中建八局第四建设有限公司安徽分公司 安徽合肥 230601
摘要：合肥花园宾馆改扩建工程地处合肥市中心，东临合肥市市府广场、步行街，西侧为安徽省总工会，是合肥市政府“1346”计划批复的市中心庐阳区长江路上标致性工程。本工程是一个地下室5层的“逆作法”施工项目，在工程实施前，项目部策划，细化管理过程目标，创新发明“上顺+中逆+下跃层逆作”的施工整体方案，制定详细的地下室逆作法过程中管理措施，加强过程跟踪、检查与控制，在技术、安全、成本等管理中创新创造、攻坚克难、环保节约，最终圆满完成了目标。
关键词：创新；“上顺+中逆+下跃层逆作+主楼提前插入顺做”施工；基坑安全
一、成果背景
（一）社会背景：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地下连续墙作为支护结构的“逆作法”施工。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，主要保证周围支护结构的稳定性，但整体工程施工速率往往受到“逆作法”施工的制约，施工速率往往整体较慢。
（二）行业背景：目前国内逆作法施工，以JGJ165-2010地下建筑工程逆作法技术规程为基础，施工过程中多参考上海市工程建设规范逆作法施工技术规程DG/TJ08-2113-2012，但由于各地区土质不同，往往相应规程无法适用，目前安徽省相应的逆作法施工技术规程正在编制，尚未正式发布。
（三）工程简介：合肥花园宾馆改扩建工程，又名“安徽中心大厦”，位于合肥市庐阳区中心，东临花园街及市府广场，西侧为安徽省总工会宿舍楼，北侧为合肥招商大厦，南侧紧邻一栋6层写字楼。规划总建筑面积约154243.3平方米（含地下43828.5平方米），本工程地下室5层，地上由一栋45层主楼和16层的住宅楼，以及9层的裙房组成。
图1工程施工效果图
本工程采用“裙楼逆作、主楼顺作”的顺逆结合方案，本工程为半逆作法施工，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。
二、选题理由
1、工程为合肥市中心标志性建筑，影响大。
合肥花园宾馆改扩建工程位于合肥市区中心，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主干道长江路上最高楼，集酒店、商业、住宅为一体的多功能建筑。
2、工程地下室逆作施工难度大，基坑深度深，周围老旧建筑及环境对沉降敏感。
本工程场地西侧紧邻7栋60-90年代老旧多层房屋，房屋表面多已开裂，距离工程基坑最近仅3米，工程施工过程中，对整体支护稳定性要求极高。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，由于逆作法土方开挖多为挖机等机械进行暗挖，故开挖难度较大。且本工程地下室部分逆作阶段采用钢管混凝土柱作为竖向支撑构件，钢管砼柱净距多为5-7米，挖机、推土机等机械操作空间狭小，且不得碰钢管柱，施工十分困难。
3、工程工期紧张，逆作法施工难度大，设计方案限定，施工速率慢，整体工程进展缓慢。
由于本工程地处市中心，材料进出均为夜间，日常砼供应白天遇到市内上下班高峰期亦无法正常，考虑周围陈旧建筑距离基坑极近，地下室逆作土方开挖不得随意开挖，必须严格分层分区域开挖，主楼按原设计方案需裙房逆作地下室5层全部完工后开始自底板顺做主楼部分，地下室逆作的工期整体制约工程总进度。
我们根据以前类似工程施工经验，在结合合肥地区土质的基础上，根据本工程周围环境特质以及合同工期紧的情况，如何加快逆作阶段施工速率为本工程关键，以基坑安全为前提的基础上结合类似逆作法工程施工经验，因此我们将项目管理成果的课题定位：创新创造“上顺+中逆+下跃层逆作+主楼提前插入顺做”施工加快逆作建筑整体施工速率，确保基坑安全。
三、实施时间
四、管理重点与难点
1、管理重点
本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），由于工程西侧场地临近危房较多，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。故确保安全基础上采取何种方案提高逆作土方暗挖效率，既可以利用“时间效用”减少支护结构的变形量，又可以加快工程整体逆作法施工进度。
