劉露，王貴珍、2，劉志永，李英民，劉立平

（1重慶大學(xué)土木工程學(xué)院重慶4000452重慶工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院重慶400037）

逆作法在南坪交通樞紐工程基坑支護(hù)中的應(yīng)用

劉露1，王貴珍1、2，劉志永3，李英民1，劉立平1

（1重慶大學(xué)土木工程學(xué)院重慶4000452重慶工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院重慶400037）

隨著高層建筑及地下結(jié)構(gòu)的發(fā)展，深基坑支護(hù)技術(shù)越來越成為建筑工程領(lǐng)域關(guān)注的問題之一。逆作法施工基坑支護(hù)技術(shù)解決了施工場(chǎng)地受限、地基變形等問題，并縮短施工周期，節(jié)約工程造價(jià)，在高層建筑及地下結(jié)構(gòu)中得到了廣泛的應(yīng)用。本文結(jié)合南坪交通樞紐工程中應(yīng)用的逆作法基坑支護(hù)技術(shù)，介紹了板肋式錨桿擋墻、樁柱式錨索擋墻、錨噴護(hù)壁、擋土墻聯(lián)合支護(hù)結(jié)構(gòu)體系的施工工藝，并給出了相關(guān)施工工藝難點(diǎn)的解決方案，為同類工程提供了一定的借鑒。

逆作法；基坑支護(hù)；基坑開挖；錨噴工藝

1 概述

逆作法是近年發(fā)展起來的一項(xiàng)基坑支護(hù)技術(shù)，是（超）高層建筑多層地下室和其他多層地下結(jié)構(gòu)施工的有效方法之一。在上世紀(jì)70年代末和80年初，高層建筑與地基基礎(chǔ)共同作用理論局限于高層建筑與地基基礎(chǔ)（包括天然地基和樁基）。進(jìn)入90年代，該理論已發(fā)展為非線性空間基坑工程設(shè)計(jì)理論，并應(yīng)用于深基坑工程和港口工程中。而最早應(yīng)用于地下連續(xù)墻和深基坑工程中則是由同濟(jì)大學(xué)趙錫宏高層建筑與地基基礎(chǔ)共同作用課題組提出的。本文結(jié)合南坪交通樞紐工程中應(yīng)用的逆作法基坑支護(hù)技術(shù)，介紹了板肋式錨桿擋墻、樁柱式錨索擋墻、錨噴護(hù)壁、擋土墻聯(lián)合支護(hù)結(jié)構(gòu)體系的施工工藝，并給出了相關(guān)施工工藝難點(diǎn)的解決方案，以期進(jìn)一步促進(jìn)逆作法施工在深基坑工程中的應(yīng)用。

2 南坪交通樞紐工程概況

南坪中心交通樞紐工程位于重慶市南岸區(qū)南坪工貿(mào)至南坪舊車交易市場(chǎng)一帶，地處南坪商業(yè)繁華地帶，擬建工程兩側(cè)均為高層或多層建筑。它的建設(shè)將大大改善南坪中心交通樞紐功能，加速重慶市的市政建設(shè)和經(jīng)濟(jì)開發(fā)，具有促進(jìn)重慶市經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的重要意義。

該工程是一項(xiàng)大型市政工程，包括南坪南、北路及與其相連的匝道改造、輕軌道路及地下四層車站，總長(zhǎng)640m。該工程土石方開挖量大，約51.9萬m3，石方比重達(dá)46.8萬m3。該工程開挖深度深近30m，護(hù)壁樁深達(dá)39m，加之離周邊建筑最近處不足4m，地下管網(wǎng)多，土石方施工難度大。

3 逆作法施工原理

逆作法一般用于建筑深基坑工程施工中，它的基本原理為：先沿建筑物地下軸線或周圍施工地下連續(xù)墻，或在建筑物內(nèi)部的有關(guān)位置，以型鋼柱或鋼管柱等作為中間逆作柱，或澆筑或打下中間支承柱，作為施工期間在底板封底之前的承受上部結(jié)構(gòu)自重和施工荷載的支撐；然后利用地下連續(xù)墻和逆作柱做各層面的支撐承重，把逆作柱逐層當(dāng)成原設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)柱（即承重結(jié)構(gòu)）承受臨時(shí)施工的全部荷載。由此形成的由分界層同時(shí)向地上、地下組織施工，然后由上向下逐層開挖土方和澆筑地下結(jié)構(gòu)，直至底板封底的一種施工方法。

