深基坑支護逆作法設計及施工技術

摘要:隨著我國城市建設向高空和地下發展，交通設施向多層次立體化發展，深基礎工程已成為建筑業近年的一大技術熱點。因此，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展，逆作法就是一項新興的有效的基坑支護技術。

關鍵詞: 深基坑;支護技術;逆作法

1引言

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，而且要求經濟節約。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展，逆作法就是一項近幾年發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生，不僅給工程造成重大經濟損失，還對周圍環境造成影響。因此，探討和分析深基坑支護逆作法設計及施工技術有著重要的現實意義。

2逆作法深基坑支護技術的特點

1. 基坑變形小: 用逆作法施工，由于中間支承柱的存在使底板增加了支點，澆筑后的底板成為多跨連續板結構，與無中間支承柱的情況相比跨度減小，從而使底板的隆起也減少。

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:用逆作法施工，一般情況下只有地下 1 層占絕對工期，其他各層地下室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. 明顯的經濟效益: 首先，逆作法施工，是以地下連續墻與內襯墻組成復合式結構做成結構自防水的地下室外墻，外加主動排水有自治排水系統。從而也節省地下室外墻建筑防水層費用。

3逆作法設計原則與技術要求

3.1基坑工程設計應具備下列資料

1. 巖土工程勘察報告;

2. 用地退界線及紅線范圍圖、場地周圍地下管線圖、建筑總平面圖、地下結構平面和剖面圖;

3. 鄰近建筑物和地下設施的類型、分布情況和結構質量的檢測資料;

4. 基坑工程的計算模式應與其所采用的土性指標、土工試驗方法、設計安全系數相適應。

5. 基坑工程設計安全系數，由基本安全系數和附加安全系數的乘積組成。

3.2逆作法基坑工程設計內容及注意事項

采用基坑工程逆作法時，應事先進行技術經濟論證，對施工中可能出現的問題作出對策。安全等級為一級的基坑或在軟土地基上采用逆作法時，應做好可行性研究。

1. 基坑工程設計應包括下列內容:

1)支護體系的方案比較和選型;

2)基坑內外土體的穩定性驗算，圍護墻的抗滲驗算;

3)降水要求;

4)確定挖土工況;

5)支護結構的強度和變形計算;

6)確定環境保護的要求和監測內容等;

2. 基坑工程設計應考慮下列荷載:

1)土壓力、水壓力;

2)一般地面超載;

3)被動區的土壓力;

4)施工荷載以及鄰近基礎施工的影響，如打樁、基坑開挖等;

5)影響區范圍內建、構筑物荷載;

6)需要時，宜結合工程經驗考慮溫度影響和混凝土收縮、徐變引起的間接作用及時空效應。

3. 逆作法的設計與施工應解決下列特殊技術問題，并在地下室逆施支護施工圖和逆施施工組織設計中標出主要構造措施:

1)土方開挖及外運;

2)臨時立柱作法;

3)立柱與底板和樓蓋的連接;

4)上下層混凝土墻身的連接;

5)側墻與圍護結構的連接;

6)混凝土澆筑及施工縫處理;

7)坑底土卸載和回彈引起的相鄰立柱之間，立柱與側墻之間的差異深降對已施工結構受力的影響;

8)施工作業程序。

4逆作法施工程序與方案設計

4.1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墻或排樁，基礎若是樁基采用上述排樁、鉆孔樁等。其施工用圍護結構應該是永久性的(但也有采用臨時性支擋結構)，而且是作為建筑物主體受力結構的一部分，所以，一般是地下墻體圍護，并于內部施工時再復以內襯，成為復合共同受力的結構。

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。

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。

4.2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揮各自的優勢。例如上海明天廣場一順一逆施工方案，河南路地鐵一明二暗的施工方案，都是充分利用逆作法和順作法的各自優勢。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。

1) 支撐加逆作方案 是指局部按順作方式施工，采用支撐與地下連續墻、連排咬合樁和樓板相連接，部分按逆作法、部分按順作施工。

2) 一順一逆方案 在上海明天廣場采用了主樓順作、裙房逆作的方案，裙房的逆作過程為主樓的挖土提供支撐，而主樓位置又為逆作的出土提供方便，取得一舉兩得的效果

3) 順逆綜合使用方案 在該方案中有順作、有逆作、有一明二暗的施工，其優點是有效解決基坑的支護問題，又可以解決土體的外運問題，使順逆的優點得到充分的體現。

4.3基坑施工中異常情況的處理與預防

1.地面荷載過大:懸臂式支護結構內傾變位過大

原因:地面荷載過大，堆放大量成品和半成品鋼筋，北側中部有大門出口，運行車和大型車輛主要出口預防措施:嚴格控制地面荷載，不得堆放放棄土、建筑材料、大型車輛及機具，挖土，不得在坑周搭建臨時倉庫及建筑，地面應進行防雨水滲入的處理。

2. 咬合式連體灌注排樁地下連續墻非直線情況:基坑開挖出現支護樁經過小、斷樁、縮頸、開叉等嚴重質量問題，起不到支護作用。原因:裙房樁西北角邊樁偏位圍護樁無法直線通過

處理措施:澆筑混凝土時由于堵管及相隔時間過長等造成提管重灌情況時，防止斷樁、縮頸、開叉，要求先澆筑無石子素砂漿做接漿處理，經小應變測試效果理想，沒由此發生斷樁現象。

3. 綴板設計厚度與焊縫高度尺寸相同情況:格構柱加工制作焊接中咬肉現象出現原因:綴板設計厚度是 10mm，焊縫高度為 10mm處理措施:要求在施焊過程中不允許咬肉現象出現，當時廠方經理，生產車間負責人焊工一起討論此事，對設計要求焊縫 9mm，建議設計綴板為 12mm 厚，焊縫就可達到 10mm，而且咬肉現象也可以避免，經考慮同意此做法。同時要求嚴格焊縫 9mm 高的特別管理措施，再以后設計中的綴板全部改成 12mm 厚。

4. 樁基工程施工其間打井抽水情況:打樁期間周圍建筑沉降過大原因:在樁基工程施工中水源緊張，打井抽水滿足施工需要。管道供水和場外并還不能滿足施工需要的情況下，為滿足施工需要，在現場北側、東側打兩口井，雖基本解決了當時施工用水要求，但在支護體系形成前提前降水。處理措施:在支護體系形成前提停止降水，制作積水箱調節用水，滿足施工需要。

5. 超灌過多和導墻砼處理情況:

處理措施:在處理連體樁樁頭時，因超灌過多和導墻砼需處理，帽梁的設計標高，施工單位采用風鎬作業，三天沒有進度，提出挖掘機鉆頭處理，，但要確保連體樁不被破壞，需預留用人工和風鎬剔至標高，結果加快了進度，同時也保證了樁頭的質量。

參考文獻:

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