地下室深基坑内放坡逆顶正挖支护体

1、.地下室深基坑内放坡逆顶正挖支护体系施工工法 1、前言天津梅家弯居住区棕榈花园1#楼工程，地下2层，基坑开挖深度7.6m。在基坑开挖深度内的土层以淤泥质粘土为主，由于受周边环境条件的限制，基坑选用了钻孔灌注桩排桩加坑内水平支撑的围护体系方案，并利用地下室-1层楼面的结构梁替代基坑内水平支撑体系，以达到安全可靠、高效节约的目的。南通建工集团股份有限公司在承建该工程的施工实践过程中，经过与工程设计单位的密切合作，完善支护体系的设计，制定实施施工方案和工艺操作规程。在完成了工程的施工以后，通过科学地总结和提炼形成了本工法。2、工法特点本工法的技术核心是结合中心岛施工法先在基坑围护体内侧先放坡开挖，施

2、工中心区域的地下室结构和周边区域的-1层楼面梁，然后利用周边区域-1层楼面结构梁作为深基坑围护体系的内顶撑，实现内支撑梁与楼面结构梁合一，再采用半逆作法施工周边区域的地下室结构。本工法的特点是利用地下室-1层楼面的结构梁替代基坑围护体的水平内支撑体系，节省了水平内支撑体的投入，降低了工程造价，同时减少了因拆除内支撑体系的碴土造成环境污染。3、适用范围 地下室超过2层，基坑深度大于7m，当基内围护设计无法采用拉锚等坑外稳定措施而必须采用水平内支撑体系时，可采用本工法施工。4、工艺原理4.1深基坑分级施工：当工程基坑深度大于7m时，将深基坑分为二级，第一级深度为坑外自然地面标高到地下室-1层楼面标

3、高，采用放坡开挖，开挖坡度应满足边坡稳定要求，边坡采用喷射细石混凝土护坡；第二级深度为地下室-1层楼面标高到地下室底板底标高，采用钻孔灌注桩排桩作围护体，在围护体灌注桩的顶部设置盖梁，并使盖梁标高处需要设置的坑内水平支撑与地下室-1层楼面结构梁的平面布置和水平标高相一致。灌注桩的嵌固深度应满足规范对嵌固安全系数的要求，利用楼面结构梁作第二级基坑围护体的内支撑体系，其强度和稳定安全系数应经原结构设计人员复核并满足规范的要求。 4.2地下室平面分区施工：将基坑平面分为两个区域，即中心区域和周边区域，两个区域的交界面之间设施工缝，周边区域应可能小，以满足坑内放坡需要和中心区域施工操作面的需求为度。中

4、心区域地下室施工时，在周边区域第二级基坑的围护体内侧采用放坡开挖，以保持围护体在没有内支撑的工况下自身稳定；周边区域的地下室施工必须在中心区域的-2层结构和周边区域的-1层楼面结构梁施工完成以后进行，利用周边区域-1层楼面结构梁替代坑内水平支撑，使基坑围护形成完整的稳定体系。然后开挖围边区域的坑内余土，再施工周边区域的地下室底板及-2层地下室结构。4.3工法的原理及流程图：基坑内放坡逆顶正挖支护体系施工工法的原理及施工流程详见图（1）所示。图（1）：地下室施工流程图5、工艺流程工程桩围护桩中心区域土方坑内放坡开挖中心区域底板及-2层墙柱结构中心区域-1层楼面梁板结构、周边区域-1层楼面梁结构、

5、围护体盖梁及顶撑梁围护体内侧边坡余土开挖周边区域底板及-2层墙柱结构周边区域-1层楼面板结构地下室-1层楼面以上部结构。6、操作要点6.1 中心区域施工6.1.1中心区域与周边区域之间设有施工后浇缝，此时周边区域的基坑开挖至围护桩内的放坡面，中心区域开挖至设计底板垫层底标高，按正常地下室的施工程序和施工工艺进行中心区域地下室底板和-2层柱墙结构的施工。6.1.2中心区域施工时，中心区域底板结构与周边区域的交界面设置施工缝，并预留有周边区域底板结构的钢筋接头，采用直螺纹接头，接头位置的错开距离按规范要求设置。6.1.3中心区域-1层楼面施工时，应同时施工周边区域的-1层楼面梁、支撑顶撑梁及围护体

6、盖梁，其连接构造形式如图（2）所示。图（2）：盖梁、顶撑梁与-1层结构梁连接构造大样图6.2 围护体支撑体系的施工6.2.1围护体支撑由围护桩顶盖梁和内支撑梁组成，其中内支撑梁由周边区域的-1层楼面结构梁和墙外顶撑梁组成。在作围护方案设计时应对该梁作为顶撑工况时的强度和稳定性进行验算，当原设计楼面梁的验算结果不能满足要求时，应采取增加配筋量或加大梁断面尺寸等措施对原楼面结构设计进行修改。6.2.2围护体的盖梁和顶撑梁、周边区域-1层楼面梁、中心区域的-1层楼面板梁应一次性施工完成，以确保内支撑体系的整体性。-1层楼面梁在与周边区域后浇的地下室外墙板的交界面设置施工缝，并预留后浇部分的插筋，预留