4 逆作法支護(hù)工藝

本工程基坑開挖支護(hù)采用逆作業(yè)法，施工層面自上而下，開挖一層支護(hù)一層，邊開挖邊噴錨（或擋土板施工）。每層施工面開挖不應(yīng)大于3.0m，控制在土釘位置往下0.3～0.5m左右，便于錨桿成孔施工。采用機(jī)械鉆孔（主要采用潛孔鉆成孔），人工制安錨桿鋼筋或錨索體。由于基坑支護(hù)和基坑開挖穿插施工，因此施工組織要合理安排?；臃譃楸茀^(qū)和車輛通行區(qū)?；又ёo(hù)施工在車輛通行區(qū)內(nèi)實(shí)施，待分層爆破完成后，轉(zhuǎn)移至另一側(cè)施工，依次往復(fù)循環(huán)直至基坑底部。

4.1 板肋式錨桿擋墻+錨噴工藝

板肋式錨桿擋墻+錨噴施工，其施工工藝如下：

施工準(zhǔn)備→定位放線→（邊坡土石方開挖）→鉆孔→錨桿制安→壓漿、養(yǎng)護(hù)→肋梁及面板鋼筋制安→肋梁模板支設(shè)→肋梁混凝土→噴射混凝土面板→錨桿試驗(yàn)。

邊坡施工時(shí)邊開挖邊加固，即開挖一級(jí)，防護(hù)一級(jí)，不得一次開挖到底。根據(jù)各工點(diǎn)工程立面圖，按設(shè)計(jì)要求，將錨孔位置準(zhǔn)確測(cè)放在坡面上，孔位誤差不得超過±50mm。鉆孔采取干鉆，以確保錨桿施工不致于惡化邊坡巖體的工程地質(zhì)條件并保證孔壁的粘結(jié)性能。鉆孔過程中，對(duì)每個(gè)孔的地層變化，鉆進(jìn)狀態(tài)（鉆壓、鉆速）、地下水及一些特殊情況作好現(xiàn)場(chǎng)施工記錄。如遇塌孔縮孔、卡鉆等不良鉆進(jìn)現(xiàn)象時(shí)，須立即停鉆，及時(shí)進(jìn)行固壁灌漿處理（灌漿壓力0.1～0.2MPa），待水泥砂漿初凝后，重新掃孔鉆進(jìn)。錨桿在組裝前，鋼筋應(yīng)除油污、去銹，嚴(yán)格按設(shè)計(jì)尺寸下料，每根鋼筋長(zhǎng)度誤差不應(yīng)大于50mm；鋼筋應(yīng)按一定規(guī)律平直排列，沿桿體軸線方向每隔2.0m設(shè)一定位支架；鋼筋接長(zhǎng)按施工規(guī)范焊接或機(jī)械連接。安放錨桿體時(shí)應(yīng)防止桿體扭轉(zhuǎn)、彎曲，桿體放入角度與鉆孔角度保持一致。

壓漿采用機(jī)械拌制砂漿，壓漿機(jī)壓漿，壓漿壓力為0.5～1.0 MPa，壓漿管采用Φ30左右的鋼管（或內(nèi)徑相當(dāng)?shù)哪z皮管）作導(dǎo)管，導(dǎo)管同錨桿一起放入鉆孔中，管端距孔底50～100mm，壓漿過程中做好記錄，根據(jù)壓入砂漿的量控制導(dǎo)管的拔出量。壓漿前要注意檢查壓漿管、排氣管是否暢通，止?jié){器是否完好。注漿結(jié)束后，將注漿管、注漿槍和注漿套管清洗干凈，同時(shí)做好注漿記錄。壓漿完后注意養(yǎng)生，在砂漿強(qiáng)度未達(dá)到70%前不能擾動(dòng)。

肋梁采用混凝土整體澆筑，模板采用建筑用標(biāo)準(zhǔn)組合模板立模，拼縫嚴(yán)密，內(nèi)刷脫模劑，外用鋼管腳手架支撐加固。豎橫向支撐必須牢固、可靠，保證混凝土澆筑過程中不變形，不跑模，以滿足混凝土面板的整體平整度達(dá)到施工規(guī)范要求。

