中順邊逆深基坑施工工法

1、中順邊逆深基坑施工工法1、 前言在市中心區(qū)域的商業(yè)項目，一般都會因寸土寸金而最大限度地利用地下空間，超深、超大、超難的深基坑項目大量涌現(xiàn)，而深基坑的支護、止水、降水、土方、地下室結(jié)構(gòu)構(gòu)成一個需通盤考慮的設計與施工體系，同時對成本、進度、安全性等各方面進行比對,最終選擇最合理的方案。深基坑有順作法施工和逆作法施工兩種，對開挖深度在14米以內(nèi)的基坑，可采用多道支撐的順作法施工，對超深、基坑不是很大且形狀規(guī)則的一般采用全逆作法，逆作法施工技術(shù)，是以正式工程結(jié)構(gòu)作為支護載體，一般基坑面積在5000M2以內(nèi)的，由于土方工程量不是太大，都可考慮采用全逆作施工，對超大、超深且形狀不規(guī)則的基坑一般采用半逆作法

2、施工，半逆作法施工根據(jù)工程特點又分為先順作施工中央核芯區(qū)域，后逆作施工周邊鋼筋混凝土梁板體系的“中順邊逆”半逆作法施工法和先逆作法施工周邊鋼筋混凝土梁板體系，后順作施工中央核心部分的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的“邊逆中順”半逆作施工法。這里我們重點講述深基坑中順邊逆施工工法，其中以整個基坑的土方開挖為主線，對支護、帷幕、降水、支撐施工及設計方案不作詳細分析。工法特點“中順邊逆”半逆作施工工法深基坑采用地下連續(xù)墻，鉆孔(挖孔)灌注樁支護，采用“中心島挖土法”，即先開挖中央部分，一般是中央高層建筑地下部分的土方，在基坑周邊留置部分土方以平衡土體側(cè)壓力。待中央部分地下室主體結(jié)構(gòu)自下而上順作施工至地下一層或0.0

3、0層地面時，再以周邊樓面結(jié)構(gòu)從上至下逆作施工與中央主體結(jié)構(gòu)相接。中順邊逆工法是中心島工法與逆作法相結(jié)合的一種施工方法，采用本工法，可最大限度地采用順作法放坡開挖，使大量的土方工程在很短的時間內(nèi)完成，同時順作部分主體結(jié)構(gòu)因無支撐結(jié)構(gòu)影響而能快速施工，在順作部分施工至逆作部分頂面標高時，再采用常用的逆作工序，做完作為支撐體系的頂層邊跨梁板，再進行下部的土方暗挖。2、 適用范圍適用于施工場地狹窄、地下室占地面積大、埋深深、基坑形狀不規(guī)則的高層建筑地下室施工。3、 工藝原理中順邊逆深基坑施工，是綜合考慮其地理位置、基坑深度，大小、形狀等特性而采用的種支護形式及施工方法，其安全穩(wěn)定性除了設計安全系數(shù)的保

4、證外，必須嚴格對各工況進行嚴格控制，充分利用時空效應，進行信息化施工，確保整個基坑及地下結(jié)構(gòu)施工的安全、穩(wěn)定。中順邊逆基坑支護結(jié)構(gòu)一般采用地下連續(xù)墻或鉆孔灌注樁，其中地下連續(xù)墻可作為地下室外墻。中順邊逆基坑鉆孔灌注樁支護的止水帷幕一般采用三軸攪拌樁或高壓旋噴樁、地連墻本身有止水作用，只在接頭位置采用高壓旋噴樁進行補強。逆作部分應設置足夠承載支撐梁板的重量的立柱樁，可利用工程樁或另行設置立柱樁，一般采用一樁一柱或一樁多柱?；铀闹芰糇銐虻耐馏w用于支擋支護結(jié)構(gòu)，基坑中心采用盆式開挖，根據(jù)基坑深度，多級放坡，一直挖至坑底，然后施工地下結(jié)構(gòu)，一直至支撐標高。逆作部分超挖至支撐面標高1.5M處,支設模板

5、,或挖至支撐底標高，澆筑混凝土臺模，進行支撐梁板施工，然后依次暗挖至基坑底，依次施工各層支撐梁板。最后依次從下向上施工墻柱，破除不需要的格構(gòu)柱和臨時支撐。4、應用實例仁恒海河廣場一期公建位于天津市東馬路以東、通南路以北、張自忠路以西?；悠渲荛L在800M以上，基坑坑底變化大，挖深在7.017.4m；基坑支護采用鉆孔灌注樁，外圍采用三軸水泥攪拌樁為止水帷幕；根據(jù)天大圍護設計先順后逆方案，中部采用大開挖，在東馬路、通南路和張自忠路預留反壓土，待中部順做結(jié)構(gòu)施工至相應位置，并滿足建筑設計要求和支護設計要求時，再進行東馬路、通南路和張自忠路三邊逆作區(qū)域的施工，逆作區(qū)域待基礎梁板結(jié)構(gòu)施工結(jié)束后，再順做逆