7、插筋的构造形式如图（3）所示。后浇部分的钢筋与预留插筋采用焊接接头，接头错开位置应满足规范要求。图（3）：内支撑梁在墙体部位预留插筋图（4）：内支撑梁在后浇楼层板部位预留插筋6.2.3为了便于周边区域的余土方开挖和地下室底板、墙柱的施工，周边区域的-1层楼面板在内支撑施工时暂不施工，楼层板与支撑梁的连接处设置施工缝并预留插筋，钢筋接头的留置和施工缝的设置如图（4）所示。6.3 周边区域的地下室施工 6.3.1 土方开挖：由于基坑内中心区域的结构以及周边区域的支撑梁已施工完成，土方开挖的作业面较小，坑内放坡的余土开挖采用0.2立方米小型挖掘机放至周边区域的基坑内进行抠挖度进行基坑内短距离驳运，用

8、1立方米的挖土机在坑外进行接挖装车。由于施工时操作空间窄小，开挖难度较大，大量边角区域的土方应采用人工开挖。6.3.2钢筋连接：由于在中心区域施工时，在先完成的混凝土结构中预留出钢筋接头，在周边区域土方开挖后要进行调直，并采用直螺纹接头或焊接接头接出周边区域的底板、墙板钢筋。6.3.3后浇缝的处理：地下室底板在中心区域与周边区域之交界面设置施工缝，在周边区域混凝土施工时应对施工缝进行清洗的打毛，为保证施工缝处的抗渗效果，在先浇部分留设施工缝时应设置止水钢板，如图（5）所示。在后浇部分的混凝土施工时，施工缝处应事先洒水湿润并用与混凝土同配比的砂浆进行施工缝接浆，加强施工缝部位的振捣。图（5）：底

9、板施工缝构造图6.3.4周边区域-2层地下室结构的其它施工工艺同一般地下室钢筋混凝土结构的施工工艺。6.4基坑回填与顶撑拆除6.4.1当-2层地下室结构完成以后，可按正常地下室施工的工艺流程完成整体-1层地下室结构的施工。地下工程完成以后应及时进行基坑回填。6.4.2基坑回填的条件：1）整个地下室的结构全部完成；2）地下室外墙防水层施工完成；3）地下室外墙混凝土强度达到设计要求；6.4.3基坑回填土方应分层铺填，分层夯实，其工艺和质量要求应符合建筑地基基础工程施工质量验收规范（GB50202-2002）的要求。6.4.4为避免因主体结构与围护体之间的沉降差造成结构裂缝，当基坑回填至-1层楼面的

10、内顶撑梁时，应及时将地下室外墙到围护体盖梁之间的顶撑短梁凿除，使地下室主体结构与围护体完全脱开。 7、材料本工法所使用的材料与一般地下室施工所需的材料基本相同，表（1）为除地下室结构钢筋混凝土以外的主要使用材料：序号名称使用部分用途1钻孔灌注桩基坑围护体基坑围护2深层搅拌桩围护体外侧基坑止水帷幕3钢筋混凝土盖梁基坑围护体顶部基坑围护桩顶支点4坑内水平顶撑围护体盖梁与地下室外墙之间盖梁支点5模板及支撑地下室结构地下室结构模板施工6止水钢板施工缝增强施工缝抗渗性7钢筋直螺纹接头施工缝预留钢筋接头接长预留钢筋8、机具设备序号名称数量用途1围护体施工设备： 钻孔灌注桩施工设备；深层搅拌桩施工设备；34

11、套23套基坑围护体施工2土方开挖设备1m3挖土机；0.2m3挖土机； 土方运输车辆23台1台1520辆基坑土方开挖3主体结构施工设备：塔吊；木工机械；钢筋机械；混凝土浇注机械；12台2套2套2套主体结构施工4降水设备：深井降水设备；轻型井点降水设备；1020套510套基坑降水（注降水设备视基坑面积确定）9、劳动组织及安全9.1劳动组织 9.1.1围护体施工人员：围护体灌注桩施工每套设备8人；深层搅拌桩止水帷幕施工每套设备6人；9.1.2土方开挖施工人员：挖土机司机34人，运输司机1520人，修坡铲底工人15人。9.1.3结构施工：木工4050人，钢筋工2530人，混凝土工20工，电焊工3人，塔

12、吊司机2人，塔吊指挥4人。9.2施工安全本工法在施工过程中的安全包括两个方面：深基坑围护支撑体系结构的安全性监控和施工过程的安全防护。9.2.1深基坑围护支撑体系结构的安全性监控项目部应根据工程的实际情况编制基坑围护支撑体系结构的安全性监控方案，该方案的内容应包括如下几个方面：1）监控点的设置：基坑围护体支撑体系在基坑开挖和地下室结构施工过程中的位移监测方法如下：应在围护桩盖梁顶每隔810m（两个内支撑点的中间）设置水平位移和垂直沉降的观测点，在基坑上边沿地面上每隔810m设置水平位移和垂直沉降的观测点，在基坑上口预计的土体滑裂面外每隔810m设置垂直沉降的观测点，对基坑边缘以外2倍基坑深度范

