逆作法取土口設置的分析和研究

薛志松（上海建工一建集團有限公司， 上海 200129）

1 工程概況

工程 A 位于上海市閔行區滬閔路與莘松路路口，由 1 幢4 層大型購物中心與 1 幢 32 層酒店綜合樓組成。主樓建筑高度 143.3 m，總建筑面積為 216 055 m2（其中地上部分為109 820 m2，地下部分為 106 235 m2）。大型商業建筑沿基地西南側布置，呈 L 型，酒店綜合樓位于基地的東北角。兩者之間為大尺度的半開放式的城市空間。兩棟建筑之間擁有大面積開放綠地和廣場。

工程 B 位于上海市虹口區黃浦路與武昌路路口，由 3 幢多層建筑及東側觀景平臺組成。建筑群沿東西向成一字形分布，總建筑面積約 10 萬 m2，地下 3 層、地上 3～4 層，鋼框架結構，建筑平面布置主要以大空間會議室、多功能廳為主。最大建筑高度約 44 m。地上建筑與基坑面積的占比較大，約為 83%（不含東側觀景平臺區域）。

2 工程重難點

工程 A 采用的是周邊區域逆作（酒店核心筒順作），中心區域順作的踏步式半逆作法施工。首層主要施工周邊 3跨，B1 層主要施工周邊 4 跨，B2 層主要施工周邊 5 跨，B3層同 B2 層。地下室越往下施工，順作區的面積越小，首層順作區域占基坑面積比為 32.6%，地下 3 層順作區占基坑面積比縮小至 17.9%。隨著基坑越深、坑外土壓力越大、逆作圍護結構越強，3 項等比遞進，達到基坑穩定的效果，如圖1 所示。

圖 1 工程 A 首層逆作平面圖

工程 B 出于對周邊環境的保護，將整個基坑劃分為 3 個基坑。東西兩側的兩個小基坑采用順作法施工，中間大基坑采用逆作法施工。該工程逆作法采用的是地上地下同步施工的全逆作法。逆作法施工的基坑面積占整個基坑面積的89%，如圖 2 所示。

圖 2 工程 B 首層逆作平面圖

3 施工工藝流程

3.1 挖土流程介紹

工程 A 基坑面積 25 500 m2，逆作區面積約 18 000 m2。故將 F0～B3 逆作區分為 9 塊施工，B4 底板分為 11 塊施工。分塊后控制單塊面積在 1 500 m2（角落區域）及2 000 m2（跨中區域）左右。每層分塊施工時安排 3 個班組，取 2 個施工起始點同步施工。遵循“先施工角，后施工邊”的先后原則，以及“對角對稱施工、對邊對稱施工”的對稱原則。

在常規情況下：第一班組先施工基坑東南角區域，第二班組同步施工西北角區域。第三班組則主要負責東北角主樓區域的施工及部分跨中區域施工，第三班組施工也需與西南角的區域同步對稱進行施工，并間歇地穿插跨中施工，能補償對稱施工翻轉長所造成流程中的間隙。

如此較單純地僅使用 2 班組施工，可始終有一個班組空開，進行拆模設備料駁運的工作。這樣最有效的保證銜接性，使單層施工進度及基坑開挖平衡穩定。

第二至第四層土方開挖分區平面圖詳見圖 3、圖 4，具體開挖流程如下：

圖 3 工程 A 第二層土方開挖平面圖

圖 4 工程 A 第三、四層土方開挖平面圖

第一班組：B1-1a→B1-1b→B1-2a→B1-2b→B1-5→B1-6；

第二班組：B1-3a→B1-3b→B1-7；

第三班組：B1-4a→B1-4b→B1-4c→B1-8。

各班組同步施工：B1-9。以上班組取 3 處施工面同步開挖。

第五層土方開挖時，由于酒店塔樓區域筏板較厚，單獨安排 1 個班組進行該區域的土方開挖。其他區域仍安排 2 個班組進行土方開挖。第五層土方開挖分區平面圖見圖 5，具體開挖流程如下：

圖 5 工程 A 第五層土方開挖平面圖

第一班組：B4-1→B4-2a→B4-2b→B4-5a→B4-5b→B4-8→B4-11；

第二班組：B4-3a→B4-3b→B4-6→B4-7a→B4-7b→B4-10；

第三班組：B4-4→B4-9a→B4-9b。

工程 B 逆作區面積約為 12 500 m2，第二層土方開挖開始分為 7 個分區進行土方開挖。具體分區詳見圖 6。

圖 6 工程 B 第二層土方起開挖平面圖

工程 B 由于東西方向較長，為確?；娱_挖的安全，首先開挖中間 D 區的土方，然后向東向西，依次分別進行C、E 區，B、F 區，A、G 區的土方開挖。整體的開挖流程如下：D 區→C、E 區→B、F 區→A、G 區→下一層的 D 區→……直至土方開挖全部完成?？紤]到工程南側緊鄰黃浦江，因此土方開挖時優先開挖每個分區的南側部分。