6、作區(qū)域的地下結(jié)構(gòu)外墻和結(jié)構(gòu)柱，然后再做地下一層結(jié)構(gòu)。本工程0.000為大沽標高6.16；基坑支護設計自然地面為大沽標高4.36m，相當于相對標高-1.80m。各區(qū)域基坑挖深深度表 區(qū)域地下室底板底標高基坑開挖深度m商場三-19.2017.40美食廣場二-14.6012.80設備用房三-16.2014.40非機動車庫一-8.807.00與在建工程相互關(guān)系 本工程與一期住宅A、B、C、D相鄰，美食廣場南側(cè)與D型房相鄰，D型房基坑底標高為-8.690（相對標高），美食廣場基坑底標高為-14.60，D型房地下結(jié)構(gòu)已經(jīng)完成，；美食廣場北側(cè)與住宅C 型房緊鄰，C型房基坑底標高為-11.190；公建羽毛球館

7、北側(cè)與住宅B型房緊鄰，B型房基坑底標高為-11.490，設備用房也緊鄰一期住宅A型房，A型房基坑底標高為-15.690，設備用房基坑底標高為-16.20，為典型的先施工淺基礎，后施工深基坑，存在一定的風險性。 另一期住宅A型房、B型房塔吊均設置公建設備用房和羽毛球室的位置，基座下設置四根1000的鉆孔灌注樁，塔吊承臺底至坑底分別為9.7m和8.1m，為典型的坑中塔吊基礎。5、施工工藝流程及操作要點中順部分結(jié)構(gòu)施工中順部分土方開挖邊逆部分土方暗挖（分層）層邊逆部分底板施工邊逆部分墻柱施工邊逆部分支撐梁板施工（分層）臨時支撐拆除、節(jié)點處理設計概況降水井布置 根據(jù)支護設計要求，已經(jīng)完成降水井128口

8、，觀察井9口，承壓降水井14口，回灌井5口；當降水達到開挖深度下0.5m后方可進行土方開挖，降水單位根據(jù)降水情況做好降水記錄和繪制降水曲線圖，以便現(xiàn)場根據(jù)降水情況控制挖土的進程；在深坑土方作業(yè)時，降水單位應根據(jù)支護設計要求提前啟動承壓井，水位控制應滿足支護設計要求； 4.2、先順后逆圖析依照支護設計劃分的區(qū)域，初步分析中順邊逆區(qū)域面積分別為：順做面積：12757m2，逆做面積：12935 m2，同時對明挖土方量和反壓土方量進行估算，大開挖土方量為：293249 m3，反壓土方量為：116934 m3；具體詳見預留反壓土與順做部分地下結(jié)構(gòu)平面和中順邊逆分區(qū)示意圖。4.3、先順后逆工況分析根據(jù)先順

9、后逆剖面圖所示，大致將明開挖分為四步：第一步：-1.80m-3.5m，按照出土路線示意圖將出土路線的土預留；第一道帽梁施工：-2.80m和-3.80m第二步：-3.50m-8.40m，按照設計要求在東馬路、通南路、張自忠路預留反壓土，留置寬度和放坡坡度必須符合設計要求，而后按分二層挖至設計標高。出土坡道的土待明挖土結(jié)束，最后挖除。第三步：-8.40m-13.60m，按照設計要求在東馬路、通南路、張自忠路預留反壓土，留置寬度和放坡坡度必須符合設計要求，而后按分二層挖至設計標高。出土坡道的土待明挖土結(jié)束，最后挖除。第四步：-13.60m-19.20m，按照設計要求在東馬路、通南路預留反壓土，留置寬

10、度和放坡坡度必須符合設計要求，而后按分二層挖至設計標高。第二步第四步均采用退挖法進行土方開挖，最后將坡道挖除。中順結(jié)構(gòu)施工：基礎底板 地下負三層結(jié)構(gòu)施工地下二層結(jié)構(gòu)施工邊逆結(jié)構(gòu)施工：中順結(jié)構(gòu)施工相應滿足建筑設計要求和支護設計要求后挖除-3.50m-8.40m（反壓土）逆施-7.25m腰梁和水平支撐 符合要求挖除-8.40m-13.60m（反壓土）逆施-12.45m腰梁和水平支撐符合要求挖除-13.60m-19.20m（反壓土至斜撐-16.90m）逆施中心底板結(jié)構(gòu)施工-15.20腰梁和臨時斜撐施工符合要求挖除斜撐以下剩余的土剩余基礎底板施工符合要求拆除斜撐逆施部位外墻、柱施工地下一層結(jié)構(gòu)施工。本