13、围内的地下管线每隔810m设置沉降的观测点和需保护建筑物的四个角设置垂沉降的观测点。2）监测频次：基坑监测的时间间隔应根据施工进程确定，一般情况每12小时作一次监测；当开挖周边区域的坑内边坡余土时，应随开挖深度的变化，每天增加监测1次。3）监测报告与监控报警：监测结果应及汇总整理向总包项目技术负责人、总监理工程师和建设单位通报。 当监测结果超过如下控制值时应及时向总包项目技术负责人、总监理工程师和建设单位报警：（1）支护结构顶部水平位移一级基坑最大水平位移控制值取30mm,最大水平位移与基坑深度控制比值取0.0025h(取两者最小值)，水平位移速率：水平位移速度3mm/d， 二级基坑最大水平位

14、移控制值取50mm,最大水平位移与基坑深度控制比值取0.004h(取两者最小值) ，水平位移速率： 水平位移速度3mm/d， ；三级基坑最大水平位移控制值取100mm,最大水平位移与基坑深度控制比值取0.02h(取两者最小值) ，水平位移速率： 水平位移速度3mm/d，；（2）临近建筑桩基础建筑物沉降预警取10mm，倾斜取倾斜度<0.002；一般建筑物最大沉降差L /1000。沉降预警取10mm，倾斜取倾斜度<0.002；沉降速度3mm/d（3）临近道路周围场外公共道路地面沉降变形的控制值为10mm，报警值为5mm；周围一般道路地面沉降变形的控制值为20mm，报警值为15mm，地面

15、沉降速度报警值3mm/d.。9.2.2施工生产安全防护：1）基坑上口边沿设1m高防护栏杆，围护体顶盖梁内侧设1m高防栏杆。2）中心区域地下室结构施工时，四周边设1m高安全防护栏杆；周边区域在支撑梁施工时应搭设防护脚手架和安全通道。3）小型挖土机进入坑底开挖周边区域余土时，应注意避免碰撞支撑梁和周边已施工完成部位的结构。10、质量要求10.1围护体灌注桩及深层搅拌桩止水帷幕的施工质量应符合设计要求，并符合建筑基坑支护技术规程（JGJ120-99）第4.7、第5.5款的要求。10.2盖梁、内支撑及主体结构的钢筋混凝土施工质量应符合设计和混凝土结构工程施工质量验收规范（GB50204-2002）的要

16、求。10.3施工缝处的钢筋预留插筋接头的设置应符合混凝土结构设计规范（GB50010-2002）第9.3、第9.4款的要求。10.4地下室底板及外墙的施工缝止水钢板设置位置要准确，周边混凝土要密实，施工质量应符合本工法9.5款要求。10.5预留钢筋在二次结构施工复位时，要调整平直，其间距、尺寸、构造形式、接头位置及接头质量要符合设计和混凝土结构设计规范（GB50010-2002）的要求10.6施工缝处的混凝土表面要求密实、凿毛、清洁、湿润，在后浇混凝土时应在施工缝处接浆并充分振捣密实。11、效益分析对于基坑开挖范围内有较厚的淤泥质粉质粘土的工程，其土体的C、值较小，可塑性大，土体的自稳定性较差

17、，一般在该地区进行地下室深基坑施工时大多数是采用钻孔灌注桩围护加钢筋混凝土内水平桁架支撑体系，本工法借鉴中心岛施工法加内支撑体系的原理，采用地下室楼层结构梁替代内支撑梁，其结构设计经济合理。不仅节省了内支撑体系的造价，而且减免了内支拆除的施工，既降低造价又缩短了工期，同时还减少了内支撑拆除的碴土造成对环境的污染。较之纯逆作法施工，本方案的实施具有施工更加方便、造价更低、工期更短、质量易控制等优点。较之中心岛施工法，本方案减省了专门设置的内支撑混凝土梁的施工与拆除费用。经过经济分析计算，本工法采用内放坡逆顶正挖支护体系的施工技术，与完全采用内支撑构架体系相比，降低工程造价约180万元。节省工期约

18、30天；与采用中心岛加内支撑施工法，降低工程造价约120万元。节省工期约20天；因此本工法具有较好的实用推广价值。12、应用实例天津梅江湾居住区棕榈花园1#楼工程，位于天津市河西区友谊南路西侧，地下2层，地上4层，总建筑面积为32866m2，其中地下建筑面积为25481，地上建筑面积为7385，框架结构。该工程由天津耀华投资有限公司投资兴建，南通建工集团股份有限公司承建。该工程为桩基筏板基础，底板最大长度214.8 m，最大宽度54.75m；底板顶面标高为7.4米，局部分别为7.7m8.6m，-1层楼面标高3.4m，场地自然地面高0.4m。地下室底板厚0.6m。基坑开挖深度7.6m，局部开挖深度8.8m。地下底板及外墙板采用C30