城市道路下商業街的逆作式施工技術

孫啟峰+華錦耀

摘 要：城市道路下商業街采用逆作式的施工方法，具有恢復道路交通快和有效保護周邊環境并開發地下空間等優點，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與立柱樁的變形協調等問題。本文通過工程難點分析和施工工藝流程及施工要點的論述，說明城市道路下商業街的逆作式施工技術，包括圍護結構施工、管線搬遷保護、頂板施工、暗挖出運土方、基礎底板及豎向結構施工等。

關鍵詞：城市道路；地下商業街；逆作式；施工技術

【文章編號】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深基坑周邊環境的方法，尤其在城市道路下建設地下商業街時，為了盡快恢復道路通行，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構，逆作面及以下各層地下水平結構自上而下施工，并利用地下水平結構平衡抵消圍護結構側向土水壓力的施工方法。

1.2 城市道路下商業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行交通疏導后，施工基坑逆作面的圍護樁墻和立柱樁及工程樁等豎向結構，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交通，同時進行暗挖頂板下土方，逐層向下施工水平結構梁板系統，最后施工基礎和完善豎向結構與內裝飾及水電空調等安裝工程。

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

2.工程難點分析

2.1 道路的交通疏導及縮短工期問題

針對工程所在地市政道路分布的實際情況，事先應周密地勘查現場，制定交通疏導方案。制定交通疏導方案時，盡量按車行道改道后全封閉方案實施，即車行道全幅開挖施工方案；汽車繞道通行實在困難時，則可采用半幅式開挖施工方案，即封閉道路的半幅進行開挖施工，另半幅繼續通行車輛，然后進行轉換。制定合理可行的交通疏導方案是逆作式施工市政道路下商業街的先提條件。

縮短工期的主要方法是采取全天候24h施工技術措施，包括事先協調相關行政、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（施工機械和材料）搶施工混凝土頂板，以及高溫季節和寒冷季節的施工措施。只有采取綜合性的施工技術措施才能盡快恢復道路交通。

2.2 保護基坑周邊環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樁墻傳遞來的水平支撐力，應保證其強度和剛度。一般地下商業街的頂板可設計成無梁板的形式，以期增加凈空，此時柱帽和剪力墻的加腋應隨同頂板同時施工，見圖1。

基坑的圍護樁墻既承受土水側壓力，又承受道路和頂板的豎向荷載，在荷載組合作用下，存在圍護樁墻的沉降變形和立柱樁的沉降變形如何協調一致問題。解決的方法主要有圍護樁墻和立柱樁均應進入硬土層作持力層，控制差異沉降不大于20mm及柱距的1/400（文獻[1]）。

當圍護樁墻屬于商業街的永久性外墻結構時，作用在外墻上的土壓力應采用靜止土壓力（文獻[1]），靜止土壓力系數K0宜由試驗確定，當無試驗條件時可按下式估算（文獻[2]）： ，式中 —土的有效內摩擦角。

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管線，存在如何保護的問題。地下管線處理保護的原則：①事先探明原位保護的管線位置，并予以標識。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措施，D<300mm的電信、電纜管線可采用原位保護措施：③挖土機作業時，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，或將型鋼柱焊接止水鋼片后澆入頂板混凝土中。endprint

2.3 逆作式暗挖施工問題

頂板施工后進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街的樓梯出入口作為土方、材料及施工機械的交通進出口，這些出入口均位于地下商業街兩側人行道位置，故不會妨礙車行道的交通行駛。當道路有廣場時，可在廣場中央設置出土洞，以加快出土速度。其次是暗挖的有效空間不大，一般采用小挖機挖土，皮帶運輸機將土方傳送或機動小車駁運至出入口，再用站在地面的長臂挖機將土方駁運至汽車運走。

當工程地質土層較硬時，即設計的基礎為天然地基承載時，立柱樁不足以承載頂板荷載，應先開挖基坑兩側的土方，即先施工商業街的外墻，并采用臨時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，待外墻鋼筋綁扎并支模后，從道路地面預留的澆搗孔灌筑外墻混凝土，此時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鋼管柱和立柱樁及土體復合承載，見圖2。

2.4 防止地下建筑滲漏問題

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

3.施工工藝流程

部分管線搬遷、道路封閉圍擋→圍護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→頂板及防水層施工→頂板上市政管線復原→回填、路基、路面施工→恢復路面交通→路兩側出入口開挖→地下土方暗挖→支撐臨時鋼管柱→底板鋼筋、混凝土施工→墻和柱子施工→出入口、通風井施工→內部二次結構施工→裝飾裝修及安裝工程施工→驗收使用。在地下水豐富的地區施工，應采取相應的井點降水措施，必要時結合坑外回灌措施。

4.施工要點

4.1 管線的搬遷及原位保護

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措施。

原位保護管線采用插入型鋼立柱懸掛式保護，型鋼立柱插入頂板墊層底。當開挖至頂板墊層底并施工好混凝土墊層后，采用同頂板強度等級的混凝土支墩支撐住管線，再拆除型鋼柱。頂板施工中保護好這些管線，直至頂板混凝土澆搗養護后，將管線復原埋于回填土中。管線原位保護的現場照片見圖3。