11、基坑工程土方量約41.02萬m3，屬大體量土方工程。在基坑深度范圍內(nèi)，土方分五大步開挖，設計每步土的開挖深度詳見結(jié)構(gòu)與挖土對照圖。明挖土方工程量表：(單位:萬m3)區(qū)挖土步第一步第二步第三步第四步4.3711.079.324.57總計29.33反壓土方工程量表：(單位:萬m3)區(qū)挖土步第一步第二步第三步第四步1.524.043.352.78（回填）總計11.694.4、挖土原則 待降水降到設計要求的地下水位時（及低于相應的基坑底0.5m以下），方可進行土方開挖；降水時的觀測應符合設計要求，并按設計要求將降水的相關(guān)信息及時反饋給相關(guān)各方，以便采取相應的應急措施；確保土方開挖期間和基礎施工期間的安

12、全。土方施工需合理安排車次，進行信息化施工，動態(tài)管理，嚴格控制標高，嚴禁超挖。本工程充分利用地下采用放坡開挖的條件，結(jié)合周邊環(huán)境因素和挖土區(qū)域內(nèi)的管井降水井的設置位置，在西側(cè)放坡處設置三個土方出土坡道，明挖部分的土方均從設置的坡道上外運。逆做施工地下二層、三層的土方由小挖機歸置到出土口，再從西側(cè)的棧橋平臺，采用長臂挖機裝車，將逆作部分土方運出。 土方開挖總體方案土方開挖采取豎向分層、水平分段、周密計劃、嚴密組織，應用天津地區(qū)行之有效控制土體變形的“時空效應”。對稱、平衡、限時挖土、及時加撐、控制地下支撐樁的變形。每步土的開挖深度設計都有嚴格的規(guī)定， 根據(jù)工程特點及設計要求，本工程土方開挖總體方

13、案為第一步至第四步土方采取大開挖方式，用挖掘機接力式退步法至出土坡道處并裝車運走。逆做施工時，支撐下用小型挖掘機挖掘并倒運至棧橋平臺下方，利用長臂挖機運裝車將土運走。 承壓降水井的啟動 深坑土方開挖時，應進行信息化施工，根據(jù)降壓井設置的孔壓計測定值確定承壓降水井的啟動時間，具體降壓時間初定為從-14.60m時開始降水卸壓，控制深坑開挖至基底-19.20m的基底隆起；截門設置標高應符合設計要求。坑中排水處理 坑底成型后，應立即組織人員進行設置盲溝，盲溝寬300mm、深度400mm，并填放濾料（石子）與降水管井連通，確保排水系統(tǒng)暢通，降水單位配合降水，保證坑中無擊水。預留反壓土坡面護坡處理 根據(jù)支

14、護設計要求，在逆做施工區(qū)域預留反壓土坡面進行護坡處理；當放坡坡面成型后，應立即進行護坡施工，確保在順做期間預留反壓土坡面的整體穩(wěn)定；護坡采用噴射50厚水泥漿內(nèi)加設鋼絲網(wǎng)。5.15 基坑底板位置降水井處理按照公建支護結(jié)構(gòu)及降水井設計要求以及結(jié)構(gòu)設計要求，公建內(nèi)的降水井待五層裙房結(jié)構(gòu)封頂后，方可將公建內(nèi)的降水井實施封堵；具體做法：去除坑底標高以上的無砂混凝土管，降水井內(nèi)填碎石，上部澆筑500mm厚C15砼將管井口封堵；上部按相應工序進行施工。邊逆部分結(jié)構(gòu)施工要點六、 基坑開挖信息化施工及應急預案6.1基坑監(jiān)測內(nèi)容施工全過程都要按照信息化施工的原則加強管理。首先應按基坑及環(huán)境監(jiān)測的要求設置監(jiān)測點，按

15、規(guī)定的監(jiān)測制度進行監(jiān)測和信息反饋，遇有特殊天氣或監(jiān)測數(shù)據(jù)異常、或接近報警值時，要加強監(jiān)測密度、及時反饋信息。土方開挖的整個過程，應注意地下水位的變化，要保證降水井每次降水水位應低于基坑分層開挖深度0.5m以下深度進行控制。若有滲水、流砂情況，要及時封堵，防止出現(xiàn)基坑外土體塌陷情況。應嚴密監(jiān)測支撐軸力、支撐結(jié)構(gòu)水平位移的變化情況，確保基坑安全和坑外環(huán)境安全。本工程基坑監(jiān)測指定第三方監(jiān)測，監(jiān)測后的相關(guān)數(shù)據(jù)應及時反饋，以便在挖土和結(jié)構(gòu)施工工程中及時采取相應措施。施工期間，存在大量不可預見因素的影響，人員和設備又在半封閉的空間作業(yè)，應及時掌握、分析監(jiān)測數(shù)據(jù)，對作業(yè)區(qū)和環(huán)境的安全狀態(tài)作出評估，并有應急物

