高裂隙卵石地質條件深基坑工程順逆結合施工技術

李小榮

（中鐵建設集團有限公司 北京 100040）

1 工程概況

貴州都勻福安國際廣場工程位于都勻市迎賓路1號，地下3層，基礎底板埋深13.5 m。本工程西側、北側緊鄰劍江河，東側緊靠城市交通要道—環東南路，具體地理位置如圖1所示。

根據原基坑支護設計方案：基坑西側和北側為劍江河河畔，基坑邊坡高度較小、平均高度約6 m，且具備放坡條件，基坑支護設計采取“放坡＋掛網噴錨支護［1］”方案；基坑東側緊鄰環東南路，邊坡高度最高達13 m，原設計采取“支護樁＋預應力錨索”支護方案。

工程施工中，在完成基坑支護樁施工、開始預應力錨索施工階段發現：由于工程地處于劍江河流域，地下多為卵石層，且卵石間空隙大、滲透強，導致錨索成孔及錨索安裝困難，同時孔內注漿漿液隨裂隙滲漏嚴重、單孔注漿量達11 t水泥仍未發現孔口溢出漿液，缺乏科學評判停止注漿標準［2］，注漿效果亦無法保證，實踐表明錨索方案不可行。

隨著逆作法施工技術的推廣和發展，在逆作法基礎上演化出的半逆作法施工技術［3］、順逆作結合施工技術［4］越來越多地在工程實踐中得到應用推廣。為此，在參考類似工程成功案例的基礎上，經參建各方研究決定：本工程采取大面積順作、邊緣局部逆作的順逆結合施工方式［5］，即：本工程9軸以西地下室結構采取順作法施工，東側9軸至11軸兩跨采取逆作法施工。

2 順逆結合施工總體方案設計

2.1 總體思路

（1）在基坑東側支護樁及樁頂冠梁施工完成的條件下先進行基坑土方開挖，此時在支護樁臨空側預留反壓土，通過預留的反壓土，減小支護樁結構的內力、變形［6］；同時借助預留反壓土和懸臂樁協同支護的方法可有效控制基坑開挖至坑底時的基坑變形［7］。

（2）以B1層頂板梁結構為逆作施工界面層。

（3）逆作區樁孔內結構隨順作區地下室結構同時施工，作為逆作法施工豎向支承樁柱［8］。

（4）順作、逆作區B1頂板梁同步施工，并于該標高位置設置支撐梁撐住支護樁，至此開始挖除前期預留的反壓土，進入逆作施工階段。

（5）反壓土分三步挖除，每挖除一步土交替施工B2層頂板梁、B3層頂板梁和基礎底板，最后再自下而上補齊余留地下結構。

2.2 順逆結合施工步驟和流程

結合工程實際，制定本工程順逆結合施工步驟及流程，如圖2所示。

圖2 順逆結合施工步驟及流程

3 關鍵施工步驟技術要點

3.1 基坑開挖及支護樁側反壓土留設

由于錨索無法施工，為保證基坑東邊坡的安全，在基坑開挖時支護樁臨空側留設反壓土，為支護樁施加反向荷載部分抵消樁后土壓力，反壓土留設形狀尺寸如圖3所示。

圖3 反壓土留設詳圖

基坑開挖中要嚴格控制開挖范圍和尺寸，防止反壓土土體受擾動，以保證土體對支護樁的反壓效果；反壓土體水平表面澆筑100 mm厚細石混凝土，45°斜坡面噴射C20細石混凝土作封面處理。同時，支護樁頂設置水平位移和沉降監測點，監測期為從基坑開挖開始，直至地下工程完成為止［9］。

3.2 豎向支承樁柱施工

工程逆作區域豎向支承樁柱采用工程本體基礎樁和結構柱，該結構需在逆作施工前隨順作區域結構同時施工完成。基礎樁徑有1 000 mm、1 200 mm，樁上結構柱截面尺寸800 mm×800 mm，一樁一柱設計。豎向支承樁柱施工內容包括：樁基礎施工、樁孔內基礎底板及基礎梁施工、樁孔內柱及梁頭施工，具體施工要求如下：

（1）豎向支承樁施工

豎向支承樁采用人工挖孔樁，從反壓土表面往下開挖，成孔孔徑分兩段：基礎梁下表面標高以下為樁身部分，孔徑為樁直徑；以上部分孔徑擴大，為相應位置柱截面尺寸兩邊各加700 mm，為樁上基礎梁、結構柱及預留梁頭施工提供操作面，具體如圖4示意。

圖4 逆作區豎向支承樁開挖示意

支承樁施工嚴格按照設計圖紙組織施工，施工中控制好鋼筋籠質量、混凝土質量、樁位、孔深、樁頂標高等。施工結束后檢驗樁的承載力、樁身完整性及混凝土強度［10］，合格后進行下道工序。

