地下室深基坑內(nèi)放坡逆頂正挖支護(hù)體

1、.地下室深基坑內(nèi)放坡逆頂正挖支護(hù)體系施工工法 1、前言天津梅家彎居住區(qū)棕櫚花園1#樓工程，地下2層，基坑開(kāi)挖深度7.6m。在基坑開(kāi)挖深度內(nèi)的土層以淤泥質(zhì)粘土為主，由于受周邊環(huán)境條件的限制，基坑選用了鉆孔灌注樁排樁加坑內(nèi)水平支撐的圍護(hù)體系方案，并利用地下室-1層樓面的結(jié)構(gòu)梁替代基坑內(nèi)水平支撐體系，以達(dá)到安全可靠、高效節(jié)約的目的。南通建工集團(tuán)股份有限公司在承建該工程的施工實(shí)踐過(guò)程中，經(jīng)過(guò)與工程設(shè)計(jì)單位的密切合作，完善支護(hù)體系的設(shè)計(jì)，制定實(shí)施施工方案和工藝操作規(guī)程。在完成了工程的施工以后，通過(guò)科學(xué)地總結(jié)和提煉形成了本工法。2、工法特點(diǎn)本工法的技術(shù)核心是結(jié)合中心島施工法先在基坑圍護(hù)體內(nèi)側(cè)先放坡開(kāi)挖，施

2、工中心區(qū)域的地下室結(jié)構(gòu)和周邊區(qū)域的-1層樓面梁，然后利用周邊區(qū)域-1層樓面結(jié)構(gòu)梁作為深基坑圍護(hù)體系的內(nèi)頂撐，實(shí)現(xiàn)內(nèi)支撐梁與樓面結(jié)構(gòu)梁合一，再采用半逆作法施工周邊區(qū)域的地下室結(jié)構(gòu)。本工法的特點(diǎn)是利用地下室-1層樓面的結(jié)構(gòu)梁替代基坑圍護(hù)體的水平內(nèi)支撐體系，節(jié)省了水平內(nèi)支撐體的投入，降低了工程造價(jià)，同時(shí)減少了因拆除內(nèi)支撐體系的碴土造成環(huán)境污染。3、適用范圍 地下室超過(guò)2層，基坑深度大于7m，當(dāng)基內(nèi)圍護(hù)設(shè)計(jì)無(wú)法采用拉錨等坑外穩(wěn)定措施而必須采用水平內(nèi)支撐體系時(shí)，可采用本工法施工。4、工藝原理4.1深基坑分級(jí)施工：當(dāng)工程基坑深度大于7m時(shí)，將深基坑分為二級(jí)，第一級(jí)深度為坑外自然地面標(biāo)高到地下室-1層樓面標(biāo)

3、高，采用放坡開(kāi)挖，開(kāi)挖坡度應(yīng)滿足邊坡穩(wěn)定要求，邊坡采用噴射細(xì)石混凝土護(hù)坡；第二級(jí)深度為地下室-1層樓面標(biāo)高到地下室底板底標(biāo)高，采用鉆孔灌注樁排樁作圍護(hù)體，在圍護(hù)體灌注樁的頂部設(shè)置蓋梁，并使蓋梁標(biāo)高處需要設(shè)置的坑內(nèi)水平支撐與地下室-1層樓面結(jié)構(gòu)梁的平面布置和水平標(biāo)高相一致。灌注樁的嵌固深度應(yīng)滿足規(guī)范對(duì)嵌固安全系數(shù)的要求，利用樓面結(jié)構(gòu)梁作第二級(jí)基坑圍護(hù)體的內(nèi)支撐體系，其強(qiáng)度和穩(wěn)定安全系數(shù)應(yīng)經(jīng)原結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員復(fù)核并滿足規(guī)范的要求。 4.2地下室平面分區(qū)施工：將基坑平面分為兩個(gè)區(qū)域，即中心區(qū)域和周邊區(qū)域，兩個(gè)區(qū)域的交界面之間設(shè)施工縫，周邊區(qū)域應(yīng)可能小，以滿足坑內(nèi)放坡需要和中心區(qū)域施工操作面的需求為度。中