4.2 圍護樁和截水帷幕及立柱樁施工

圍護樁和立柱樁采用常規的鉆孔灌注樁機械施工，截水帷幕采用三軸水泥攪拌樁機或高壓旋噴樁機施工，其施工操作要點屬傳統式作法此處不再贅述。

4.3 頂板混凝土結構和防水層施工及管線復原與道路施工

頂板的底模采用碎石細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，頂板側模可用木模或磚砌胎模。

頂板鋼筋按設計圖紙綁扎成形。頂板兩側鋼筋應錨入圍護樁墻的壓頂梁中，柱帽處立柱樁的主筋（或鋼管柱附加錨筋）應彎折式錨入頂板。應在頂板鄰接外墻處留設澆搗孔A150@1000，見圖2，并在墻的水平施工縫處預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級直螺紋套筒連接，或搭接式焊接。隱檢驗收合格后泵送澆搗頂板混凝土，使用振搗器振搗密實。分段式施工頂板時應處理好施工縫。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層。

頂板混凝土完成后，及時進行市政管線復原和回填土及道路施工，檢查驗收后恢復交通。

4.4 路側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、施工人員及機械的進出口，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靠邊設置，其縱向間距約在30m左右，出入口平面尺寸不小于3m×6m。

（2） 道路兩側出入口施工.應先采用長臂挖機挖出工作面，然后人工向頂板地下挖掘部分土方，再吊入小挖機進行暗挖出土。頂板在出入口處的邊梁應預先加強，以便站立挖機作業。

（3）地下土方暗挖施工階段，當地基土質較硬，即當地下結構設計為天然地基承載時，應先開挖道路頂板下兩側土方。在地下豎向結構完成前應用臨時鋼管柱間距@4m撐住頂板，隨挖隨撐，見圖4。在外墻及其基礎完成后，再開挖中柱位置的土方。臨時鋼管柱和保留的硬質土層用于彌補立柱樁承載力的不足。

（4）暗挖施工期的土方采用小型挖機開挖，土方運輸可采用皮帶運送機或小型機動翻斗車運輸。根據實際情況設置足夠的通風口及地下通風與照明等設備。

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

4.5 底板混凝土結構施工

（1）當采用天然地基承載時，沿地下商業街縱向先分段開挖其兩側約6m寬后，立即施工混凝土墊層。當有抗浮要求時，應先施工抗浮錨桿。

（2）綁扎底板鋼筋，宜將底板主筋通過植筋與圍護樁墻連接，使圍護結構共同參加抗浮承載工作。此時仍需臨時鋼管柱支撐頂板，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，待兩側的底板及其上外墻（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，同時處理好與兩側底板鄰接處的施工縫。此時仍需臨時鋼管柱支撐頂板，臨時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護達到設計強度后再切割掉鋼管柱。在軟土地基地區，中立柱樁通常采用型鋼組合成的鋼構柱承載頂板荷載，當屬于單柱單樁時，則無需上述那樣先開挖兩側土方后再開挖中柱處土方，且無需臨時鋼管柱支撐頂板，總之基坑暗式開挖及地下結構施工應完全符合設計的工況。

4.6 地下豎向結構施工

（1）頂板下兩側基礎底板施工后，再施工外墻，注意外墻下部隨底板同時施工上翻段約300～500mm高，留設水平施工縫并嵌入止水鋼板。外墻外側采用圍護樁墻內側面噴細石混凝土抹平后當做胎模，并水平植入鋼筋，與外墻內側模的對拉螺栓（附止水鋼片）焊接。墻體鋼筋綁扎后，搭設外墻內側模，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。注意墻體混凝土灌筑必須飽滿密實，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。然后對內側模及脫模后墻體噴水養護 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柱則應重新綁扎柱周邊鋼筋骨架，鑿毛立柱樁周壁，涂刷界面劑后搭設柱側模，在側模頂部留成漏斗形，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。因為在硬土地基區域采用天然地基承載或軟土地基柱下多樁承臺時，立柱樁承載力不足以支承全部頂板荷載，故此時仍需臨時鋼管柱支撐頂板。待中柱混凝土達到一定強度后鑿去頂部的漏斗。

（4）內部二次結構等施工.地下商業街二次結構包括外墻的內襯墻、底板面層、砌體分隔墻，以及裝飾抹灰與安裝等分項工程施工屬常規的施工方法，此處不再贅述。

5.結束語

5.1 城市道路下的商業街采用逆作式施工技術，既開發了地下空間，又能快速恢復道路交通并有效地保護周邊環境，故應用前景廣闊。

5.2 針對硬土地基還是軟土地基及具體的工程水文地質條件，應編制周密的施工組織設計及采取相應的技術措施，例如臨時鋼管柱支撐及降排水等。

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

參考文獻

[1] JGJ120-99，建筑基坑支護技術規程[S].

[2] JGJ165-2010，地下建筑工程逆作法技術規程[S].endprint