蓋挖逆作法施工質量與安全控制措施

林煒彥

摘 要：蓋挖逆作法施工技術性強，洞內土方開挖及地下結構施工條件差。我們在某工程中通過加強施工技術管理，采取可靠的質量、安全與環保措置措施，確保了施工質量與安全。

關鍵詞：蓋挖逆作法；施工質量；安全生產；環境保護；控制措施

建設工程蓋挖逆作法施工，一般是利用地下連續墻和各層梁板組成深基坑支撐體系，在完成地面一層（±0.00）的樓面結構后，地下室部分從上往下澆筑各層地下梁板結構，各層梁板結構作為地下連續墻各道內支撐，直到底板封底，上部結構也可同時施工，節省了整個工程的施工工期。鬧市區建筑工程普遍具有多層地下室，而建設場地普遍周邊房屋林立，且管線密集，如廣州大沙頭綜合樓等工程，采取蓋挖逆作法具有較好的優勢。但蓋挖逆作法施工技術性強，洞內土方開挖及地下結構施工條件差，工效較低，必須加強施工技術管理，嚴格控制施工質量與安全。

1.工程概況

廣州大沙頭綜合樓工程位于廣州市越秀區大沙頭路與沿江東路交界處，地下室3層，上部為多高層建筑。基坑開挖邊線周長135m，面積1066㎡，開挖深度14.51m，基坑支護結構設計安全等級為一級。

該工程建設場地地處珠三角河流沖積平原地帶，地形平坦，地貌形態單一。各土層主要由雜填土、沖積層、殘積土及下白堊系泥巖組成，主要影響土層有：（1）雜填土層厚2.50～4.80m，濕，松散；（2）粉、細砂層厚1.60～9.30m，平均層厚5.54m，飽和，松散，局部稍密，含少量淤泥及粘粉粒；（3）中砂層厚1.50～6.90m，平均層厚4.18m，飽和，稍密，主要成分為石英；（4）粉質粘土層厚1.30m，濕，硬塑，含少量巖碎屑；（5）強風化泥巖層厚0.50～7.45m，平均3.91m，帶內巖石風化強烈，巖芯呈半巖半土狀、巖柱狀；（6）中風化泥巖層厚3.20～18.90m，帶內巖石風化裂隙發育，巖芯呈碎塊～短柱狀，局部巖質性脆、較硬，鉆進困難；（8）微風化泥巖層厚2.00～6.00m，帶內巖石風化裂隙較發育，含鈣質，質硬性脆，巖芯呈短柱狀，少量塊狀。

地下水位埋深為2.00～2.60m之間，標高5.39～6.14m，埋藏較淺，地下水對鋼結構具弱腐蝕性，對混凝土結構及鋼筋均無腐蝕性。在該工程中，設計上采取地下連續墻加兩道樓蓋內撐作為基坑支護結構，并為蓋挖逆作法的實施創造條件。

該工程2010年7月開工時，廣州亞運會在即，在9月30日廣州市區的各個建設工程都必須停工，在此前，水泥攪拌樁、地下連續墻、工程基礎樁與格構柱、基坑頂降排水、第一層土方開挖施工，都穿插進行。在10月1日至整個亞運會期間，進行樁基礎與地下連續墻的檢測，亞運會后進行土石方開挖、地下及上部結構的施工。

2.施工簡況

2.1施工過程簡述

施工分兩大部分：第一部分為地面施工，包括基坑支護結構（地下連續墻與水泥攪拌樁等）、格構柱、工程基礎樁、地下室頂板結構及土方施工；第二部分為地下洞內施工，包括土石方開挖、地下室結構、裝修施工和設備安裝等。

