短开挖复支撑盖挖逆作法施工技术应用

短开挖复支撑盖挖逆作法施工技术应用

范俊1谢靖2

（1.南京市建筑安装工程质量监督站，江苏南京210006;2.江苏双楼建设集团有限公司，江苏南京210013）

摘要：交通要道地下空间结构采用盖挖逆作法施工技术，最大限度地减少影响地面交通的时间，顶盖施工完成后，及时恢复上部道路设施，在地下结构施工不影响上部道路交通。

关键词：盖挖；逆作法；施工工艺

前言

城市快速发展，在城市密集区地上空间越来越少，开始由地上向地下要空间。受交通、地下管线场地等限制，盖挖逆作法相对传统施工方法能很好的解决地面交通、周边环境、施工工期等诸多矛盾，并能较少明挖基坑支护费用。

1工程概况

某地下负一层单建掘开式人防工程，平时为地下商业城。所在路区段长326.3m，商业街区段长45.0m。基础底标高-7.800m，地下室净高3.6m，顶板厚度400mm，底板厚度400mm。

2施工工艺原理

传统地下室施工方法为“开敞式顺序”施工，即先进行土方开挖、边坡支护，然后基础底板施工、地下室墙柱、梁板施工，最后防水、回填土施工。“交替换撑盖挖逆作法”施工原理是先开挖土方至地下室顶板底标高，施工地下室顶板，后恢复地下室顶板上部市政管线、道路等地上设施，然后施工竖井（出土口），再沿竖井向内分块开挖地下室土方，施工开挖段底板和柱（柱与顶板预留柱连接），接着在底板与顶板之间加钢管柱，支撑顶板及上部荷载，利用原有土体和钢管形成简支体系，然后开挖下段土体，施工下段底板和墙柱体系，依序直至地下室底板和墙柱施工完成。最后施工出土口楼梯等附属设施。

3施工工艺流程及主要施工方法

3.1施工工艺流程

定位放线→围蔽（全封闭道路）→2路面凿除、土方开挖（管线、树木等迁移、保护）→3、顶板施工→4、路面恢复→2、竖井、出入口施工→3、土方开挖→4、分段施工底板、柱子和外侧墙→……5分段土方开挖→6分段施工底板、柱子和外侧→7附属结构主体施工

3.2主要施工方法

（1）顶板土方开挖

采用盘式开挖，采用机械开挖至顶板底标高以上20cm左右，该20cm余土人工开挖。墙、柱下伸段定位放线后、人工开挖，开挖槽宽为墙宽+100mm×2、柱为柱截面每边+100mm。下伸开挖深度为墙柱净高的1/3。

（2）分段施工顶板上部结构

基坑验收合格后，立即铺设胶合板地模，在胶合板地模的接缝处打设标高控制木桩，要铺设平整并与木桩钉实，并根据布设的标高控制木桩严格控制标高。地模铺设完成后进行墙柱钢筋插筋以及顶板梁钢筋、水电预埋、混凝土浇筑等施工。

在顶板混凝土达到设计强度、防水施工完成后，恢复各类管线、管井等市政设置，分段进行道路施工施工，最终恢复整个道路交通。

外侧墙的下返墙部分外侧利用原状土石壁作为外模，内立面模及柱帽部分的立面模则采用12mm防水胶合板木模，下返墙及柱的留置高度按墙、柱竖向钢筋的搭接长度规范进行留置。

（3）出土口施工

在顶板施工完成后即施工出土口，出土口作为地下土方、施工材料、人员进出的通道，位置选择遵循以下原则：

a.出土口尽量利用结构本体；

b.出土口布置在道路两侧，不影响道路交通；

c.出土口之间距离不宜过远，便于地下连通；

d.出土口洞口尺寸应大于2.5m×2.5m，便于机械出土和材料上下；

基于以上原则，出土口选择利用结构出入口，分布在道路两侧，共计8个。出土口在顶板以上部位利用原结构墙体，顶板以下利用结构外墙，采用逆作法施工，由上至下分段开挖分段施工墙体。

（4）地下土方掏挖

出土井结构形成后，从出土井为起点进行地下土方开挖。开始时采用人工挖土，逐渐扩大地下空间，同时紧跟结构施工，以结构支撑逐步替代土方支撑。当地下空间扩大后，可向地下吊运小型挖掘机，利用机械进行挖土。

在地下土方开挖前，顶板及上部载荷全部由土方承担，地下土方开挖要在顶板下形成空间，顶板的支撑也随之发生变化，为保证顶板结构安全，在解除土方对顶板支撑的同时，要紧跟形成竖向结构，利用结构恢复对顶板的安全支撑。地下土方开挖要遵循以下原则进行：

a.从出土口开始，先顺外墙开挖通道，通道高度要根据土方的自由直立高度决定。通道宽度不大于4m，每次开挖进深不大于6m。通道内侧要适当放坡，防止塌方，外侧要直立开挖，利用土壁作外墙的外模板。

b.外墙通道开挖，会造成顶板失去支撑并处于悬挑受力，所以通道挖好后，要马上进行外墙结构施工，通过墙板结构恢复对顶板的支撑，并对外侧土方实现支护。

c.第一层外墙通道开挖并完成墙板结构后，向下挖第二层土方，并完成第二层墙板结构。按此顺序，从上到下完成墙板结构，同时通道可阶梯形向前开挖下一段。

d.当一段墙体结构施工到底后，才能开挖对应轴线的柱子，柱子土方一次开挖到底，然后按“正作法”依次完成柱基础和柱身。

e.当地下空间进一步扩大后，多根柱子可以同时开挖，但相临的柱子不能同时开挖，防止顶板悬空跨度过大，柱子应间隔“跳挖”施工。

f.地下土方通过机械转运到各出土口，在地面上采用加长臂挖掘机将土方挖出装车外运。

（5）支撑设计

本工程采用结构柱和墙体以及地下土体支撑上部顶板及道路荷载，所以一次开挖面积控制在一个柱距，36m2。对于地下结构土方开挖时，由于各种原因不可避免地存在开挖的宽度和长度超过方案规定的要求，以及前段施工面的混凝土墙、柱未达到设计强度，就必须采取有效的支撑措施。通过计算，选用DN219钢管，壁厚10mm，作为临时支撑。

