深基坑工程逆作法施工技术的探讨

摘要：“逆作法”是一种“封闭式”施工方法：先沿建筑物周围施工地下墙，在建筑物内按柱网轴线施工柱下支承桩，然后进行地下首层施工。完成后同时施工地下、地上结构。待地下室大底板完成后，再进行复合柱、复合墙的施工。应用逆作法，能够提高地下工程的安全性，可以大大节约工程造价，缩短施工工期，防止周围地基出现下沉，是一种很有发展前途和推广价值的深基坑支护技术，结合实际工程，系统详细的介绍了逆作法在高层建筑地下室的应用，阐述了具体的施工工艺及相关措施，可供相关人士参考。

关键词:地下室施工；逆作法；钻孔灌注；土方开挖；围堰拆除

中图分类号：TV551.4文献标识码：A文章编号：

1．工程概况

某新建工程地下室平面呈不规则长方形，地下三层。裙房逆作区三层地下室建筑面积为5万，基坑面积1700，开挖深度17.85m，局部最大开挖深度为19m。

2.工程方案

在塔楼地下室和裙房地下室之间设置直径达100m的圆形地下连续墙临时围护结构将地下室分为塔楼区和裙房区，塔楼区采用顺作法先期施工，裙房区采用逆作法施工。在塔楼地下室底板结构达到设计强度后方可开始裙房地下连续墙的施工，在塔楼区主体结构施工至地面层后方可进行裙房逆作区地面层楼板施工，并与塔楼区地面层楼板相连接。

3.逆作法步骤

3.1连续墙的施工

根据工期计划及设计图纸要求，裙房区采用“二墙合一”的地下连续墙作为基坑围护结构、止水帷幕及地下室结构外墙。地下连续墙厚1.0～1.2m，深34.0m，墙顶采用1.5×1.0m的钢筋混凝土顶圈梁连成整体。坑底被动区采用SMW水泥土搅拌桩加固，加固厚度为4.0m，宽度6.0m，水泥掺量20%；基坑开挖面以上回掺至标高±0.00m，水泥掺量10%。

3.2水平支撑体系形成

逆作施工时，以结构梁板作为基坑水平支撑体系，在结构开口、楼板缺失及－10.55m标高处设置临时钢支撑或钢筋混凝土支撑。水平支撑体系由裙房建筑立柱和新增临时立柱支撑。建筑立柱为轧制型钢H400×400×13×21 （SS400），立柱桩为φ700×11（SK490）钢管桩；新增立柱截面为500×500mm，采用钢格构柱4∠180×18，立柱桩为φ850钻孔灌注桩。

3.3钻孔灌注桩施工

3.3.1地面硬化

桩基作业区域采用150厚素混凝土浇筑。

3.3.2测量放线定位

利用就近的主体结构轴线采用钢卷尺和经纬仪确定新增立柱桩的位置。

3.3.3护筒埋设

护筒起桩孔定位和保护孔口的作用。用4mm厚钢板卷制，直径大于孔径200mm，长度1.2～1.5m。

3.3.4钻机就位

采用GPS-20型立轴钻机成孔，桩机就位时必须用水平仪、经纬仪校准，确保立轴中心与桩位中心在同一铅垂线上。

3.3.5成孔

开孔钻进，采用轻压慢转，以保持钻具的稳定性和导向性，穿过护筒1～2m后，转入正常钻进。桩孔上部孔段钻进时应轻压慢转，尽量减少桩孔超径，在易缩径的粘土层中，应适当增加扫孔次数和防止缩径。粉砂层等不稳定地层应采用中等压力，慢转速钻进，并及时调整泥浆性能，保证孔径变化得到有效的控制，必要时对钻头的直径和结构进行调整，以便孔径能够满足设计要求，为下一步工序创造良好的施工条件。

3.3.6清孔

① 一次清孔在钻进终孔后使用钻杆进行，清孔进浆比重控制在1.10～1.15，返浆比重控制在1.15～1.30，沉渣厚度不超过0.1m。

② 二次清孔在灌注砼之前进行，采用3PNL泵通过导管清孔，二次清孔进浆比重＜1.15，孔内沉渣＜0.1m。

钢立柱的制作及安装

①进场的角钢经检查校正后，在固定的平台上制作钢立柱。为防止焊接变形，焊接时对称施焊，吊装就位前必须组织验收。

② 钢筋笼吊入桩孔固定后，将钢立柱井口调直校正装置准确固定在孔口，同时将测斜管固定于角钢内角，测斜管高出地面0.5m。

③ 采用一台25t汽车吊和一台16t汽车吊双机抬吊安装格构柱。

3.3.7钢立柱的垂直度调整

井口装置固定好后，将钢立柱缓慢自然垂直吊装至设计标高位置临时固定，并与垂直校正装置连接起来，通过测斜管现时反映钢立柱的垂直度状况，在水下混凝土浇筑过程中及时调整，直到混凝土浇筑完毕钢立柱垂直度满足设计要求后再固定。在14天后，拆除钢立柱上口固定装置，进行立柱周边回填。

3.3.8水下砼灌注

（1）导管下口距孔底0.5m，导管使用前须经过压水试验，确保无漏水、渗水时方能使用，灌浆管接头连接处须加密封圈并上紧丝扣。旧导管须测试丝扣配合间隙，不合格不得使用。