在蓋挖逆作法的施工工藝，一般按地下室的層數劃分施工階段，有幾層地下室則相應分幾個施工階段。該工程有3層地下室，在施工工藝上相應分如下3個階段：

第1階段：第1次土方開挖至-1.9～-3.3m、外露格構柱拆除；主樓樁基礎與地下連續墻檢測、臨時支撐梁施工、地下室頂板結構支模、綁鋼筋、澆筑混凝土并養護。

第2階段：在地下室頂板結構形成的“內支撐”保護下，第2次開挖土石方至-7.5m標高，外露格構柱拆除或作為地下室結構柱“鋼筋骨架”，-7.3m標高地下室結構支模、綁鋼筋、澆筑混凝土并養護，如圖1、2。

第3階段：在已經施工的地下室結構形成的“內支撐”保護下，第3次開挖土石方至-15.8m標高，外露格構柱拆除或作為地下室結構柱“鋼筋骨架”，施工-14.9m或-14.5m標高的地下室結構，最后施工-10.9m標高的地下室結構、底板及樁承臺等，如圖3、4。

同理，施工地下室車道、樓梯，并從底板面開始作襯墻，修整地下室外墻并粉刷等。

在暗挖土石方與地下結構施工的同時，從上述第2階段中，即插入上部結構的逐層（從首層往上）施工。

2.2施工重點難點

地下連續墻既是基坑支護結構，又是地下室永久結構外墻，施工過程中不僅要確保基坑支護結構墻（地下連續墻與水泥攪拌樁）的質量與安全，而且要做好地下室外墻的預埋與防水等工作。

地下連續墻施工時分33個槽段，槽段接頭均采用套銑法接頭，接頭套銑長度每邊20cm，基坑中央區域作為銑槽機施工平臺，基坑東側做為鋼筋加工平臺，鋼筋加工平臺及雙輪銑作業平臺采用厚25cm的鋼筋混凝土硬化處理，場地縱橫坡度不大于1%。

該工程位于廣州地鐵六號線線路正上方，在該工程基坑東向約40m左右的位置由于砂層較厚，透水性強，地質較差，在連續墻施工前在連續墻兩側各施工一排水泥攪拌樁作為止水帷幕，同時對該部位基坑內的土體加固抗浮施工，土體加固主要用Ф500@350的水泥攪拌樁，通過換土加大土體的自重，確保地下結構不上浮。緊貼連續墻兩側的水泥攪拌樁施工至地面。基坑內則由地鐵隧道上方施工至地下室底板頂，其中水泥攪拌樁底距離隧道頂部的最小距離大于3.0m。在周邊水泥攪拌樁完成7～10天后才能進行地下連續墻的施工。

該工程的水泥攪拌樁進場3臺攪拌樁機用于土質改造。水泥攪拌樁遇到地下障礙物無法施工的，改為同直徑的高壓旋噴樁，間距不變，進場1臺3D2-S2-85/45旋噴樁機。

蓋挖逆作法的主要施工重點在于在地下連續墻的施工及質量控制，難點在于施工時對各種地下結構預埋件的埋設。對于該工程施工中的難點，我們采取的方法和經驗如下：

對于地下結構梁與地下連續墻節點的處理措施，于地下連續墻鋼筋骨架上，在梁的位置預先埋設鋼板并臥進墻內5～6cm，以增加其抗剪能力。待與梁連接時再在頂埋鋼板上焊牛腿，然后將梁的縱筋與牛腿焊牢。

地下連續墻鋼筋與樓板的連接，采用兩種方法：一種是板筋Φ12以下，采取在地下連續墻上預留筋；另一種是板筋Φ12以上，采取在以后地下結構相應位置施工時再插筋的方法，按樓板布筋位置在地下連續墻上輕鉆孔，孔深應大于或等于鋼筋錨固長度，插入鋼筋后采用微膨脹高強灌漿料經加壓灌入孔中。

對地下結構主體結構連接的預埋鋼筋、鋼盒和鋼套管等預理構件，應在鋼筋籠制作前準確復核導墻頂標高，以確定鋼筋籠吊筋位置，待鋼筋籠成型后準確確定底板、梁板的位置，再焊接固定預埋件的鋼筋、鋼盒及鋼套管等，采用焊接方法固定在復核過的鋼筋籠縱向主筋上，以確保預埋件位置準確。底板和負一、二層樓板的預埋鋼筋使用纖維板予以保護，梁盒內填充泡沫塑料，以便基坑開挖后進行鋼筋連接。

