬度設(shè)置需要以盡可能多的容納坑內(nèi)的攪拌樁為宜，率先開(kāi)挖在兩個(gè)攪拌樁中間尚未得到加固的土體，待該攪拌樁的土體得到加固，繼續(xù)挖掘剩余攪拌樁間未得到加固的土體。

3.5 信息化技術(shù)的應(yīng)用

信息化技術(shù)在鬧市區(qū)深基坑逆作法施工中的應(yīng)用主要表現(xiàn)在監(jiān)測(cè)方面。由于深基坑逆作法施工需要一定的周期，此期間施工環(huán)境會(huì)發(fā)生變化，諸如地質(zhì)條件、水文環(huán)境、載荷系數(shù)等，影響施工的正常進(jìn)行。借助信息化技術(shù)和設(shè)備，對(duì)重點(diǎn)區(qū)域、關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，技術(shù)人員對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析，進(jìn)而對(duì)施工方案進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，提升施工的有效性和科學(xué)性。鬧市區(qū)深基坑逆作法施工的重要環(huán)節(jié)是開(kāi)挖階段，此時(shí)需要加強(qiáng)對(duì)信息化設(shè)備的應(yīng)用，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和反饋地下連續(xù)墻的變形、地層的移動(dòng)、地下水沉降的速度、差異沉降的累積量等情況，必要時(shí)可以設(shè)置警戒值，達(dá)到警戒值時(shí)信息化設(shè)備會(huì)發(fā)出警報(bào)，提醒工作人員進(jìn)行相應(yīng)管理。

4 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，深基坑逆作法能夠顯著提升鬧市區(qū)地下施工的安全性，并在縮短工期、節(jié)約成本等方面表現(xiàn)出積極作用，成為支撐鬧市區(qū)進(jìn)行地下設(shè)施升級(jí)的重要技術(shù)手段。因此，相關(guān)單位要重視對(duì)深基坑逆作法的應(yīng)用，加強(qiáng)技術(shù)和設(shè)備的更新與升級(jí)，為鬧市區(qū)建設(shè)提供技術(shù)保障。