由于是自上而下分層開挖，分層支護(hù)，在下層澆筑混凝土?xí)r，需將模板上口做成喇叭口，便于混凝土的澆筑。噴射作業(yè)應(yīng)分段分片依次進(jìn)行，噴射順序自下而上。為保證噴射混凝土厚度達(dá)到均勻的設(shè)計(jì)值，在邊壁上隔一定距離打入垂直短鋼筋作為厚度定位標(biāo)志。噴射混凝土的射距宜保持在0.6～1.0m范圍內(nèi)，并使射流垂直于壁面。噴射混凝土的路線可從壁面下方逐漸向上進(jìn)行，但底部鋼筋網(wǎng)搭接長(zhǎng)度范圍以內(nèi)不得噴射混凝土，待與下級(jí)邊坡面板鋼筋搭接綁扎之后再與下層壁面同時(shí)噴射混凝土?；炷撩鎸咏涌p做成45°角斜面搭接。

4.2 錨拉樁擋墻+噴錨工藝

該工程設(shè)計(jì)的樁柱式錨索擋墻是永久性支護(hù)。由于該工程施工環(huán)境復(fù)雜，施工難度大，為了保證施工工期、質(zhì)量，把對(duì)周圍建筑的影響降低到最小程度，故本工程主要采用跳樁開挖，錨索、面板采用逆作法。

錨拉樁擋墻+錨噴技術(shù)施工順序如下：

施工準(zhǔn)備→施工定位放線→挖孔樁土石方施工→樁鋼筋籠制安及錨索孔預(yù)埋件、面板預(yù)埋胡子筋制作及安裝→樁混凝土澆筑→第一級(jí)邊坡土石方→鉆孔、清孔→錨索制安→壓漿、養(yǎng)生→預(yù)應(yīng)力張拉→面板鋼筋制安→面板噴射混凝土→第二級(jí)邊坡開挖（依次循環(huán)）→錨索試驗(yàn)。

挖孔樁土石方采用人工開挖，配合絞車提升，人員上下使用柔性爬梯。由于地下巖層堅(jiān)硬，采取輔助風(fēng)鎬或水鉆沿樁孔四周鉆孔人工鑿打至設(shè)計(jì)標(biāo)高。土方開挖棄土應(yīng)盡量遠(yuǎn)離孔口，挖出的棄渣，及時(shí)裝車外運(yùn)。雨季施工時(shí)，孔口搭設(shè)雨棚。

樁孔護(hù)壁同時(shí)使用挖孔樁孔口護(hù)筒和樁身護(hù)壁，各自施工工藝如下：

孔口護(hù)筒：護(hù)筒可以整理孔口地面。做好樁區(qū)地表截、排水及防滲工作。襯砌及圍埂可采用磚砌體，此時(shí)孔口地面下0.5m內(nèi)應(yīng)先做好加強(qiáng)襯砌，孔口地面上加筑適當(dāng)高度的圍埂，比地面高出不低于30cm，也可以直接采用鋼筋混凝土護(hù)壁當(dāng)做護(hù)筒。第一節(jié)護(hù)壁高出地坪150～200mm，便于擋土、擋水，樁位軸線和高程均要標(biāo)定在第一節(jié)護(hù)壁上口，護(hù)壁厚度一般取100～150mm。為防止樁孔壁坍方，確保安全施工，成孔要設(shè)置鋼筋混凝土(或混凝土)井圈（圖1）。

樁身護(hù)壁：在土層、強(qiáng)風(fēng)化層破碎帶設(shè)置混凝土護(hù)壁，每段護(hù)壁1m左右，原槽支模澆筑混凝土，護(hù)壁混凝土強(qiáng)度采用C20；在中風(fēng)化巖層，可不設(shè)護(hù)壁。護(hù)壁模板支撐圖如圖1所示。