4、心區(qū)域地下室施工時(shí)，在周邊區(qū)域第二級(jí)基坑的圍護(hù)體內(nèi)側(cè)采用放坡開(kāi)挖，以保持圍護(hù)體在沒(méi)有內(nèi)支撐的工況下自身穩(wěn)定；周邊區(qū)域的地下室施工必須在中心區(qū)域的-2層結(jié)構(gòu)和周邊區(qū)域的-1層樓面結(jié)構(gòu)梁施工完成以后進(jìn)行，利用周邊區(qū)域-1層樓面結(jié)構(gòu)梁替代坑內(nèi)水平支撐，使基坑圍護(hù)形成完整的穩(wěn)定體系。然后開(kāi)挖圍邊區(qū)域的坑內(nèi)余土，再施工周邊區(qū)域的地下室底板及-2層地下室結(jié)構(gòu)。4.3工法的原理及流程圖：基坑內(nèi)放坡逆頂正挖支護(hù)體系施工工法的原理及施工流程詳見(jiàn)圖（1）所示。圖（1）：地下室施工流程圖5、工藝流程工程樁圍護(hù)樁中心區(qū)域土方坑內(nèi)放坡開(kāi)挖中心區(qū)域底板及-2層墻柱結(jié)構(gòu)中心區(qū)域-1層樓面梁板結(jié)構(gòu)、周邊區(qū)域-1層樓面梁結(jié)構(gòu)、

5、圍護(hù)體蓋梁及頂撐梁圍護(hù)體內(nèi)側(cè)邊坡余土開(kāi)挖周邊區(qū)域底板及-2層墻柱結(jié)構(gòu)周邊區(qū)域-1層樓面板結(jié)構(gòu)地下室-1層樓面以上部結(jié)構(gòu)。6、操作要點(diǎn)6.1 中心區(qū)域施工6.1.1中心區(qū)域與周邊區(qū)域之間設(shè)有施工后澆縫，此時(shí)周邊區(qū)域的基坑開(kāi)挖至圍護(hù)樁內(nèi)的放坡面，中心區(qū)域開(kāi)挖至設(shè)計(jì)底板墊層底標(biāo)高，按正常地下室的施工程序和施工工藝進(jìn)行中心區(qū)域地下室底板和-2層柱墻結(jié)構(gòu)的施工。6.1.2中心區(qū)域施工時(shí)，中心區(qū)域底板結(jié)構(gòu)與周邊區(qū)域的交界面設(shè)置施工縫，并預(yù)留有周邊區(qū)域底板結(jié)構(gòu)的鋼筋接頭，采用直螺紋接頭，接頭位置的錯(cuò)開(kāi)距離按規(guī)范要求設(shè)置。6.1.3中心區(qū)域-1層樓面施工時(shí)，應(yīng)同時(shí)施工周邊區(qū)域的-1層樓面梁、支撐頂撐梁及圍護(hù)體

6、蓋梁，其連接構(gòu)造形式如圖（2）所示。圖（2）：蓋梁、頂撐梁與-1層結(jié)構(gòu)梁連接構(gòu)造大樣圖6.2 圍護(hù)體支撐體系的施工6.2.1圍護(hù)體支撐由圍護(hù)樁頂蓋梁和內(nèi)支撐梁組成，其中內(nèi)支撐梁由周邊區(qū)域的-1層樓面結(jié)構(gòu)梁和墻外頂撐梁組成。在作圍護(hù)方案設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)對(duì)該梁作為頂撐工況時(shí)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性進(jìn)行驗(yàn)算，當(dāng)原設(shè)計(jì)樓面梁的驗(yàn)算結(jié)果不能滿足要求時(shí)，應(yīng)采取增加配筋量或加大梁斷面尺寸等措施對(duì)原樓面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行修改。6.2.2圍護(hù)體的蓋梁和頂撐梁、周邊區(qū)域-1層樓面梁、中心區(qū)域的-1層樓面板梁應(yīng)一次性施工完成，以確保內(nèi)支撐體系的整體性。-1層樓面梁在與周邊區(qū)域后澆的地下室外墻板的交界面設(shè)置施工縫，并預(yù)留后澆部分的插筋，預(yù)留

7、插筋的構(gòu)造形式如圖（3）所示。后澆部分的鋼筋與預(yù)留插筋采用焊接接頭，接頭錯(cuò)開(kāi)位置應(yīng)滿足規(guī)范要求。圖（3）：內(nèi)支撐梁在墻體部位預(yù)留插筋圖（4）：內(nèi)支撐梁在后澆樓層板部位預(yù)留插筋6.2.3為了便于周邊區(qū)域的余土方開(kāi)挖和地下室底板、墻柱的施工，周邊區(qū)域的-1層樓面板在內(nèi)支撐施工時(shí)暫不施工，樓層板與支撐梁的連接處設(shè)置施工縫并預(yù)留插筋，鋼筋接頭的留置和施工縫的設(shè)置如圖（4）所示。6.3 周邊區(qū)域的地下室施工 6.3.1 土方開(kāi)挖：由于基坑內(nèi)中心區(qū)域的結(jié)構(gòu)以及周邊區(qū)域的支撐梁已施工完成，土方開(kāi)挖的作業(yè)面較小，坑內(nèi)放坡的余土開(kāi)挖采用0.2立方米小型挖掘機(jī)放至周邊區(qū)域的基坑內(nèi)進(jìn)行摳挖度進(jìn)行基坑內(nèi)短距離駁運(yùn)，用