蓋挖逆作法的缺點是洞內土方開挖及地下結構施工條件差，工效較低。對此，可以增加蓋板下洞內照明，改善垂直和水平運輸出土機械設備，增加出土口，安排好出土路線，均衡對稱流水施工等措施，以此提高工效。

3.主要質量控制措施

為了實施蓋挖逆作法，施工過程中必然有很多預埋件與預留孔洞，如該工程設計要求在連續墻內預埋φ16鋼筋約28t。堅持施工中多級檢查制度是預埋件與預留孔洞施工質量的重要保證，為防止漏留和事后打鑿，必須建立如圖5質量控制檢查體系。

施工前，有關技術人員對鋼筋圖、結構圖、設備安裝圖及預埋件與預留空洞圖進行詳細對照審查，對各類圖紙中反映的預埋件、預留孔洞位置尺寸、大小、數量、規格等進行仔細復核，充分了解設計意圖，發現問題，及時向駐地監理工程師及設計人員反映，并最終以設計人員及監理工程師下達的書面通知為執行標準，不私自做出論斷，之后以結構段為單位，對每段內的預留孔、預留件詳細統計，把各種預留孔、預留件繪制在一張交底圖上，做好技術交底，交底內容要齊全明了。

預留孔模板加工尺寸誤差必須符合設計及規范要求，超出范圍的，要堅決拆掉重做。預埋件、預留孔洞位置以中心線及實測標高嚴格控制，中心線應在結構模板調整平并加固好后，用紅漆涂于模板面上或穩固的鋼筋網片上，中心線附近0.5m鋼筋以焊拉形式相連。施工中，中線測設嚴格按雙檢制執行，未經復核的中線不準使用，確保中線設置正確。預留預埋為防止錯漏，由現場的測量定位放線小組負責定位。

混凝土澆筑前，施工人員用經緯儀或全站儀，在牢固的鋼筋網上測設基準中心線，以此對預留孔、預埋件位置再次進行檢查，防止施工過程中模板可能的移動導致中線偏差對預留孔位置造成誤差和進行精確檢查。合格之后報請監理工程師驗收并做好記錄，簽認合格后方可進入下道工序，檢查過程中隨時接受監理工程師的監督指導。

蓋挖逆作法施工現場的其他各項質量控制工作，應符合國家現行標準《工程測量規范》GB50026、《巖土工程勘察規范》GB50021、《建筑地基基礎設計規范》GB50007、《建筑邊坡工程技術規范》GB50330、《城市地下管線探測技術規程》J271、《混凝土結構后錨固技術規程》JGJ145及《建筑基坑支護技術規程》JGJ120等有關標準的規定，并應滿足蓋挖逆作法工程設計、施工及監測控制安全、精度的要求。

4.安全生產控制措施

蓋挖逆作法施工，地下室結構是從上往下，在已經施工的地下室結構形成基坑支護結構體系的“內支撐”情況下，再往下開挖土石方和澆筑下部結構，該支撐體系能對地下防水和防止基坑變形、克服周邊地面不均勻沉降，降低對周圍環境的不利影響，起到在一定程度上的作用。

按該工程蓋挖逆作法的施工特點，我們在施工中制定一套安全技術措施，組織貫徹落實定期安全活動，認真做好開工前各級安全交底工作。

工地配備足夠的安全帽、安全帶、安全網等安全用品和足夠的消防器材，現場設立安全宣傳牌和消防宣傳牌。進入施工現場的人員必須戴好安全帽。

現場出入口設安全崗，配備專人指揮車輛，車輛按指定的線路行駛，指揮分地面上和地下室下兩崗，相互呼應，同步指揮。機械施工區域禁止閑雜人員進入，機械工作回轉半徑內不可站人。

