论文部分内容阅读
摘要：地下逆作土方暗挖速度直接关系到地下连续墙支护结构的稳定性，进而影响临近建筑的沉降。故确保安全基础上提高逆作土方暗挖效率，充分利用“时间效用”减少支护结构的变形量，如何在复杂环境下，采取一些施工技术措施充分提高“逆作法”土方暗挖效率为逆作法工程一大难题。
关键词：逆作法；土方暗挖； 支护变形
1.引言
随着城市的快速发展，许多老旧建筑面临拆除重建。然城市空间较为密集，尤其市区建筑密度大，邻近建筑物及周围环境对沉降变形敏感，加上城市中心对地下空间利用率要求高，故市区中心大型建筑扩建或改造多目前多采用“逆作法”施工。国内目前市区中心或建筑周围环境复杂情况，且建筑地下空间大，建筑功能多的工程采用“逆作法”施工，一方面保证周围支护结构的稳定性，其次加快了工程整体的施工进度。如何提高逆作法土方暗挖效率，从而减少支护结构的空间变形量，施工逆作法施工安全的关键。
2.工程概况
合肥花园宾馆改扩建工程地处合肥市传统商业区域，位于老城区核心位置，是安徽省目前最大最深的“逆作法”施工项目，地下室单层建筑面积约9000平米，最大开挖深度约25米。周围建筑结构多为高层及60-90年代老旧多层房屋，工程施工过程中，对整体支护稳定性要求极高。主塔楼180米，建成后将是合肥市中心长江路上最高楼，集酒店、商业、住宅为一体的多功能建筑。围护墙体为1000mm厚地下连续墙，基坑开挖深度22.05～25.45m。本工程采用“裙楼逆作、主楼顺作”的顺逆结合方案。基坑周边采用“两墙合一”的地下连续墙，既作为基坑开挖阶段的挡土止水围护体，同时作为地下室结构外墙。基坑内部以“一桩一柱”的形式作竖向支撑。地下五层结构梁板由上至下逆向施工，以地下结构各层结构梁板作为地下结构水平支撑，主楼和商住楼区域采用临时支撑，作为逆作法出土口，与地下结构竖向支撑体系共同形成一个闭合的框架支撑体系。
3.逆作法施工土方暗挖工艺
逆作法施工多应用地下室空间较大，较深的地下室结构，是目前地下大空间结构施工较为安全的施工工艺体系，逆作法多采用格构柱或钢管柱作为竖向支撑构件，每施工养护完成一层顶板结构后，自上而下施工，待上一层顶板混凝土龄期达到要求后，拆除模板架体支撑体系，采用挖机进入进行暗挖作业翻倒取土，将土方翻倒至吊土口，再往往利用克令吊等吊土设备，将土方自下而上吊运至地下室顶板上，集中堆放外运。土方开挖过程中，需严格采取分段跳挖，逐层取土且过程监测的方式确保基坑支护地下连续墙的稳定性，机械进行暗挖，开挖难度较大，竖向支撑构件净距多为5-7米，挖机、推土机等机械操作空间狭小，且不得碰钢管柱，施工往往难度极大。
4.复杂环境下，提高逆作法土方暗挖效率的关键技术措施
工程地下室逆作阶段，土方基本处于暗挖状态，支护采用地下连续墙结构（兼做地下室外墙），由于工程周围地上临近危房较多，故地下逆作土方暗挖速度及相应地下室顶板水平支撑施工及养护直接关系到地下连续墙支护结构的稳定性，进而影响临近建筑的沉降。故确保安全基础上提高逆作土方暗挖效率，充分利用“时间效用”减少支护结构的变形量，是本工程逆作法施工阶段的施工安全重点。
4.1逐层开挖，分层取土，支护预留反压土，整体平行施工
逆作土方开挖过程中，传统方法自外往内，为了开挖操作方便，一次取土至既定标高。如按此方法开挖，由于原状土的侧向应力突然释放，必定会导致支护结构在水平方向有一个急剧变形量。故项目部技术部通过咨询资深专家及现场局部开挖监测试验的基础上，确定采用逐层开挖、分层取土，在大、小挖机可正常操作的基础上，逐层往下取土并在支护地下连续墙结构边预留一跨反压土，减少支护地连墙的竖向外露高度。采用此方法进行土方暗挖，原状土层水平方向应力释放均匀，支护地下连续墙结构变形不会发生急剧变化。
4.2短支模技术代替地膜技术，提高土方暗挖作业空间，加快暗挖效率
原图纸设计逆作阶段采用地模施工技术，且目前合肥类似逆作法项目采用此技术施工地下室结构过程中安全稳定。但考虑合肥区域土质整体较好，地下孔洞、管涌情况整体较少，在通过局部开挖及监测试验的基础上，采用短支模技术代替传统地模技术，确定开挖至楼板以下2.5m后浇筑垫层，采用短支模施工地下室顶板结构。通过此方法，土方开挖过程中，靠近外部土方均可采用大型挖机进行直接开挖翻倒，暗挖效率大大提高，且机械竖向操作空间增大，亦加快了小挖机暗挖作业的效率。整体暗挖速率大大提高，利用支护结构变形的时间效用，尽快完成地下室顶板结构作业水平支撑。采用此技术，在确保支护变形的前提上，大大减少了土方暗挖作业的时间，且支模技术成熟稳定，确保了结构几何尺寸，且加快了地下室结构施工钢筋工程、模板工程的施工速率，一定程度上减少了支护结构变形量。