圖1 護(hù)壁模板支撐圖

樁孔護(hù)壁混凝土每挖完一節(jié)以后要立即澆筑混凝土。人工澆筑，人工搗實(shí)，混凝土強(qiáng)度為C20，坍落度控制在80～100mm，確?？妆诘姆€(wěn)定性。每節(jié)樁孔護(hù)壁做好以后，必須將樁位十字軸線和標(biāo)高測(cè)設(shè)在護(hù)壁的上口，然后用十字線對(duì)中，吊線墜向井底投設(shè)，以半徑尺桿檢查孔壁的垂直平整度。然后進(jìn)行修整，井深必須以基準(zhǔn)點(diǎn)為依據(jù)，逐根進(jìn)行引測(cè)，保證樁孔軸線位置、標(biāo)高、截面尺寸滿足設(shè)計(jì)要求。

樁鋼筋籠和錨索孔預(yù)埋件采用在鋼筋房預(yù)制作，制作好半成品按型號(hào)放置，并加以標(biāo)識(shí)?，F(xiàn)場(chǎng)綁扎時(shí)按需用型號(hào)及數(shù)量送至現(xiàn)場(chǎng)，人工綁扎鋼筋籠綁扎安裝時(shí)注意定位準(zhǔn)確，綁扎整齊、結(jié)實(shí)。

由于錨索穿過錨拉樁，為防止錨索施工鉆孔時(shí)遇到鋼筋阻礙，樁身混凝土澆筑前為錨索孔道預(yù)埋套筒。錨索孔預(yù)埋套筒為鋼管，要求定位尺寸，角度準(zhǔn)確。確?？v橫誤差不得超過±50mm，高程誤差不得超過±100mm，鉆孔傾角和方向符合設(shè)計(jì)要求，傾角允許誤差位±1.0°，方位允許誤差±2.0°。樁身混凝土施工前按設(shè)計(jì)要求預(yù)埋擋板連接胡子筋。

樁身混凝土采用商品混凝土，為保證混凝土澆筑時(shí)不碰撞預(yù)埋套管，采用導(dǎo)管澆筑混凝土。

4.3 重力式擋墻

根據(jù)設(shè)計(jì)圖對(duì)各段擋土墻進(jìn)行施工放樣，確定擋土墻的位置，開挖基腳，放置測(cè)量控制點(diǎn)，并在施工中及時(shí)進(jìn)行測(cè)量檢查。擋墻每15m設(shè)置伸縮縫，縫寬20mm，縫中填塞瀝青麻筋，瀝清木板或其它有彈性的防水材料填塞，填塞深度不小于200mm。為防止泄水孔堵塞，在泄水孔進(jìn)口處設(shè)置反濾層。反濾層必須用透水性材料（如卵石、砂礫石等）為防積水滲入基礎(chǔ)，反濾層尺寸為500×500×300。擋墻每4m設(shè)置泄水孔，泄水孔采用Φ50PVC管，外斜5%，梅花狀上下左右交錯(cuò)設(shè)置。在地下水較多或有大股水流處，泄水孔加密布置，最下一排泄水孔的出水口應(yīng)高出地面≥300mm。澆筑擋土墻時(shí)，所用石料應(yīng)堅(jiān)固，不易風(fēng)化，其最小厚度150mm，強(qiáng)度大于30MPa，M7.5砂漿現(xiàn)場(chǎng)拌制，配合比符合要求，按照設(shè)計(jì)圖紙標(biāo)明的尺寸，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量放樣。墻體完工后要及時(shí)養(yǎng)護(hù)，采用

灑水和覆蓋相結(jié)合的方法進(jìn)行，養(yǎng)護(hù)由專人負(fù)責(zé)定時(shí)灑水，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得小于7天。

5 逆作法施工在應(yīng)用中的難點(diǎn)及解決方案

5.1 當(dāng)采用逆作業(yè)施工方法時(shí)，地下結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生很多施工縫，接頭防水處理難度大。本工程結(jié)構(gòu)防水以鋼筋混凝土自防水為主，防排結(jié)合，以施工縫、變形縫等接縫防水為重點(diǎn)，輔以附加防水層加強(qiáng)防水。防水層鋪設(shè)由防水專業(yè)隊(duì)伍施工，每道防水施工由專職質(zhì)檢員檢查把關(guān)，直至達(dá)到規(guī)范和設(shè)計(jì)要求。