8、1立方米的挖土機(jī)在坑外進(jìn)行接挖裝車。由于施工時(shí)操作空間窄小，開(kāi)挖難度較大，大量邊角區(qū)域的土方應(yīng)采用人工開(kāi)挖。6.3.2鋼筋連接：由于在中心區(qū)域施工時(shí)，在先完成的混凝土結(jié)構(gòu)中預(yù)留出鋼筋接頭，在周邊區(qū)域土方開(kāi)挖后要進(jìn)行調(diào)直，并采用直螺紋接頭或焊接接頭接出周邊區(qū)域的底板、墻板鋼筋。6.3.3后澆縫的處理：地下室底板在中心區(qū)域與周邊區(qū)域之交界面設(shè)置施工縫，在周邊區(qū)域混凝土施工時(shí)應(yīng)對(duì)施工縫進(jìn)行清洗的打毛，為保證施工縫處的抗?jié)B效果，在先澆部分留設(shè)施工縫時(shí)應(yīng)設(shè)置止水鋼板，如圖（5）所示。在后澆部分的混凝土施工時(shí)，施工縫處應(yīng)事先灑水濕潤(rùn)并用與混凝土同配比的砂漿進(jìn)行施工縫接漿，加強(qiáng)施工縫部位的振搗。圖（5）：底

9、板施工縫構(gòu)造圖6.3.4周邊區(qū)域-2層地下室結(jié)構(gòu)的其它施工工藝同一般地下室鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的施工工藝。6.4基坑回填與頂撐拆除6.4.1當(dāng)-2層地下室結(jié)構(gòu)完成以后，可按正常地下室施工的工藝流程完成整體-1層地下室結(jié)構(gòu)的施工。地下工程完成以后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行基坑回填。6.4.2基坑回填的條件：1）整個(gè)地下室的結(jié)構(gòu)全部完成；2）地下室外墻防水層施工完成；3）地下室外墻混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求；6.4.3基坑回填土方應(yīng)分層鋪填，分層夯實(shí)，其工藝和質(zhì)量要求應(yīng)符合建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范（GB50202-2002）的要求。6.4.4為避免因主體結(jié)構(gòu)與圍護(hù)體之間的沉降差造成結(jié)構(gòu)裂縫，當(dāng)基坑回填至-1層樓面的

10、內(nèi)頂撐梁時(shí)，應(yīng)及時(shí)將地下室外墻到圍護(hù)體蓋梁之間的頂撐短梁鑿除，使地下室主體結(jié)構(gòu)與圍護(hù)體完全脫開(kāi)。 7、材料本工法所使用的材料與一般地下室施工所需的材料基本相同，表（1）為除地下室結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土以外的主要使用材料：序號(hào)名稱使用部分用途1鉆孔灌注樁基坑圍護(hù)體基坑圍護(hù)2深層攪拌樁圍護(hù)體外側(cè)基坑止水帷幕3鋼筋混凝土蓋梁基坑圍護(hù)體頂部基坑圍護(hù)樁頂支點(diǎn)4坑內(nèi)水平頂撐圍護(hù)體蓋梁與地下室外墻之間蓋梁支點(diǎn)5模板及支撐地下室結(jié)構(gòu)地下室結(jié)構(gòu)模板施工6止水鋼板施工縫增強(qiáng)施工縫抗?jié)B性7鋼筋直螺紋接頭施工縫預(yù)留鋼筋接頭接長(zhǎng)預(yù)留鋼筋8、機(jī)具設(shè)備序號(hào)名稱數(shù)量用途1圍護(hù)體施工設(shè)備： 鉆孔灌注樁施工設(shè)備；深層攪拌樁施工設(shè)備；34