2、管理难点
（1）场地狭小：除建筑占地面积外，周围地下室顶板需堆积周转材料。地下室顶板完成后且需根据现场施工情况设置堆土场地，无法形成环行道路，地下室顶板土方堆积有限，且顶板最大承受荷载有限，地下逆作土方开挖过程中，第一次顺做大开挖土方量及开挖深度在支护地下连续墙变形允许的情况下，进行大面大开挖土方是加快逆作施工的关键之一。
（2）道路运输条件差：本工程北侧安庆路为单行道，无法作为土方开挖后外运的道路，西侧、南侧均无道路。现场仅东侧花园街为土方和大宗施工材料的进出场的主干道，且本工程地处合肥市中心，仅可夜间9点以后进出材料和土方外运工作，故需合理分段大面开挖。开挖的土方需夜间合理集中外运。
（3）工程地下逆作竖向支撑构件钢管砼柱设计间距较近，净距约5-7米。且土方暗挖作业前需进行降水，现场降水井较多，挖机暗挖操作空间有限，操作难度大。
（4）工程地下室三层及以下结构层高较低，仅为3.65米，仅可采用小型挖机进行暗挖作业，直接影响土方暗挖效率，暗挖土方需经过多次翻倒方可运至吊装点，吊运至地下室顶板，效率大大降低。
（5）本工程土质一般，根据勘察报告，-14m至-17米为流沙层，-17m至-19m为强风化泥质砂岩，-19米以下为中风化泥质砂岩，开挖至流沙层时，可能遇到管涌等情况，开挖至风化岩层时，小型挖机往往难以直接开挖，需进行破除作业后方可开挖，难度较大，且存在安全风险。
五、管理策划及创新
1、全面策划、明确目标。
项目开工建设前期，考虑到本工程的特殊性、周边环境的复杂性以及工程为代表性建筑，公司领导对本工程高度重视，确保工程黄山杯，争创鲁班奖，确保工程取得全国建筑业绿色示范工程，创建市级观摩工程。公司从项目策划入手，对工程重难点进行具体策划，从项目管理制度、质量、技术、工期、安全控制等方面，针对周围建筑及环境的敏感性，编制《项目策划》 、《项目实施计划》 、《地下结构逆作施工组织设计》 、《逆作土方暗挖施工方案》 、《地下结构逆作安全文明施工至设计》、《地下室跃层开挖施工方案》、《住宅楼顺做地上结构施工方案》、《逆作阶段主楼提前插入施工方案》等方案，并在《项目管理目标责任书》中详细规划各项目管理目标及各级管理人员的相应责任，以具体责任到个人的方式对基坑支护结构安全的施工全过程和土方暗挖关键环节进行严格控制与管理。对如何加快地下室逆作施工速率进行深入分析研究，全面策划，以确保“保安全、抢进度、降成本”的思路确保逆作结构施工的基坑安全性。
2、安全管理。
（1）在项目施工中，我们组织项目管理人员到本地逆作法施工项目合肥交通大厦、南京武警医院大楼、天津周大福项目进行实地考察学习、交流，通过观摩优秀项目，吸取先进施工方法和管理经验，针对提出的“上顺+中逆+下跃层逆作+主楼提前插入顺做”整体施工方案邀请专家到项目现场进行技术安全分析，专家集中论证研讨，提出方案施工过程中安全注意要点，全体人员安全意识和项目水平得到很大提高。
（2）严格按安徽省安全文明标准化示范工地的标准和要求及公司质量安全管理手册对现场进行安全生产管理。以“管生产必须管安全，人人都是安全员”的理念规范化管理，调动施工人员的责任、安全意识。
（3）所有进场施工人员必须进过安全培训，经过公司、分公司、项目三级安全教育。针对本工程特殊性，编制重大危险源清单，项目经理部尤其针对逆作阶段的安全风险及安全管理重点，组织管理人员进行安全学习，对现场小型机械如挖机、克令吊等，组成机械操作班，重点对班组人员进行安全教育，告知其逆作阶段存在的安全风险，提前防范。并每天坚持班前活动教育，重点提高该工种人员的安全意识。
3、方案优化、技术创新、科学管理
为加快本工程整体逆作施工速率，根据本工程结构特点，项目部制定了“上顺+中逆+下跃层逆作+主楼提前插入顺做”整体施工方案思路，具体如下：
1）整体地下室负一层、负二层顺做开挖施工（上顺）；大面大开挖至地下室负二层顶板以下1.8m，地下连续墙侧边预留反压土，大面盆式开挖中间最大开挖深度约-7m，地下连续墙支护位置开挖深度约-5m。最大限度地增加逆作法施工大开挖土方的工程量，减少逆作暗挖土方量，并顺做负二层顶板结构及负一层顶板结构，加快整体工程施工速率。
2）负三层、负四层地下室结构按原设计逆作法施工，采用短支模技术；