5.2 本工程基坑開挖后，由于地表層的滯水濕層和滲水及天氣降雨，會(huì)造成基坑大量積水。這部分積水應(yīng)及時(shí)排除，如不及時(shí)排除，勢(shì)必影響施工，所以在每層開挖中距坑壁約1.5～2m遠(yuǎn)開設(shè)一條0.5×0.5的臨時(shí)排水溝，并每隔一定距離挖一個(gè)1.5～2m深的2m×2m見方的集水坑，并用水泵及時(shí)將積水抽至坑外排水系統(tǒng)。

5.3 由于采用逆作業(yè)法施工縫比較多，故防水質(zhì)量的保證顯得極為重要。本工程結(jié)構(gòu)防水重點(diǎn)是抓好防水混凝土的施工工藝及防水層施作的施工工藝。防水混凝土結(jié)構(gòu)施工時(shí)，固定模板用的鐵絲和螺栓不宜穿過防水混凝土結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)內(nèi)部設(shè)置的各種鋼筋以及綁扎鐵絲，均不得接觸模板。如固定模板用的螺栓必須穿過防水混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)采取止水措施，一般采用在螺栓或套管上加焊止水環(huán)，止水環(huán)必須滿焊，環(huán)數(shù)應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。固定設(shè)備用的螺栓等預(yù)埋件，應(yīng)在澆灌混凝土前埋入。如必須在混凝土中預(yù)留錨孔時(shí)，預(yù)留孔底部須保留至少150mm厚的混凝土。

6 結(jié)束語(yǔ)

逆作法支護(hù)施工工藝，具有環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，對(duì)基坑周邊環(huán)境影響小，節(jié)約施工場(chǎng)地，施工工期相對(duì)較短，工程施工成本低等優(yōu)點(diǎn)。隨著新的機(jī)械設(shè)備、儀器在工程施工中的廣泛應(yīng)用，逆作法支護(hù)的施工能力、精度及施工組織協(xié)調(diào)能力將得到大大提高。但是，逆作法施工也存在很多不足之處，需要進(jìn)一步完善，如結(jié)構(gòu)支撐豎向位置對(duì)施工取土的限制，重要節(jié)點(diǎn)的施工質(zhì)量保證措施，在眾多中間立柱和降水井點(diǎn)管間施工機(jī)械的合理選擇和正確操作，各類工種科學(xué)合理地組織安排工作等。當(dāng)然，這些技術(shù)問題會(huì)在實(shí)踐中不斷得到更好的解決，逆作法也將會(huì)因其獨(dú)特的工藝優(yōu)勢(shì)，成為高層建筑及城市地下空間開發(fā)建設(shè)中不可替代的重要方法。

[1]徐至鈞，趙錫宏.逆作法設(shè)計(jì)與施工[J].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2002.

[2]董利華，楊兔德，徐紹仲，屠森祥.某大廈深基坑支護(hù)方案的修改與施工[J].嘉興學(xué)院學(xué)報(bào)，2004(3).

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[4]李鐘.深基坑支護(hù)技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].巖土工程界. 2004，(1).

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責(zé)任編輯：余詠梅

Application of Inverse Construction Method in the foundation Support of the Transport Hub Program in Nanping district

Deep excavation technology is becoming one of the focuses in the field of construction with the development of high-rise buildings and underground constructions.The reverse construction and foundation support technology can be used to solve problems like limitation of construction site, and ground deformation.As it can also shorten the construction period of project and save cost,it is widely applied in high-rise buildings and underground structures.With the combination of the application of inverse construction method foundation support technology,this thesis introduces construction technology of rib anchored retaining wall,piled retaining wall anchor,anchor wall,and supporting structure to be used in the grand system. finally,it gives forward solutions dealing with the difficulties and provides references to some similar projects.

inverse construction method;foundation support;excavation;anchor technology

TU755

A

1671-9107（2010）09-0045-04

論文：建設(shè)部節(jié)能省地型建筑科技示范工程項(xiàng)目；重慶市建設(shè)科技計(jì)劃項(xiàng)目

10.3969／j.issn.1671-9107.2010.9.045

2010-7-16

劉露（1986-），女，重慶永川人，碩士研究生，主要從事結(jié)構(gòu)工程計(jì)算。

李英民（1968-），男，山東無棣人，工學(xué)博士，教授，博士生導(dǎo)師，重慶大學(xué)土木工程學(xué)院副院長(zhǎng)。主要從事工程結(jié)構(gòu)地震動(dòng)輸入、結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方法等研究。