摘要：目前，逆作法施工项目地下土方开挖需遵循“先撑后挖、分层开挖”的要求进行。此方式往往造成底板层土方开挖时因净高受限导致开挖功效低下，进而造成上部裙楼结构施工开始时间顺延，影响项目整体施工进度。鉴于此，本文通过实际项目应用情况，介绍一种复杂地质条件下深基坑逆作法项目土方连挖施工技术，用于解决此问题。
关键词：逆作法；地下土方开挖；开挖功效；裙楼结构施工开始时间；土方连挖
引言
自1995年国内哈尔滨地下人防工程首次应用逆作法施工技术以来，逆作法施工技术在全国飞速发展，成为了软土地区及狭小施工场地条件下的一种必不可少的施工技术。
逆作法施工时需遵循“先撑后挖、分层开挖”的要求进行，即自上而下分层开挖土方并施工水平楼板结构，待土方开挖至尾声方可施工上部裙楼结构。
1.工程概况
1.1项目概况
某工程占地面积约2.6万平方米，总建筑面积约23万平方米，包括5层地下室、7层裙楼、1栋30层北塔楼及1栋20层南塔楼结构，其中南地下室采用全逆作法施工，单层面积1.2万㎡，基坑开挖深度约23.3m。项目支护结构采用1m厚地下连续墙兼做地下室外墙，地下室梁板兼做水平支撑，竖向支撑体系为176根“一柱一桩”钢立柱和地下连续墙，项目施工分布部署如下：
工程地质及水文条件概况
根据工程岩土工程勘察报告，场地岩土层自上而下划分为：人工填土（Q4ml）、海陆交互相沉积层（Q4mc）、冲洪积层（Q4al+pl）及白垩系基岩（K2S2b）等四大类，具体如下图：
工程场地范围内无地表水，场地南侧约100～150米即为珠江水道，多年平均潮位7.02m（1950～1990），年平均潮差1.50m。
场地内粉细砂、中粗砂层、基岩中风化岩层为相对含水层，砂层地下水直接补给基岩裂隙水，地下水丰富。淤泥质土层、基岩全风化、强风化、微风化层为不透水～弱透水层，可视为相对隔水层，地下水位埋深约0.70～1.70m，测得地下稳定水位埋深约1.20～2.70m，水位变幅在1.00～2.00m，场地内地下水具有微承压～承压性质。地下水对砼中钢筋具有微腐蚀性，对钢结构具有微腐蚀性。
2.逆作法土方连挖施工技术
2.1施工分析
1、按原设计工况，B4层土方开挖至B4层结构面以下2m，施工B4层结构并强度达到75%以上，再开挖B5层土方。但因层高限制，B4层至底板底净高仅5m、B5层约3.4万m³土方就不得不采用PC130小挖机开挖，加之该工程地下室钢立柱众多，足146根，故B5层挖土施工效率必然低下，且B4-B5层土方开挖及结构施工不连续，影响劳动力安排。
2、为不影响地下出土进度，逆作法施工时往往需待地下土方开挖至尾声后方能插入裙楼结构施工。
3、根据项目地勘报告，该工程B4B5层主要以强风化岩及中风化岩为主，土方开挖难度大。
综上所述，该工程项目部计划调整原设计工况，采用B4B5层连挖施工，力争提高出土效率、合理分流劳动力及提前插入上部裙楼结构施工，加快项目整体施工进度。
3.B4B5层土方连挖施工技术
3.1工况阐述
B4B5层土方连挖施工技术，即在B3层结构养护强度达到75%后，进行B4层土方暗挖至原设计标高（相对标高-20.9m），而后根据前期计算结果，沿支护边8m内预留岩台，岩台高3.4m，放坡系数满足1：1。基坑中心采用盆式开挖至底板面。随后进行B4层结构及裙楼取土口局部部位底板结构施工。裙楼取土口局部部位底板结构完成后随即进行取土口结构顺做施工封闭，加快裙楼结构施工进度。同时待B4层结构养护强度达到75%后，进行岩台等余土抽条开挖、底板结构施工、后做结构顺做。具体施工步骤详见施工工况示意图：