地下室上下孔洞應設專用上下人梯，垂直運輸、上下交叉作業，要有專項安全防護措施。開挖地下室土方時，在各層地下室樓板上預留通風口。隨著地下蓋挖的推進，當露出通風口后，及時安裝鼓風機向地下開挖面送風。清新空氣由各通風口流入，經過地下施工面，從取土口流出，形成空氣流通。

地下室施工應有足夠的照明度，地下施工動力和照明線路設專用的防水套管，并先在梁板中預埋穿線鋼管。隨著地下挖土的推進，及時穿線盒設防水電箱。自電箱至用電設備的線路，采用雙層絕緣電線，并架空鋪設在樓板下或固定在柱子上。所有用電設備接好接零接地保護，傳動部分要設安全防護罩。

在該工程施工現場中，成立應急組織機構，制定應急元，備用了整套應急物資，一旦出現特殊應急情況，采取如下安全技術措施：

（1）基坑內或洞內出現漏水、流土、或基坑周邊道路、建筑物出現沉裂時，立即停止洞內降水和開挖等作業，并通知有關部門進行處理；

（2）地下連續墻接口處出現滲漏水的情況時，在基坑外側采用高壓注漿的方式對接口附近的砂層進行處理。

（3）當在建地下室或周邊建筑物出現嚴重開裂、傾斜時，立即組織人員疏散，并停止洞內降水和開挖等作業，同時進行加固搶險和上報有關部門。

（4）在蓋挖逆作施工過程中，嚴格地對周邊房屋、道路、管線及基坑支護體系穩定性進行監測，采取信息化施工，確保安全生產。

5.環境保護控制措施

在該工程施工作業通道出口設置洗車槽，駛出現場的機動車輛必須在工地洗車槽內沖洗干凈才上路行駛，保證運輸過程不污染市容環境。并安排一部灑水車進行灑水工作，保持周圍環境不受泥污染。

控制作業時間，必須晝夜連續作業的施工區段，應盡量采取降噪措施，作好周圍群眾工作，并報有關環保單位備案后才進行施工。對該工程工地上使用的空壓機、通風機、發電機等噪音比較大的機械均設置消音裝置，控制施工噪音，并采取減震措施。

我們在該工程施工中采取有效的技術措施，保證地面上施工影響范圍內的建構筑物、地下管線、道路交通的安全。制定保護管線的措施，妥善保護各類地下管線，不明管線應先探明。施工中若發生管線損壞情況，除立即采取必要的搶救措施外，應及時報告項目部。

發現地下文物，暫停施工，及時上報文物主管部門，處理結束后，方可恢復施工。

地面設沉淀池，對施工廢水和地下水進行沉淀凈化，以防止泥漿、雜物堵塞下水道，防止污染地下水。

對周邊房屋、道路、管線及地下水位進行施工監測，確保施工過程中不會對周邊環境造成不良影響，特別加強雨天和雨后監測，以及對各種危及支護安全的水害來源進行仔細觀察，發現問題分析原因并及時采取有效措施予以解決。

6.結語

該工程在施工過程中，不僅要確保基坑支護結構墻（地下連續墻與水泥攪拌樁）的質量與安全，而且做好地下結構外墻的預埋與防水等質量控制工作，同時針對暗挖土石方、地下照明與通風等技術要求，認真做好安全生產與環境保護等工作。

我們在該工程中，成功地實施了蓋挖逆作法（如下圖6所示），為上部結構的施工創造了條件，與順做法比較提前約2.5個月。

該工程在實施蓋挖逆作法的施工過程中，采取了上述的各項可靠技術措施，確保了施工質量、安全生產和環境保護，未發生重大質量與安全事故。這些施工質量與安全控制措施，期望能為同類工程的施工提供借鑒。

參考文獻

[1] 孫石林.“半逆作法”施工背景下的土石方開挖.建筑科學與監理，2014.2

[2] 鄭辛亥.廣州某綜合樓工程的蓋挖逆作施工方法.特種結構， 2014（5）