支撑钢管长6m，在钢管上下端焊250mm×250mm×20厚的钢板封口，确保钢支撑刚度，备于高度调整时斜铁销抄紧时使用，打销时必须双面同时打，方能将钢顶撑钞紧。斜铁销的材料采用轨道钢制做，长度不少于250mm，厚度不少于50mm。

（6）外墙结构施工

外墙随土方开挖进度同步施工，施工方法同出土口墙板做法。最下层墙板待底板浇筑完成后施工。在浇筑下层墙体时，下层墙体模板顶部留置喇叭口，以保证上下层接头处混凝土密实，带模板拆除后，剔除喇叭口混凝土。

（7）底板结构施工

在前段底板与顶板之间施加钢管顶撑后开挖下段土方，同时控制开挖空间，不宜超过一个柱距，利用前方土体和后方钢管支撑共同支撑上部顶板荷载。土方开挖完成后，立即进行底板施工。柱钢筋随底板钢筋绑扎到位。

（8）柱子结构施工

柱结构采用常规做法，在底板施工完成后，支设模板，浇筑混凝土。柱模中部和顶部各留250×250mm的洞口，外侧设置喇叭口模板，作为灌注混凝土下料口以及振捣泵的插入口。

在浇筑并振捣完柱中部留置口以下部位后，用模板对中部洞口进行封堵，并加固后通过上部喇叭口灌注和振捣柱上半部混凝土。待拆模后，剔除喇叭口混凝土。

（9）施工缝设置

a.外侧墙施工缝

地下主体结构外侧墙沿垂直方向按每4m一段进行施工；水平方向在顶（中）板下返墙处及底板面上500mm处已经必须留设四道施工缝，同时还根据土质的情况，如果土质差，还必须在每层再设一至两道施工缝。

b.底板施工缝

底板施工缝还需要进行防水处理，具体做法与顶板施工缝大致相同，但是，考虑到底板的分块数量多，如果采用钢板止水带则安装相当困难，而且焊接口多，止水效果不理想，因而，采用BW遇水膨胀止水条；另外，由于底板面上需要覆土0.8m厚左右，在底板面上覆土层内设置排水沟，将渗漏的水汇集再排向集水井，再用抽水机排到结构外。

4质量控制措施

4.1钢筋工程

（1）顶板部位下伸墙、柱钢筋要插入土内1m以上，不可以直接击砸钢筋入土，施工中应采用钢钎引孔，保证钢筋不变形和位置准确。

（2）顶板预留墙柱钢筋在混凝土施工完成后将不能变动，所有的预留钢筋都必须确保规格数量正确、位置准确、固定牢固，且接头位置和数量须按规范要求留置。

（3）对施工缝预留钢筋应采取保护措施，机械挖土时对该位置土方应预留20cm左右由人工清理出钢筋。避免钢筋弯折造成力学损伤。

4.2模板工程

外墙模板为单面支模，在底板混凝土浇筑时预埋模板支撑钢管或粗短钢筋，作为单面支模上部斜撑和下部水平支撑的支撑点。间距应和斜撑间距对应。同时利用斜撑和水平撑控制单面模板的垂直度和平整度，避免浇注混凝土时产生涨模、跑模现象。施工缝处应拦堵严实，避免漏浆。

4.3混凝土工程

（1）外墙和底板分块分段施工，施工缝较多，因此施工缝必须按照方案规定的位置留设。施工缝接茬前，必须将施工缝剔凿到位，清洗干净并充分湿润。

（2）在墙、柱上部混凝土接茬位置处，模板留置喇叭口高于接茬面，该处混凝土下料应高于接茬面，并用振捣泵振捣密实，直至混凝土面不下沉，确保接茬部位无混凝土镂空。

（3）地下混凝土均为微膨胀混凝土，养护时间必须保证，混凝土浇筑后8小时就要开始养护，温度高时，养护还要提前。混凝土表面洒水后覆盖棉毡，并保持棉毡始终湿润，混凝土养护期不少于14天。

5结语

通过本工程对盖挖逆作法的应用，缩短了对地面交通的影响，在短时间内恢复交通。开挖过程中几乎无基坑变形，确保了周边建筑物和市政管网的安全，省去了基坑围护费用。另外由于逆作法施工时是先将顶面整体浇筑，再向下挖土施工，施工中的噪音因楼板及上部回填土阻隔而大大降低，从而减少了对周围环境的噪声污染和扬尘污染。工程质量、进度和文明施工均得到社会各界的肯定，取得很好的社会和经济效益。

参考文献：

[1]高振锋，叶可明，王允恭，谢卫兵．逆作法施工的设计方法[J]．施工技术，2001（1）

[2]焦宁艳，李明．紧临既有建筑物多层地下结构自支护施工技术[J]．安徽建筑，2009（2）

[3]施素萍．浅谈逆作法施工工艺在建筑工程的应用[J]．山西建筑，2010（23）