11、套23套基坑圍護(hù)體施工2土方開(kāi)挖設(shè)備1m3挖土機(jī)；0.2m3挖土機(jī)； 土方運(yùn)輸車輛23臺(tái)1臺(tái)1520輛基坑土方開(kāi)挖3主體結(jié)構(gòu)施工設(shè)備：塔吊；木工機(jī)械；鋼筋機(jī)械；混凝土澆注機(jī)械；12臺(tái)2套2套2套主體結(jié)構(gòu)施工4降水設(shè)備：深井降水設(shè)備；輕型井點(diǎn)降水設(shè)備；1020套510套基坑降水（注降水設(shè)備視基坑面積確定）9、勞動(dòng)組織及安全9.1勞動(dòng)組織 9.1.1圍護(hù)體施工人員：圍護(hù)體灌注樁施工每套設(shè)備8人；深層攪拌樁止水帷幕施工每套設(shè)備6人；9.1.2土方開(kāi)挖施工人員：挖土機(jī)司機(jī)34人，運(yùn)輸司機(jī)1520人，修坡鏟底工人15人。9.1.3結(jié)構(gòu)施工：木工4050人，鋼筋工2530人，混凝土工20工，電焊工3人，塔

12、吊司機(jī)2人，塔吊指揮4人。9.2施工安全本工法在施工過(guò)程中的安全包括兩個(gè)方面：深基坑圍護(hù)支撐體系結(jié)構(gòu)的安全性監(jiān)控和施工過(guò)程的安全防護(hù)。9.2.1深基坑圍護(hù)支撐體系結(jié)構(gòu)的安全性監(jiān)控項(xiàng)目部應(yīng)根據(jù)工程的實(shí)際情況編制基坑圍護(hù)支撐體系結(jié)構(gòu)的安全性監(jiān)控方案，該方案的內(nèi)容應(yīng)包括如下幾個(gè)方面：1）監(jiān)控點(diǎn)的設(shè)置：基坑圍護(hù)體支撐體系在基坑開(kāi)挖和地下室結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中的位移監(jiān)測(cè)方法如下：應(yīng)在圍護(hù)樁蓋梁頂每隔810m（兩個(gè)內(nèi)支撐點(diǎn)的中間）設(shè)置水平位移和垂直沉降的觀測(cè)點(diǎn)，在基坑上邊沿地面上每隔810m設(shè)置水平位移和垂直沉降的觀測(cè)點(diǎn)，在基坑上口預(yù)計(jì)的土體滑裂面外每隔810m設(shè)置垂直沉降的觀測(cè)點(diǎn)，對(duì)基坑邊緣以外2倍基坑深度范

13、圍內(nèi)的地下管線每隔810m設(shè)置沉降的觀測(cè)點(diǎn)和需保護(hù)建筑物的四個(gè)角設(shè)置垂沉降的觀測(cè)點(diǎn)。2）監(jiān)測(cè)頻次：基坑監(jiān)測(cè)的時(shí)間間隔應(yīng)根據(jù)施工進(jìn)程確定，一般情況每12小時(shí)作一次監(jiān)測(cè)；當(dāng)開(kāi)挖周邊區(qū)域的坑內(nèi)邊坡余土?xí)r，應(yīng)隨開(kāi)挖深度的變化，每天增加監(jiān)測(cè)1次。3）監(jiān)測(cè)報(bào)告與監(jiān)控報(bào)警：監(jiān)測(cè)結(jié)果應(yīng)及匯總整理向總包項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人、總監(jiān)理工程師和建設(shè)單位通報(bào)。 當(dāng)監(jiān)測(cè)結(jié)果超過(guò)如下控制值時(shí)應(yīng)及時(shí)向總包項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人、總監(jiān)理工程師和建設(shè)單位報(bào)警：（1）支護(hù)結(jié)構(gòu)頂部水平位移一級(jí)基坑最大水平位移控制值取30mm,最大水平位移與基坑深度控制比值取0.0025h(取兩者最小值)，水平位移速率：水平位移速度3mm/d， 二級(jí)基坑最大水平位

14、移控制值取50mm,最大水平位移與基坑深度控制比值取0.004h(取兩者最小值) ，水平位移速率： 水平位移速度3mm/d， ；三級(jí)基坑最大水平位移控制值取100mm,最大水平位移與基坑深度控制比值取0.02h(取兩者最小值) ，水平位移速率： 水平位移速度3mm/d，；（2）臨近建筑樁基礎(chǔ)建筑物沉降預(yù)警取10mm，傾斜取傾斜度<0.002；一般建筑物最大沉降差L /1000。沉降預(yù)警取10mm，傾斜取傾斜度<0.002；沉降速度3mm/d（3）臨近道路周圍場(chǎng)外公共道路地面沉降變形的控制值為10mm，報(bào)警值為5mm；周圍一般道路地面沉降變形的控制值為20mm，報(bào)警值為15mm，地面