16、資和人員準備，同時，第三層以下土方開挖時搭設聯(lián)系地面和坑內(nèi)作業(yè)面的安全通道，以便遇到應急處理時，人員和材料可以快速通行。監(jiān)測數(shù)據(jù)若有異常，應及時通知相關(guān)方及時果斷地采取調(diào)整開挖順序。采取增設臨時支撐、反壓坡腳乃至土體壓密注漿等措施，迅速控制事態(tài)發(fā)展，并對引起異常的原因進行分析、確認采取的措施有效的條件下方可繼續(xù)進行開挖。在挖土過程密切注意監(jiān)測數(shù)據(jù)的變化，以便采取相應的措施。重點注意的數(shù)據(jù)如下：1、地下支撐樁帽梁的垂直及水平位移監(jiān)測2、坑外地下水位，場地承壓水頭高度3、鄰近建筑物及道路沉降變形量4、支撐變形量。6.2. 應急預案建筑基坑施工是一項作業(yè)條件復雜、安全隱患較大的工作，根據(jù)施工需要，施

17、工現(xiàn)場必須建立安全、有效的技術(shù)措施，預防或降低各項危險事件的發(fā)生。6.2.1應急識別根據(jù)本工程的實際情況，對本項目基坑降水、變形、滲漏可能發(fā)生的特殊、緊急情況進行識別，識別采用定性評價方法，主要有下列幾種特殊、緊急情況。6.2.2基坑降水可能出現(xiàn)的風險分析1、基坑止水帷幕出現(xiàn)滲漏，使坑外底下水延止水帷幕裂縫處向坑內(nèi)滲漏水，嚴重的可能導致流沙或管涌。2、坑內(nèi)水位補給很快，坑內(nèi)水位很難降至設計要求標高，并保持穩(wěn)定。如此使得坑內(nèi)無法進行土方開挖。6.2.4應急措施及注意事項1、應急措施 預防基坑坍塌措施 ：在施工中嚴格按照支護設計要求進行分級 放坡施工，降水未達到設計要求不得進行土方開挖；同時在挖土

18、過程中盡量減少對邊坡的擾動，確保邊坡的穩(wěn)定性，當邊坡成型后及時按設計要求進行砼護坡；即使在施工中產(chǎn)生坍塌現(xiàn)象，在坍塌處進行卸載防坡，并進行砼護坡處理。預防基坑底“流砂”措施：施工前必須了解天然地基土層情況；挖土前按設計要求進行管井降水，將水位降低，消除坑內(nèi)外的動水壓力；本工程在底板內(nèi)降水井封堵時間待裙房結(jié)構(gòu)封頂后才進行封堵，仍有管井在降水，同時在深坑處，支護設計在相應位置布置14口承壓降水井，產(chǎn)生流砂的可能很小。預防坑底局部“管涌、突涌”措施：按照支護設計要求，進行止水帷幕和降水井以及承壓井的施工，滿足支護設計要求；降水井和承壓井的降水周期和啟動抽水時間必須按設計要求進行。若出現(xiàn)“管涌、突涌”

19、，應立即暫?；娱_挖施工；并用粘土或沙袋封壓，在最短的時間內(nèi)制止突涌的發(fā)展，然后采用高壓注漿或化學漿液進行止水加固；采用速凝水泥止涌；采用壓密注漿止涌；啟動坑外的減壓井，同時在抽水期間，對周邊加強監(jiān)測和觀測，發(fā)現(xiàn)異常立即停止減壓井的抽水。預防基坑外圍止水帷幕“滲漏”措施：嚴格按照支護設計要求，進行外圍止水帷幕的施工，轉(zhuǎn)角以及搭接長度、冷縫處理必須滿足設計要求。若局部出現(xiàn)止水帷幕“滲漏”，采用雙液注漿進行堵漏；4、 質(zhì)量要求5.11 技術(shù)措施1）、根據(jù)多年土方施工經(jīng)驗告訴我們降排水工作不能掉以輕心，尤其深基坑；基坑降水必須提前進行，按照設計要求必須經(jīng)過30天以上的降水過程后地下水降至基坑底下500mm 時，方可開挖取土。2）土方開挖工作應分層、分級、分步均勻、對稱進行，基坑邊上土方開挖（基坑邊上3-5m以內(nèi)土方需逐步卸荷，一次土方允許取土厚度按施工要求，待觀察24小時支護結(jié)構(gòu)無異常后方可繼續(xù)開挖）保證支護結(jié)構(gòu)安全。3）深坑開挖必須嚴格按照基坑設計圖紙控制其深度和范圍，嚴禁超挖，深淺坑交接處應在淺坑開挖完成后放坡形成，由人工修坡。5）在施工