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1、地铁旁地下结构半逆作法施工探索【摘要】邻近地铁及周边地下管线和现有建筑众多的工程施工,对基坑稳定和周边环境保护要求较高,基坑施工采用逆作法、半逆作法日益增长。针对工程实际,介绍邻近地铁深基坑采用半逆作法施工的工艺方法、适用条件,分析了施工顺序中的难点及采取相应的技术措施,为类似工程施工提供借鉴。【关键词】深基坑地下结构半逆作法支撑系统"盆式"开挖1工程概况某大厦地处闹市,属旧区改造项目。由1#、2#主楼及裙楼组成,占地面积7040.6m2,建筑面积58136.0m2,地下建筑面积9408.2m2,基坑面积约4730m2。主要用途为商业、酒店式公寓等。1#、2#主楼均为地上2
2、8层,地下两层。裙房为地上4层地下两层,整个地下室连成一体。采用桩筏基础,桩基采用钻孔灌注桩。主体结构为钢筋混凝土框架-核心筒结构,裙楼为钢筋混凝土框架结构。地下两层为车库,战时为六级人防工程,平战结合。基坑南北方向长约93m,东西方向宽约59m,呈不规则形状。地下一层层高为4.5m,地下二层层高为3.7m,主楼底板板厚1.6m,裙房底板厚0.7m。主楼基坑开挖深度为9.45m(包括0.20m厚垫层),裙楼基坑开挖深度8.55m(包括0.20m厚垫层)。本工程基坑等级为一级基坑。地铁线区间隧道位于基地西侧,呈南北走向分布。基坑边距区间隧道净距约6m,平行距离约80m,地铁隧
3、道顶部深约11～15m,隧道φ6.2m。且基地周边市政管线和临近的多层、高层建筑物众多。根据项目岩土工程勘察报告揭示,本工程场地土砂性较严重,自然地面下1.5m至14m左右均为砂性土,且含水量丰富,渗透系数较大。2基坑施工方案根据本工程的基坑面积、地下室分布、开挖深度、周边环境的实际情况以及工期和造价等因素的综合考虑,基坑施工最终确定先是裙楼向下逆作,待基础底板形成后再主楼(芯筒部分)向上顺作至±0.000的半逆作法方案。采用地下连续墙+结构梁板替代水平支撑+主楼顺作、裙楼逆作的总体围护设计构想;即基坑开挖阶段采用地下连续墙作为临时围护体,结构梁板作为水平支撑,临时立柱作为
4、基坑的竖向支撑系统,裙楼地下各层结构采用由上而下的逆作施工方式,主楼待逆作施工至基底时采用由下而上的顺作施工方式。逆作施工阶段为方便土方出土,加快施工速度,在裙楼地下结构楼梯扶梯部位和主楼核芯筒剪力墙位置设置出土口,出土口周边的结构梁兼作为临时支撑作加强处理,中间设双拼H型钢临时支撑。2.1水平支撑系统以结构梁板作为基坑开挖阶段的水平支撑,其支撑刚度大,对水平变形的控制极为有效,同时也避免了大量临时支撑的设置和拆除以及临时支撑拆除过程中围护墙的二次受力和二次变形对环境造成的进一步影响,较大程度上保证了基坑的安全性。在首层结构梁板上设置专用的施工车辆运行通道及堆载梁板,作为施
5、工机械的挖土平台及车辆运输通道,主楼及裙楼局部位置预留出土口,为逆作施工阶段的出土带来极大的方便,有利于加快施工进度节约工期。52.2竖向支承系统本工程采用地下连续墙作为基坑围护结构,地下墙墙体厚度800mm,入土深度20m,在基坑开挖阶段作为竖向支承系统;钢格构临时立柱采用4L160mm×14mm角钢制作,截面为470mm×470mm,立柱桩利用主楼结构框架下的工程桩作承载体。2.3留土护壁及分块开挖本基杭工程面积较大,开挖深度也较深,基坑周边环境保护要求较高,尤其基坑西侧分布有已建成的地铁区间隧道,为进一步控制基坑大面积挖土卸荷不可避免产生的基坑变形及基底回弹隆起,最大
6、限度减少因基坑开挖对周边环境产生的影响,采取先逆作施工地下室各层梁板结构,然后盆式开挖中部区域的挖土方式;同时考虑到基坑开挖的第二层、第三层挖土工况,即顶板、中楼板结构形成后开挖至每次挖土基底的工况下,围护体的竖向暴露跨度较大,为减少围护体的跨度以控制其变形,该工况下采取基坑周边留土放坡开挖至坑底标高,其后分段开挖基坑周边的留土,并迅速浇筑垫层,使之形成对通支撑,最后再快速浇筑中楼板、基础底板,以控制基坑内的土体回弹和围护墙的变形,保护地铁及周边环境。特别是在第三层挖土工况中,由于结构底板厚度不一,垫层不在同一标高上,难以形成对撑作用;故结构底板采用分三块进行施工,先开挖两
7、主楼间的裙楼区域至基底,保留两边主楼区域土体,并迅速形成裙楼结构底板,在基坑中央形成一道刚度较大的对撑;然后再开挖两边主楼区域土体,再浇筑结构底板(图1)。3技术准备与部署3.1逆作法施工的设计特点逆作法施工需要设计与施工的紧密结合。根据目前的工程实践,逆作法施工适用于:(1)坑面积大、深度深,周围环境复杂,对变形要求较严格;(2)结构形式尽可能为框架结构,并尽可能地减少剪力墙部位的逆作施工;(3)地下室层高较高,柱网较规则且柱距较大,如采用全逆作法施工,则首层层高也应较高(以便出土机械、车辆作业施工);(4)从顶