4.3砂层降水、风化岩层洒水，针对不同土层采取措施，加快土层暗挖速率
砂层、风化岩层土方暗挖新思路。逆作開挖至砂层时，优先降水并监测水位至既定标高后，方可开挖，避免了机械操作的沉陷进而造成土方暗挖停滞，效率降低。砂层含水率高，充分降水后开挖，在确保原状土不动的情况下，减少了机械沉陷的可能，现场开挖效率较高。开挖至风化泥质砂岩后，通过利用其他区段的降水井中的地下水进行喷洒，软化泥质砂岩，并通过挖机网格状“捣洞”，孔洞抓挖的方式，进而提高泥质风化岩的开挖效率。针对合肥土质泥质砂岩的特殊性，接触水和空气即可软化的特质，减少了大面破除的工程量，现场开挖效率明显较高。
4.4布置监测点，暗挖过程中实时监测
针对周围建筑及环境的敏感性，提前编制了《基坑及周围建筑监测方案》，委托第三方资质监测单位对工程全过程监测，并对基坑周围临近建筑及地表布置沉降观测点。施工过程中根据现场逆作暗挖工作面，实时监测支护结构地下连续墙变形情况及周围临近建筑及地表沉降量，形成数据对比分析，严格指导施工作业。
5.结语
通过合肥花园宾馆“逆作法”施工项目，面临周围临近危房结构的复杂敏感环境情况下，现场采用一系列技术及措施加快逆作法施工土方暗挖施工速率的应用实践，总结出以下经验：逆作法施工土方暗挖效率直接影响到支护整体的变形量，进而影响整体支护结构的稳定性，逐层取土，分层取土，平行施工，提高暗挖作业空间，优化机械选择，针对不同土层采取不同技术措施等，可大大提高土方暗挖效率，减少支护体系变形时间，减小变形量，保证整体基坑稳定。
参考文献：
[1]JGJ79-2012，《建筑地基处理技术规范》[S]，中国建筑工业出版社，中华人民共和国住房和城乡建设部，2013年3月1日。
[2]DG/TJ08-2073-2010，《地下连续墙施工规程》[S]，上海市城乡建设和交通委员会，2010年8月1日
[3]王允恭、王卫东、应惠清等.逆作法设计施工与实例
[4]范后春，卓世华，黄超，《某超深基坑逆作法土方开挖技术》，施工技术2012.4
关键词：逆作法；土方暗挖； 支护变形
1.引言
随着城市的快速发展，许多老旧建筑面临拆除重建。然城市空间较为密集，尤其市区建筑密度大，邻近建筑物及周围环境对沉降变形敏感，加上城市中心对地下空间利用率要求高，故市区中心大型建筑扩建或改造多目前多采用“逆作法”施工。国内目前市区中心或建筑周围环境复杂情况，且建筑地下空间大，建筑功能多的工程采用“逆作法”施工，一方面保证周围支护结构的稳定性，其次加快了工程整体的施工进度。如何提高逆作法土方暗挖效率，从而减少支护结构的空间变形量，施工逆作法施工安全的关键。
2.工程概况
合肥花园宾馆改扩建工程地处合肥市传统商业区域，位于老城区核心位置，是安徽省目前最大最深的“逆作法”施工项目，地下室单层建筑面积约9000平米，最大开挖深度约25米。周围建筑结构多为高层及60-90年代老旧多层房屋，工程施工过程中，对整体支护稳定性要求极高。主塔楼180米，建成后将是合肥市中心长江路上最高楼，集酒店、商业、住宅为一体的多功能建筑。围护墙体为1000mm厚地下连续墙，基坑开挖深度22.05～25.45m。本工程采用“裙楼逆作、主楼顺作”的顺逆结合方案。基坑周边采用“两墙合一”的地下连续墙，既作为基坑开挖阶段的挡土止水围护体，同时作为地下室结构外墙。基坑内部以“一桩一柱”的形式作竖向支撑。地下五层结构梁板由上至下逆向施工，以地下结构各层结构梁板作为地下结构水平支撑，主楼和商住楼区域采用临时支撑，作为逆作法出土口，与地下结构竖向支撑体系共同形成一个闭合的框架支撑体系。
3.逆作法施工土方暗挖工艺
逆作法施工多应用地下室空间较大，较深的地下室结构，是目前地下大空间结构施工较为安全的施工工艺体系，逆作法多采用格构柱或钢管柱作为竖向支撑构件，每施工养护完成一层顶板结构后，自上而下施工，待上一层顶板混凝土龄期达到要求后，拆除模板架体支撑体系，采用挖机进入进行暗挖作业翻倒取土，将土方翻倒至吊土口，再往往利用克令吊等吊土设备，将土方自下而上吊运至地下室顶板上，集中堆放外运。土方开挖过程中，需严格采取分段跳挖，逐层取土且过程监测的方式确保基坑支护地下连续墙的稳定性，机械进行暗挖，开挖难度较大，竖向支撑构件净距多为5-7米，挖机、推土机等机械操作空间狭小，且不得碰钢管柱，施工往往难度极大。