4.B4B5层土方连挖方案措施
为提高土方开挖功效，同时必须确保基坑及结构安全，B4、B5层土方同时暗挖，需沿支护边设留土台预压措施，避免基坑变形危及基坑安全。预留岩台宽8m，最大高3.4m，放坡系数为1：1。详见预留岩台剖面图。基坑中心采用盆式开挖至底板面。但因4#取土口区域需提前施工底板，预留8m宽岩台及1：1放坡，影响承台结构钢筋预留，1.5m范围的岩台区域直接采用存在一定角度的放坡。详见底板预留岩台平面布置图。
板预留岩台平面布置图
4.1余土开挖措施
底板岩台等余土开挖时，B4层结构养护强度达到75%，并且已将支模架等周转材料吊运出地下室，此时需预留6m宽临时施工路线（土方转运通道），先由6台PC130炮机对岩台等余土进行破碎，采用6台PC130挖机陶土并堆积，利用3台铲车将堆土水平转运至1#、2#、5#取土口，取土口处PC220挖机对取土口堆土进行归堆，最终由抓斗机进行垂直取土，施工路线图如下：
底板基岩冒水处理方案措施
因降水井设计深度仅为底板底以下3m，有效降水深度较低，土方开挖至底板基岩后，基岩裂隙水可能会向上冒水，降水井降水范围可能达不到施工要求，需依据现场实际情况设置盲沟，将基坑内积水引流至集水井或临近开挖积水井，再抽出基坑外排。
5.B4B5土方连挖计算书
5.1可行性安全分析
B4B5土方连挖工况能否实施，主要是看基坑受力状态是否满足原设计要求。目前国内能验算基坑土台的软件仅天汉及同济启明星两种软件。考虑天汉软件属湖北地区基坑验算软件，不适合该项目，故采用同济启明星软件，设计参数以8m宽预留岩台进行地连墙、钢立柱受力验算。
1.计算简图：
2、地连墙验算结果：
3、立柱承载力及稳定性计算
根据《钢管混凝土结构技术规范》（GB50936-2014）、《钢管混凝土结构设计与施工规范》（CECS 28：2012）、《矩形钢管混凝土结构技术规程》（CECS159：2004），对圆钢管混凝土柱、矩形钢管混凝土柱的承载力及稳定性进行复核。
其中，钢管柱计算长度按照最不利工况下选取，L=9m，计算结果如下：
4、计算结论：
1、B4B5土方连挖状态下，地连墙各项受力均满足承载力要求，地连墙整体安全。
2、B4B5土方连挖状态下，圆形、矩形钢管混凝土柱轴向受压承载力、稳定性满足设计要求；
综上所述，基坑B4、B5层土方可采用土方连挖。
基坑监测对比数据分析
结论：根据开挖前、中、后三次基坑监测数据对比可知，地连墙及钢立柱位移变化量量基本不变，故此可再次验证B4/B5土方连挖工况满足基坑受力要求。
结语
该工程通过调整原逆作法设计施工工况，采用B4B5层土方连挖施工技术，大大提高了挖土效率，提前结束了土方暗挖工序，提前插入了上部裙楼结构施工。据该项目部初步测算，通过此连挖施工技术，上部裙楼结构至少提前了约68天插入，大大节约了项目整体工期，为项目取得了极大的经济效益及良好的业内口碑。
参考文献：
[1]GB50007－2011建筑地基基础设计规范[S] 北京 中国建筑工业出版社，2011
[2]JGJ120-2012建筑基坑支护技术规程[S] 北京 中国建筑工业出版社，2012
[3]GB50936-2014 钢管混凝土结构技术规范 北京 中国城市出版社，2014
论文作者:王耘,魏倩,温伟民,罗少攀
论文发表刊物:《基层建设》2019年第25期
论文发表时间:2019/12/9
标签：土方论文; 基坑论文; 结构论文; 底板论文; 基岩论文; 作法论文; 工况论文; 《基层建设》2019年第25期论文;