地下室负三层结构、负四层结构如按原设计方案采用地膜技术施工，高度仅为3.65米，小挖机暗挖土方操作困难，考虑合肥土质整体较好，且此暗挖深度内根据勘察报告无流沙层，故调整超挖1.8m，采用短支模技术施工，过程中实时监测地下连续墙变形情况及周围地表沉降情况。
主楼提前插入顺做施工
针对工程周围建筑及环境的敏感性，项目编制了《基坑及周围建筑监测方案》，委托第三方监测单位安徽省建筑工程质量第二监督检测站对工程全过程监测，并对基坑周围临近建筑及地表布置沉降观测点。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，从而确定基坑的安全性。
六、管理措施与实施
保证基坑逆作施工阶段的稳定性及安全的前提下，为加快工程逆作法施工整体速率，项目部采取了多项措施，针对地下室逆作阶段不同施工阶段过程中施工进行合理优化，提高施工效率，加快施工速率。
1、施工方案优化，过程实时管控
（1）顺做开挖大面土方，采取盆式开挖，地下连续墙边坡预留反压土，利用时间效应取土并紧接着进行结构施工，土方开挖严格分段跳仓施工，过程中实时监测，对周围地表结构及支护结构进行实时数据汇总分析，严格指导土方开挖施工。
效果：采取此方法，可最大限度的进行大开挖取土，减少逆作法土方暗挖取土的土方量，由于逆作暗挖取土操作困难，施工难度大，耗费时间长，故加快整体逆作施工的速率。
（2）逆作（负三层结构、负四层结构）施工过程中，逐层开挖、分层取土，整体平行开挖施工，边坡预留反压土。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。
效果：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，变形不会发生急剧变化，经现场监测对比，效果较好。
（3）原图纸设计逆作阶段采用地模施工技术，考虑合肥土质整体较好，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。
效果：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）主楼提前插入顺做施工，在裙房地下室负四层结构形成结构环梁封闭后，主楼开始放坡施工地下室底板结构，此阶段施工过程中，裙房地下室逆作开挖暂停施工，从整体工程角度来说，在裙房地下室负五层、底板结构土方尚未开挖的基础上，主楼底板提前插入施工，减少大量暗挖土方开挖的基础上，提前插入主楼结构施工的工程整体关键线路，待主楼底板结构施工完成后，裙房地下室负五层逆作施工同时展开，大大提高了工程的整体施工速率。
效果：采用此技术方案，提前插入主楼结构施工，确保工程总体关键线路主体结构施工的提前插入，实现了地上结构和地下室结构同时展开，减少了地下室暗挖土方占用的时间，大大加快了工程的整体施工速率。
2、安全管理、全过程实时监测基坑安全。
本工程地下室较深，裙房底板深度达22米，主楼区域深度达25米，土方暗挖作业过程中也会存在与地下室顶板施工的穿插作业，挖机、推土机等小型机械作业时需注意周围人员施工情况，避免事故发生等。现场还需做好通风设施，避免大量施工机械产生的尾气造成驾驶员、施工人员中毒等情况。针对现场逆作阶段可能存在的施工安全隐患，项目部采取以下措施。
（1）建立健全安全管理体系，对地下室结构逆作法施工过程中的危险源进行分析，制定相应的目标、指标和管理方案，制定应急准备和相应方案。
（2）项目对进入施工人员均进行安全教育，对工地安全制度、现场施工环境、工程逆作法阶段施工特点及可能存在的不安全因素进行教育，并进行考核。同时，对机械驾驶员进行重点教育，告知以安全为前提，“不安全不施工”的理念，避免交叉作业过程中可能发生的伤人事件。
（3）做好现场安全防护设施，划分施工人员操作区域，施工机械操作区域，随时做好隔离警戒线及防护棚，尽可能确保“人机分离”，规定施工人员的安全通道，以及做好机械驾驶员的安全通道。具体措施如下：
①现场安全通道做好指示牌，其余道路进行封闭，做好现场临边洞口水平防护及立面防护工作。
②严格按要求划分施工作业操作面，采用警戒线或者定型化防护隔离挖机、推土机等机械土方暗挖区域。