4.复杂环境下，提高逆作法土方暗挖效率的关键技术措施
工程地下室逆作阶段，土方基本处于暗挖状态，支护采用地下连续墙结构（兼做地下室外墙），由于工程周围地上临近危房较多，故地下逆作土方暗挖速度及相应地下室顶板水平支撑施工及养护直接关系到地下连续墙支护结构的稳定性，进而影响临近建筑的沉降。故确保安全基础上提高逆作土方暗挖效率，充分利用“时间效用”减少支护结构的变形量，是本工程逆作法施工阶段的施工安全重点。
4.1逐层开挖，分层取土，支护预留反压土，整体平行施工
逆作土方开挖过程中，传统方法自外往内，为了开挖操作方便，一次取土至既定标高。如按此方法开挖，由于原状土的侧向应力突然释放，必定会导致支护结构在水平方向有一个急剧变形量。故项目部技术部通过咨询资深专家及现场局部开挖监测试验的基础上，确定采用逐层开挖、分层取土，在大、小挖机可正常操作的基础上，逐层往下取土并在支护地下连续墙结构边预留一跨反压土，减少支护地连墙的竖向外露高度。采用此方法进行土方暗挖，原状土层水平方向应力释放均匀，支护地下连续墙结构变形不会发生急剧变化。
4.2短支模技术代替地膜技术，提高土方暗挖作业空间，加快暗挖效率
原图纸设计逆作阶段采用地模施工技术，且目前合肥类似逆作法项目采用此技术施工地下室结构过程中安全稳定。但考虑合肥区域土质整体较好，地下孔洞、管涌情况整体较少，在通过局部开挖及监测试验的基础上，采用短支模技术代替传统地模技术，确定开挖至楼板以下2.5m后浇筑垫层，采用短支模施工地下室顶板结构。通过此方法，土方开挖过程中，靠近外部土方均可采用大型挖机进行直接开挖翻倒，暗挖效率大大提高，且机械竖向操作空间增大，亦加快了小挖机暗挖作业的效率。整体暗挖速率大大提高，利用支护结构变形的时间效用，尽快完成地下室顶板结构作业水平支撑。采用此技术，在确保支护变形的前提上，大大减少了土方暗挖作业的时间，且支模技术成熟稳定，确保了结构几何尺寸，且加快了地下室结构施工钢筋工程、模板工程的施工速率，一定程度上减少了支护结构变形量。
4.3砂层降水、风化岩层洒水，针对不同土层采取措施，加快土层暗挖速率
砂层、风化岩层土方暗挖新思路。逆作開挖至砂层时，优先降水并监测水位至既定标高后，方可开挖，避免了机械操作的沉陷进而造成土方暗挖停滞，效率降低。砂层含水率高，充分降水后开挖，在确保原状土不动的情况下，减少了机械沉陷的可能，现场开挖效率较高。开挖至风化泥质砂岩后，通过利用其他区段的降水井中的地下水进行喷洒，软化泥质砂岩，并通过挖机网格状“捣洞”，孔洞抓挖的方式，进而提高泥质风化岩的开挖效率。针对合肥土质泥质砂岩的特殊性，接触水和空气即可软化的特质，减少了大面破除的工程量，现场开挖效率明显较高。
4.4布置监测点，暗挖过程中实时监测
针对周围建筑及环境的敏感性，提前编制了《基坑及周围建筑监测方案》，委托第三方资质监测单位对工程全过程监测，并对基坑周围临近建筑及地表布置沉降观测点。施工过程中根据现场逆作暗挖工作面，实时监测支护结构地下连续墙变形情况及周围临近建筑及地表沉降量，形成数据对比分析，严格指导施工作业。
5.结语
通过合肥花园宾馆“逆作法”施工项目，面临周围临近危房结构的复杂敏感环境情况下，现场采用一系列技术及措施加快逆作法施工土方暗挖施工速率的应用实践，总结出以下经验：逆作法施工土方暗挖效率直接影响到支护整体的变形量，进而影响整体支护结构的稳定性，逐层取土，分层取土，平行施工，提高暗挖作业空间，优化机械选择，针对不同土层采取不同技术措施等，可大大提高土方暗挖效率，减少支护体系变形时间，减小变形量，保证整体基坑稳定。
参考文献：
[1]JGJ79-2012，《建筑地基处理技术规范》[S]，中国建筑工业出版社，中华人民共和国住房和城乡建设部，2013年3月1日。
[2]DG/TJ08-2073-2010，《地下连续墙施工规程》[S]，上海市城乡建设和交通委员会，2010年8月1日
[3]王允恭、王卫东、应惠清等.逆作法设计施工与实例
[4]范后春，卓世华，黄超，《某超深基坑逆作法土方开挖技术》，施工技术2012.4