鬧市區(qū)穿越道路地下工程蓋挖逆作技術(shù)分析

張鵬飛

（中冶天工集團渤海公司，天津 300301）

隨著城市建設(shè)發(fā)展，用地緊張，地下工程成為趨勢。為了不影響城市交通的正常運行及其他交叉作業(yè)施工，地下工程逆作法施工越來越多。逆作是從上到下進行施工，建筑本身作為支撐結(jié)構(gòu)，隨著基坑開挖同步跟進，確保施工安全性[1]。這種方法多用于地鐵施工，特別是修建大型的綜合性地鐵車站[2]。逆作施工圍護結(jié)構(gòu)大多采用利用成槽機作業(yè)形成的地下連續(xù)墻，成本高，施工復(fù)雜[3]。逆作法在地下工程施工穿越城市中道路也有應(yīng)用；但因為施工時上面道路要正常能行且市中心地段沒有采用大開挖方式施工的條件，所以采用蓋挖逆作法施工。鉆孔咬合樁作為圍護結(jié)構(gòu)，很少應(yīng)用于蓋挖逆作法[4]。本文以實際工程為例，介紹了鉆孔咬合樁作為圍護結(jié)構(gòu)應(yīng)用于蓋挖逆作法施工。

1 工程概況

某商業(yè)建筑分為A、B、C、D4個地塊，地下2層，地上局部2層，基礎(chǔ)埋深-11.3 m，位于城市繁華路段并橫穿道路，穿越道路長度45 m。此道路為城市主要交通，四周有商場、停車場、辦公樓、居民樓等，場地較小，最窄處寬度為14.13 m，施工期間道路必須正常通行。見圖1。

圖1 工程位置及分區(qū)

場區(qū)地層自上而下劃分為5個地質(zhì)層，依次為：①雜填土、②圓礫、③粉質(zhì)粘土、④圓礫、⑤礫巖。地下水屬第四系潛水，圓礫層為其含水層，具有微承壓性，埋深9.60～10.0 m，水位326.49～327.03 m。

2 施工方案

項目位于市中心區(qū)域，南側(cè)緊鄰居民小區(qū)，北側(cè)為旱河，施工場地狹長、體量大；基本無工作面；基坑開挖至紅線距離小，布置臨時道路困難。采用咬合樁作為深基坑圍護結(jié)構(gòu)，其中過路段采用半幅蓋挖逆作法施工。過路段首先進行分區(qū)導(dǎo)行，分區(qū)施工基坑支護咬合樁和頂板后，回填恢復(fù)道路通行。頂板承受回填土靜荷載和車輛的動荷載，綜合荷載作用下，對頂板的支撐體系安全可靠性的要求較高，因此支撐體系的選擇和設(shè)計成為重點。

采用灌注樁做支撐，安全性好，施工方便，可以和支護體系同時施工；但支撐頂板和綜合荷載需直徑較大的樁，與主體形成后的協(xié)調(diào)性較差，處理復(fù)雜且施工樓板時與灌注樁的連接存在問題。采用鋼格構(gòu)柱做支撐，主體形成后對格構(gòu)柱的處理比較容易且樓板與格構(gòu)柱的連接也較為簡單；但格構(gòu)柱根部的固定和格構(gòu)柱的施工質(zhì)量較難控制。

對2種支撐的優(yōu)缺點進行對比，格構(gòu)柱對工程整體基本沒有影響，而且處理比較方便，所以選用格構(gòu)柱作為過路段蓋挖逆作處的支撐體系，混凝土灌注樁作為格構(gòu)柱基礎(chǔ)，格構(gòu)柱與灌注樁進行連接。

3 施工要點

1）格構(gòu)柱與灌注樁連接技術(shù)。格構(gòu)柱尺寸為500 mm×500 mm，采用4根200 mm的角鋼，角鋼采用鋼板進行連接。格構(gòu)柱與灌注樁進行連接方式：采用8根直徑為18 mm的鋼筋與鋼構(gòu)柱焊接，焊接長度為10d（d為鋼筋直徑），深入樁內(nèi)1.95 m。

2）過路段蓋挖逆作中柱與頂板連接技術(shù)。若鋼柱與混凝土梁直接連接，混凝土梁剪力過大，可能對梁產(chǎn)生破壞，因此采用1 000 mm×1 000 mm×12 mm的鋼板平鋪于柱頭對梁進行支撐，增大梁與柱的接觸面積。考慮到格構(gòu)柱施工時標高難以控制問題，鋼板需在格構(gòu)柱施工完、土方開挖后進行安裝。

3）過路段蓋挖逆作處邊柱與頂板連接技術(shù)。邊柱與支護樁距離過近且邊柱最外側(cè)為地下室外邊緣，采取柱頭加鋼板的方法會導(dǎo)致柱偏心受力，所以邊柱需采用其他方法進行連接。梁鋼筋穿過格構(gòu)柱位置，在格構(gòu)柱上開洞使梁主筋全部穿過格構(gòu)柱并在梁與格構(gòu)柱交接處增加角鋼，以增加對梁的支撐。