（2）导管隔水塞采用球胆型。

（3）打开漏斗口盖板，向料斗注入商品砼，以便第一斗混凝土的连续浇灌量不小于1.5m3。

（4）灌砼过程中，起拔导管时，应由质检员测量孔内砼面高度，并进行记录，导管埋深控制在2～3m。

（5）灌注接近桩顶部应控制砼灌注量，超灌高度不得小于2.5m，确保桩头砼的强度达到设计要求。

（6）砼面接近桩顶时，应下入探测杆，以确保桩顶高度准确。钻孔灌注桩充盈系数为1.1～1.2。

（7）按规范要求现场做砼试块，试块规格为150×150×150mm，每根工程桩做一组试块，每组三块，试块脱模后先放在现场标准养护室中进行养护，至规定龄期时送交相关单位进行测试。

4.土方开挖

4.1吴淞高程0.0m以上的开挖深度为4～4.5m，土方量5.63万m3，用大型挖土机和运土车开挖外运，开挖的顺序是由塔楼围堰开始，向四周退挖。开挖过程中，通过对支护结构体系的监测，确认其变形在允许范围内时，可按预定的深度开挖，若变形超过允许值，应采取留置护壁土的方式开挖。

4.2第二、三阶段土方量分别为4.26和3.3万m3。B1层剩余的土层是在地面层楼面下用留置盆式护壁土的方式开挖（用小型反铲开挖柱帽和梁部位的土方），用反铲转运集中到取土口下方、长臂挖掘机挖到地面，装车外运。

逆作开挖第二阶段和第三阶段土方，是在基坑内土体降水疏干的条件下进行，需要保证降水系统的正常运行和防止地下连续墙渗漏，若发现地下连续墙有渗水、流砂的情况，要及时封堵。特别是流砂流土，有可能引起基坑外地面塌陷，要及时用棉纱或干海带嵌缝堵塞，快速控制事态发展，流砂流土被控制后，用防水材料嵌缝或灌缝。

第二、三阶段土方施工时还应注意在机电间和多功能厅处因楼板有错层和较大洞口，必须按设计要求设置好相应的临时支撑后方可进行下一阶段的土方开挖。

4.3 开挖第四阶段土方时，支护体系已进入最大负荷状态，对地铁的影响也进入了敏感时期、坑底土层也存在被承压水击穿的危险，因此，必须高度重视承压水的水位，提前启动减压降水系统，确保减压降水的效果。在加深坑部位，根据监测情况，必要时要提前局部加固土体，严防基坑底出现管涌和隆起情况。必须高度重视开挖顺序控制、安全措施的实施和监测信息，适时有效地进行必要的调整，采取相应的应急措施将支护结构的变形和对环境的影响控制在允许范围以内。

4.4护壁土体必须坚持“先撑后挖，用垫层分段间隔置换” 的原则进行开挖。因此第四阶段土方开挖到位后，立即施工南、北两个方向“中心岛”底板，并同时沿裙房地下连续墙设置－10.55m处的工字钢围囹及浇筑中心岛基础底板上的垫梁。在中心岛混凝土强度达到70%后，按“间隔开槽”的原则安设环岛支撑。全部支撑安设完毕后，在对称、间隔的前提下，按一道支撑间的宽度挖除护壁土、浇筑垫层。垫层强度达到50%后，挖除垫层间的护壁土，浇筑垫层，直至将护壁土完全置换。挖除护壁土、浇筑垫层。垫层强度达到50%后，挖除垫层间的护壁土，浇筑垫层，直至将护壁土完全置换。

5.围堰拆除

拆除作业前，在地下连续墙的两侧立面上的对应位置按b/3×1.0m(b为塔楼地下连续墙槽段的宽度，初步设计为6.0m)左右的距离分出网格线。手持式凿岩机的主要任务是沿地下连续墙两侧的的这些分块线上凿凹槽后，将地下连续墙纵横两个方向上的钢筋均沿这些凹槽割断。

上述步骤完成后地下连续墙被这些凹槽分成了若干个相互之间连接较弱的混凝土单元。此后，再用挖掘机的液压锤在这些凹槽上每隔一定距离进行冲击作业，使某一单元与地下连续墙基体间的连接减弱至相当的程度后，采用挖掘机的臂将这一单元拆除至裙房内的土层面上。最后用液压锤对拆至地面上的混凝土墙单元再进行破碎至可用挖掘机挖出地面运走的程度。

6.结语

本工程地下室结构顺利完成，体现深基坑采取逆作法施工是合理的，成功的。对于超大型深基坑采取逆作法施工，中间支承柱可部分采用钢筋混凝土预制柱。裙楼部分由于承受的上部荷载相对要少得多，如果采用钢管柱，则造价相对要高。而如果采用在桩孔内现浇柱，要满足支模及操作空间，挖孔桩桩径要大，同样造价较高。采用钢筋混凝土预制柱，施工方便，速度较快，柱子外观质量较好。

参考文献：

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[2]邓志锋.逆作法施工技术在地下工程中的应用[J].广西城镇建设，2010，(09).

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