（2）樁孔內底板、基礎梁施工

該結構施工以挖樁孔時每邊加寬的700 mm空間作為操作面；以出柱截面200 mm為界留設施工縫。基礎梁采取磚胎模施工工藝，磚胎模砌筑完成后進行回填及澆筑墊層，并按照基礎防水設計要求施工防水層及防水保護層。孔樁內基礎梁及底板施工平面、剖面如圖5所示。

圖5 樁孔內基礎梁施工

基礎梁主筋采用直螺紋連接，底板鋼筋采用氣壓焊連接，施工縫鋼筋采取鋼筋防銹或阻銹等保護措施［11］，筋長超出孔壁的稍微往上彎起，便于后期連接時恢復。

孔內基礎梁及底板混凝土澆筑完成后，底板周邊甩筋接茬區域采用細砂填充至與底板板面平，然后進行下一步樁孔內柱結構施工。

（3）孔內框架柱施工

樁孔內基礎梁及底板施工完成后，開始孔內框架柱結構施工。框架柱施工采用傳統工藝，模板采用“木膠合板＋龍骨＋對拉螺栓”體系便于拆裝。柱混凝土澆筑完成并拆除模板后，先采用塑料薄膜包裹柱表面，然后柱周孔壁內填充細砂。

（4）孔內框架梁梁頭施工

框架梁梁頭施工縫留設于出柱面200 mm位置，梁主筋采用直螺紋連接，接頭位置按50%比率錯開，錯開距離300 mm。

3.3 界面層（B1層頂板梁）結構施工

順作區和逆作區B1層頂板梁同步施工，同時施工水平支撐梁，支撐至東側支護樁。至此：現場結構施工狀態如圖6所示。

圖6 B1層頂板梁整體施工完成時狀態

3.4 9至11軸區域逆作施工

主要包括反壓土的挖除和地下室B2、B3層結構及基礎底板施工。

（1）反壓土分三步挖除，具體見圖7。

圖7 反壓土挖除分步示意

每一步土開挖要嚴格控制開挖標高，保證土表面平整度，嚴禁超挖，完成后，采用小型碾壓設備將土整平壓實，以為后續逆作樓層結構梁板模板安裝提高足夠的承載能力。

（2）三步反壓土每挖除一步土與B2層、B3層和基礎底板結構施工交替進行，即：第一步土挖除后施工B2層頂板梁結構，待結構混凝土強度達到設計要求后拆除模板；再挖除第二步反壓土，然后進行B3層頂板梁結構施工，待B3層結構混凝土強度達到設計要求后拆除模板；再挖除第三步反壓土至設計槽底標高，最后進行基礎底板結構施工。具體步驟如圖8所示。

圖8 三步土挖除及逆作樓層結構施工步驟示意

（3）最后，自下而上補齊前期挖土階段預留的頂板出土洞部位結構及其他余留未完結構，直至逆作區域地下室結構工程全部完畢。

4 施工質量保證措施

（1）預留反壓土施工階段，要嚴格控制開挖范圍及尺寸，保證反壓土土體不受擾動，確保反壓土體對支護樁的側向支撐作用。

（2）孔樁開挖施工中，要嚴格控制開挖垂直度，樁孔護壁厚度、配筋、混凝土強度等嚴格按照設計圖紙施工。

（3）工程施工中，涉及較多的鋼筋預留甩筋工作，特別是樁孔內施工的基礎梁、底板、框架梁梁頭等，要保證甩筋位置準確、接頭錯開等要求，并做好鋼筋的防銹和直螺紋接頭的保護措施。

（4）逆作施工階段，要認真處理好新舊混凝土接茬，施工縫位置認真剔除疏松混凝土及浮漿至密實處，確保混凝土結合緊密。

（5）支撐梁隨同層梁板結構一同施工并形成一個整體，其位置、尺寸及配筋嚴格按照設計圖紙施工，支撐梁一端頂緊支護樁。

（6）反壓土第一步開挖之前，支撐梁混凝土強度達到設計強度的80%以上，以同條件養護混凝土試塊為判斷依據。

（7）施工中做好信息化監測工作，對邊坡進行實時監測，及時了解和分析監測信息［12］。基坑開挖（預留反壓土）階段，每日測量3次；基坑西側開挖反壓土成形，支護樁受力及變形穩定后每日測量2次；如遇基坑邊坡出現異常情況，恢復至每日測量3次。支護樁頂位移監測預警值取值：累計位移40 mm、變化速率3 mm/d。監測數據達到預警值時，應立即發出預警，停止基坑作業并通知各方及時分析原因并采取相應措施。

5 結束語

經工程施工全過程基坑監測數據表明，該工程支護樁頂水平位移監測累計值均在40 mm以內，施工期間未發生任何異常現象。在臨江高裂隙卵石地質條件預應力錨索無法施工的情況下，提出“預留反壓土＋順逆結合施工技術”的施工方案，取得了良好的實施效果，可為類似工程提供借鑒和參考。