4）過路段蓋挖逆作處柱與樓板連接技術(shù)。由于格構(gòu)柱寬為500 mm，柱中間縫隙為60 mm，梁鋼筋無法全部通過格構(gòu)柱，樓板位置為格構(gòu)柱中央，柱上開洞會降低柱的承載力，所以柱中嚴禁開洞。采取增設(shè)傳力鋼板進行梁鋼筋與柱的連接，梁兩側(cè)鋼筋設(shè)置彎度從柱兩側(cè)穿過，傳力板焊與格構(gòu)柱之上，中間主筋焊接于傳力板上，以使梁的受力滿足設(shè)計要求。見圖2。

圖2 傳力板立面及腹板

5）墻、柱與板混凝土施工技術(shù)。蓋挖逆作施工工藝為先施工頂板，后從上而下施工地下樓板、基礎(chǔ)，最后施工墻柱，這給墻柱的施工帶來極大的困難，施工質(zhì)量也很難控制。施工頂板時，柱墻下返；施工樓板時上下都預(yù)留返墻，墻柱下返高度為梁下1 000 mm，上返墻柱高度為500 mm，減小了墻柱的凈高，有利于墻柱的施工。返墻上下口為錯茬形，有利墻體的混凝土澆筑，保證了墻體的施工質(zhì)量。

外墻為內(nèi)側(cè)單側(cè)模板，混凝土墻厚為350 mm，墻體的側(cè)壓力較大，單側(cè)模板的加固至關(guān)重要。一方面采用上下返墻縮短了墻體的凈高度；另一方面對模板的加固采取了一定的措施：墻體上下口150 mm處（間隔同支模立桿間距）預(yù)埋直徑為16 mm的螺栓，外露長度為250 mm,用于固定模板，每層板上距離墻體1.5 m處預(yù)埋鋼筋地錨用于墻體模板的斜向支撐。加強了模板的穩(wěn)定性，澆筑混凝土?xí)r不會出現(xiàn)漲?，F(xiàn)象。

4 蓋挖逆作防水控制

過路段完全處于地下水層之中；而且此段為蓋挖逆作，外墻最后施工，外墻本身就存在多道施工縫，為外墻防水最薄弱之處。支護樁與外墻沒有施工面，外墻為單側(cè)模板，即外模采用磚胎模，外墻防水也同樣是與正常工序相反，所以此處的防水施工同樣也是非常重要的。采用抗拔錨桿來抵抗地下水浮力，抗拔錨桿之間間距較小，布置較多，給基礎(chǔ)底板防水帶來極大的困難。

4.1 外墻施工縫防水技術(shù)

外墻施工時，上下樓板已施工完畢。澆筑混凝土前在樓板上下預(yù)留返墻陰角處放置膨脹止水條。外墻施工完，混凝土達到強度后對施工縫處進行高壓注漿，對由于澆筑混凝土?xí)r施工縫處不密實處進行填堵，提高混凝土自身防水的要求。

4.2 外墻防水施工技術(shù)

蓋挖逆作施工工藝為先施工頂板，后施工樓板，再施工基礎(chǔ)，最后施工外墻，工序不同導(dǎo)致外墻防水不能一次性施工完畢；只能先施工頂板側(cè)面防水，再施工樓板側(cè)面和頂板與樓板之間防水，最后施工基礎(chǔ)底板與基礎(chǔ)和樓板之間的外墻防水。防水施工前外墻沒有形成，防水材料只能附著于磚胎模之上。

一般工程的外墻防水是貼于外墻混凝土表面即先澆筑外墻混凝土后施工防水，防水材料的施工順序為先底板后墻面，搭接順序上層壓下層進行施工；而逆作工程則是先進行防水材料鋪貼后澆筑混凝土，防水層只能先施工墻面后施工基礎(chǔ)底板，搭接順序為下層壓上層進行施工。

外墻與支護之間沒有工作面，磚胎模作為外墻模板，防水層與支護和主體連接成一體，澆筑外墻混凝土?xí)r，混凝土的側(cè)壓力，使外墻、防水層、支護體之間更加緊密的連在一起，因此外墻、防水層、支護融為一體，形成一個整體的防水系統(tǒng)，大大的提高了地下室整體防水性能。

5 實施效果及結(jié)論

1）采用半幅蓋挖逆作技術(shù)縮短了影響交通的時間，節(jié)省了工期。

2）在逆作過程中對鋼構(gòu)柱的安裝質(zhì)量控制和外墻施工縫的處理中采用了較好的施工方法，使施工安全系數(shù)大大提高，也解決了蓋挖逆作中外墻質(zhì)量控制難得問題。