③机械标化管理及相应通信设备配备。对现场所有土方暗挖作业机械进行分类及编号，并在机械外贴上标签标明编号及驾驶人员姓名、电话，便于互相及时沟通。所有挖机等机械配备对讲机，建立信息化动态微信群，根据现场施工动态确定机械的施工任务及区域，同区域机械也可在暗挖作业时，通过对讲设备相互告知，提醒安全作业。
④土方暗挖过程中，对开挖部分地下连续墙及周围地上地表沉降加强观测，形成观测记录并实时统计形成图标指导现场施工。
3、加强材料、机械、土方运输管理，加强土方暗挖作业过程管理，加快逆作土方暗挖施工速率
（1）根据工程所处合肥市中心地区的特殊地理位置及周边道路的管制情况，制定专项施工材料及土方运输方案，包括各种材料、机械及混凝土的运输，提前规划加工场至现场的行车路线，并充分考虑确定应急预案措施。
（2）成立运输指挥小组，对运输实行统一调度，积极做好土方外运、机械等统一调度并负责处理各种紧急情况。
（3）根据逆作施工方案，编制整体地下室逆作施工进度计划，根据逆作施工计划确定各区段土方暗挖的工期，进而根据施工要求编制每周的土方开挖计划，确定需要的机械数量及相应开挖土方量。
（4）每天组织生产例会确定各区段土方暗挖量，提前根据天气情况，根据当前区段土质，责任工程师确定该区段机械是否需要间歇及相应晴天加班土方暗挖作业。
（5）由项目总工程师对现场土建工程师及土方班组进行详细交底，确保现场工程师了解及掌握土方开挖过程中的各项注意事项，并根据现场工程师反馈，及时调整施工工艺及开挖方案。每周组织机械驾驶员及现场责任工程师进行总结，对不同区段、不同深度土层土方开挖中的问题进行反馈最终在动态施工中不断改进暗挖施工工艺，加快逆作土方暗挖施工速率。
七、过程检查和监督
针对工程地下室裙房“上顺+中逆+下跃层逆作”整体施工阶段的土方暗挖的速率及整体基坑变形监测情况，项目部在施工过程中实时监督，并分阶段进行检查。
1、安全过程检查与监督
（1）项目部根据施工规范和标准化施工指南制定除各工序安全检查标准，逆作土方暗挖施工过程中严格按照标准进行检查验收。
（2）地下逆作土方暗挖过程中，监测单位对周围预埋观测点进行实时监测。监测支护结构未发生较大变形沉降情况，基坑整体安全稳定。
2、逆作施工整体施工速率的检查和监督
通过对类似逆作法施工项目考察及前期传统施工开挖方法工期统计对比，创新新思路“上顺+中逆+下跃层逆作+主楼提前插入顺做”的施工技术，工程整体逆作施工速率得到大大提高，工程进度大大提前。
八、项目管理效果及总结
1、项目管理效果
项目通过全面整体的策划，通过创新创造、“上顺+中逆+下跃层逆作+主楼提前插入顺做”的新思路和新技术，大大提高了逆作施工阶段的施工速率，并及时完成了地下室结构作为水平支撑，确保了基坑支护结构稳定未发生变形超出警戒值的情况。赢得了业主和社会各方的一致好评。
（1）工程目前已获得全国第五批建筑业绿色示范工程；
（2）荣获2016年全国建筑业创新技术应用示范工程；
（3）科技成果《逆作先插钢管柱精确安装技术》通过山东省建委技术鉴定国内先进水平；《多层地下工程上顺下逆施工技术》通过安徽省建委技术鉴定国内领先水平；
（4）科技成果《临近危房地下连续墙施工技术研究》荣获2015年度中国施工企业管理协会科学技术奖科技创新成果二等奖。
（5）项目部成立花园宾馆技术创新qc小组，获得2016年安徽省优秀qc小活动一等奖和三等奖，获得2016年全国qc小组活动一等奖。
（6）《钢格构柱型钢承台组合式塔吊基础施工工法》获得2016年安徽省省级工法二等奖。
（7）形成实用新型专利4篇，申报发明专利受理1篇。
2、总结
本工程逆作法施工阶段通过技术创新，科学管理取得了一定的成绩。对于这样一个高品质、严要求的项目，项目成员正通过努力，通过全面的策划、发现逆作施工中的风险点并通过技术及管理手段进行化解，使得工程安全稳步的推进，实现工程按合同顺利交付的目标。通过策划、落实的过程培养逆作法施工的人才、提高技术创新能力、管理创新能力以及管理执行能力，从而提高企业的核心竞争力。望以上的逆作法施工策划、管理、创新的措施能给类似的项目提高一定的参考作用。
论文作者:侯超1,谈凯2
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第32期
论文发表时间:2019/2/27
标签：土方论文; 工程论文; 地下室论文; 结构论文; 基坑论文; 作法论文; 主楼论文; 《建筑学研究前沿》2018年第32期论文;