3.2 取土口位置分析

工程 A 一共設置了 7 個取土口（含酒店塔樓），取土口沿地下室頂板的行車道設置。另外，中間順作區承擔了工程絕大部分的出土量，可以當作一個大的取土口看待。

7 個取土口中，3 個利用樓梯間，兩個利用酒店核心筒，一個利用設備吊裝口，另外一個需在樓板上留洞作為取土口使用。從分布區域來看，購物中心區域設置了兩個取土口，酒店區域設置了四個取土口，工程東南角設置了一個取土口。各區域的取土口設置理由如下。

（1）由于購物中心區域最內側的土方開挖點距中間順作區的距離不超過 25 m，因此這兩個取土口主要承擔的功能是材料運輸，一般情況下不作為取土使用，尤其是 B1 層土方開挖的時候。當地下樓層踏步式逐漸形成后，才會逐步開放成為取土口。

（2）工程東南角取土口的設置主要是考慮該區域逆作樓板施工寬度較大，部分區域的土方如果轉駁至順作區的話，出土功效會大大降低，因而在東南角增加一個出土點，從而確保該區域的土方開挖不降速。

（3）酒店區域設置四個取土口，主要的考量是塔樓存在坑中坑的情況，筏板厚度較大。為加快坑中坑區域的土方開挖，直接利用核心筒區域設置的取土口無疑是最有效最便捷的方式。另外兩個取土口的設置理由與第二條中東南角取土口的設置一致，同樣是為了加快出土效率。

工程 B 一共設置了 16 個取土口，取土口同樣沿地下室頂板的行車道設置。按照面積計算，大概 780 m2設置一個取土口?？紤]設置這么多取土口的原因如下。

（1）該工程基坑呈長條狀，且地理條件特殊，南側緊鄰黃浦江，為保險起見，逆作區劃分為每個面積為 2 000 m2的分區，一共分為 7 個分區開挖。

（2）為保證每個分區的土方開挖能夠正常進行，每個分區至少需要兩個取土口。

工程 B 由于采用的是上下同步逆作的施工方法，因此取土口布置應充分結合出土效率以及對上部結構的施工影響兩個方面的因素。同時，該工程南北方向最長不到 60 m，還要保證地下室頂板上的行車道形成環路。這樣的場地工況以及條件給取土口的布置帶來了很大的影響。

16 個取土口中，4 個利用樓梯間，一個利用設備吊裝口，其他 11 個均需要在結構樓板上開洞作為取土口使用。除了 G 區的兩個取土口位于觀景平臺區域，其上部結構待地下室結構完成后再施工，其他取土口均需要考慮對上部鋼結構施工的影響。

工程 B 地下室頂板高低跨變化較多，地下室頂板區域為滿足行車的要求，需要將頂板進行墊高處理。為減少墊高的工作量，施工時優先考慮把取土口設置在低跨區域，將高跨區域留給行車道使用。圖 7 中，A、B、C、D、F 區 5個取土口均位于低跨區域。

圖 7 工程 B 土方開挖分區與取土口關系示意圖

15個取土口的設置原則如下：

（1）盡量選擇滿足取土要求的樓梯口、設備吊裝口作為取土口；

（2）取土口需要滿足每個分區的取土要求；

（3）取土口的位置應該減少對上部鋼結構的施工影響；

（4）取土口的位置不影響車輛的轉彎和行駛，保證行車道的流線較為通暢。

4 結 語

綜合這兩個逆作法施工取土口的設置特點以及施工過程中總結的相關經驗，可以得出取土口留設的基本要點。

（1）取土口設置時，盡可能利用樓梯口、電梯井作為設計預留的設備吊裝口，減少結構回做時取土口封閉工作量。

（2）為方便挖土機械停放以及土方車的進出，取土口沿行車道設置。

（3）分區開挖時，應該充分考慮每個分區的面積和位置，確保每個分區至少有一個取土口，同時方便整個分區的土方開挖。

（4）非特殊情況下，取土口應該盡可能離開圍護結構一定距離，這樣才能最大程度發揮取土口的作用。

（5）單個取土口的面積≥8 m×8 m。