15、沉降速度報(bào)警值3mm/d.。9.2.2施工生產(chǎn)安全防護(hù)：1）基坑上口邊沿設(shè)1m高防護(hù)欄桿，圍護(hù)體頂蓋梁內(nèi)側(cè)設(shè)1m高防欄桿。2）中心區(qū)域地下室結(jié)構(gòu)施工時(shí)，四周邊設(shè)1m高安全防護(hù)欄桿；周邊區(qū)域在支撐梁施工時(shí)應(yīng)搭設(shè)防護(hù)腳手架和安全通道。3）小型挖土機(jī)進(jìn)入坑底開(kāi)挖周邊區(qū)域余土?xí)r，應(yīng)注意避免碰撞支撐梁和周邊已施工完成部位的結(jié)構(gòu)。10、質(zhì)量要求10.1圍護(hù)體灌注樁及深層攪拌樁止水帷幕的施工質(zhì)量應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，并符合建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程（JGJ120-99）第4.7、第5.5款的要求。10.2蓋梁、內(nèi)支撐及主體結(jié)構(gòu)的鋼筋混凝土施工質(zhì)量應(yīng)符合設(shè)計(jì)和混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范（GB50204-2002）的要

16、求。10.3施工縫處的鋼筋預(yù)留插筋接頭的設(shè)置應(yīng)符合混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50010-2002）第9.3、第9.4款的要求。10.4地下室底板及外墻的施工縫止水鋼板設(shè)置位置要準(zhǔn)確，周邊混凝土要密實(shí)，施工質(zhì)量應(yīng)符合本工法9.5款要求。10.5預(yù)留鋼筋在二次結(jié)構(gòu)施工復(fù)位時(shí)，要調(diào)整平直，其間距、尺寸、構(gòu)造形式、接頭位置及接頭質(zhì)量要符合設(shè)計(jì)和混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50010-2002）的要求10.6施工縫處的混凝土表面要求密實(shí)、鑿毛、清潔、濕潤(rùn)，在后澆混凝土?xí)r應(yīng)在施工縫處接漿并充分振搗密實(shí)。11、效益分析對(duì)于基坑開(kāi)挖范圍內(nèi)有較厚的淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土的工程，其土體的C、值較小，可塑性大，土體的自穩(wěn)定性較差

17、，一般在該地區(qū)進(jìn)行地下室深基坑施工時(shí)大多數(shù)是采用鉆孔灌注樁圍護(hù)加鋼筋混凝土內(nèi)水平桁架支撐體系，本工法借鑒中心島施工法加內(nèi)支撐體系的原理，采用地下室樓層結(jié)構(gòu)梁替代內(nèi)支撐梁，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)合理。不僅節(jié)省了內(nèi)支撐體系的造價(jià)，而且減免了內(nèi)支拆除的施工，既降低造價(jià)又縮短了工期，同時(shí)還減少了內(nèi)支撐拆除的碴土造成對(duì)環(huán)境的污染。較之純逆作法施工，本方案的實(shí)施具有施工更加方便、造價(jià)更低、工期更短、質(zhì)量易控制等優(yōu)點(diǎn)。較之中心島施工法，本方案減省了專門設(shè)置的內(nèi)支撐混凝土梁的施工與拆除費(fèi)用。經(jīng)過(guò)經(jīng)濟(jì)分析計(jì)算，本工法采用內(nèi)放坡逆頂正挖支護(hù)體系的施工技術(shù)，與完全采用內(nèi)支撐構(gòu)架體系相比，降低工程造價(jià)約180萬(wàn)元。節(jié)省工期約

18、30天；與采用中心島加內(nèi)支撐施工法，降低工程造價(jià)約120萬(wàn)元。節(jié)省工期約20天；因此本工法具有較好的實(shí)用推廣價(jià)值。12、應(yīng)用實(shí)例天津梅江灣居住區(qū)棕櫚花園1#樓工程，位于天津市河西區(qū)友誼南路西側(cè)，地下2層，地上4層，總建筑面積為32866m2，其中地下建筑面積為25481，地上建筑面積為7385，框架結(jié)構(gòu)。該工程由天津耀華投資有限公司投資興建，南通建工集團(tuán)股份有限公司承建。該工程為樁基筏板基礎(chǔ)，底板最大長(zhǎng)度214.8 m，最大寬度54.75m；底板頂面標(biāo)高為7.4米，局部分別為7.7m8.6m，-1層樓面標(biāo)高3.4m，場(chǎng)地自然地面高0.4m。地下室底板厚0.6m。基坑開(kāi)挖深度7.6m，局部開(kāi)挖深度8.8m。地下底板及外墻板采用C30