叠合墙软土深基坑明挖顺作与盖挖逆作结合应用的分析

陈大鲸

（石城县交通运输局，江西 石城 342700）

0 引言

随着城市化进程不断推进，高层建筑、地铁工程等建设项目多采用深基坑施工技术，以实现多层地下空间的开发利用。而遭遇软土地质时，进行深基坑施工还应加强结构支护，以免施工过程中出现突水、边坡失稳等问题，给工程施工带来较大风险。采用叠合墙实现多种加固技术组合，能够保证基坑稳定性，但需实现明挖顺作和盖挖逆作方法的结合应用，因此对基坑支护施工提出了较高技术要求。

1 工程概况

某项目工程位于城市繁华商业中心地段，地面设计为地铁总站，地下建设有地铁站房和出租车停车场，用于实现地上广场功能延伸。地下部分为负3层，局部设置小夹层。工程基坑长196.5m，宽在50.6～108.6m之间，深度达到15m，顶板覆土2.6m，面积为17 213m2。工程周边分布较多建筑物，最近的建筑距离工程围护结构仅6.6～19.0m，打入地下的桩基础深达到19.0m。

对场地条件展开分析，地质勘察结果如表1所示，可知深基坑施工遭遇了软土地质。从水文条件来看，工程地下水主要为第四系潜水和微承压水，水力坡度较小，径流缓慢。含水层和周围护城河间存在淤泥层，水力联系较强，将粉质黏土层作为隔水底板。在勘察期间，地下水位埋深在21.1～22.2m之间，标高在-17.8～-17.4m范围，建设抗拔桩应对地下室抗浮稳定性问题，抗浮设计水位标高按照3m分析。

表1 工程地质勘察结果

2 深基坑施工方案

2.1 支护结构

在深基坑施工方面，基坑临近周围建筑，应加强变形控制，同时保证基坑稳定性，以免给周围建筑带来安全威胁。而工程地处市中心，应减少泥浆、粉尘等污染，同时，受复杂水文地质条件影响，施工时应做好基坑降水，以防发生涌水问题。在综合考量的基础上，需要采用叠合墙支护结构，建设800mm厚的地下连续墙，沿着连续墙内侧进行400mm内衬墙施工，墙深均达到22m，通过结构组合加强结构支护。不同于复合墙的墙体保持单独受力状态，叠合墙通过对内衬墙和地下连续墙进行驳接，可以做到共同受力，完成剪力和弯矩传递，保证结构稳固性。而形成的结构能够作为建筑永久支护体系，提供较大地下空间，可减少资源浪费。采用叠合墙，为避免墙体出现开裂渗漏问题，采用C35水下混凝土进行结构施工，确认强度和防水性能良好。为预防槽段裂缝出现渗漏情况，在槽壁两侧进行深7m水泥搅拌桩施工，搅拌桩直径为600mm，间距为450mm，构成止水帷幕墙，发挥止水作用[1]。

2.2 方法选择

在支护结构施工阶段，考虑到场地条件较差，同时基坑形状复杂，如果全部进行明挖顺作法施工要求加强坑内支撑体系建设，完成中立柱、钢筋混凝土支撑、钢管支撑等各种支撑结构施工。在基坑面积较大的情况下，则将产生过高造价，同时也将产生过多粉尘，给周围环境带来影响。单纯进行盖挖逆作法施工，需要先对围护桩、墙和中间桩柱进行施工，然后按照土方开挖、顶板施作等顺序施工，地下一层进行土方开挖、层板施工、边墙施作，后续几层也需制定相应施工工序。采用该方法尽管不会给周围环境带来过多影响，却因为工序复杂导致施工难度大、进度慢，将导致工期延长，无法满足工程建设要求。在综合考量的基础上，采用明挖顺作和盖挖逆作相结合的施工方法，先进行叠合墙、围护桩和中间桩柱施工，然后进行周围边跨和跨梁、板施工，构成环形支撑体系后进行基坑开挖，通过明挖顺作方式进行周围主体结构施工，然后通过盖挖逆作方式进行中间主体结构施工，将两种施工方法结合在一起，实现优势互补。将顶底板作为支撑结构，可以加强基础结构利用，减少支护结构施工成本，利用顺作区作为运送通道，加快施工效率。

2.3 施工方案

确定施工方法后，制定施工方案，在对基坑顶平面和负一层进行施工时，采用明挖顺作法加快施工进度，提供足够出土空间。按照施工顺序，需要先做好施工准备，完成周围围护结构和800mm钢管混凝土柱的施工，然后进行圈梁、边梁及其支撑结构施工。完成土方挖掘后，进行垫层和底板施工，完成5个出土口预留，如图1所示，作为后期盖挖施工出土通道。由于开挖深度不大，通过双排支护结构和局部设置的角撑即可实现基坑变形控制，保证施工安全。对地下负二层以下的空间，进行盖挖逆作施工。结合工程特点，盖挖部分需要将直径800mm的钢管柱作为中间柱发挥抗浮作用，柱深达到基坑底部以下16m位置。在负二层到负四层施工过程中，需要完成三道支撑施工，并进行各层侧墙施工。确认各层支撑结构完工后，才能进行下一层土方开挖，最后进行地下室底板土方开挖和结构施工。针对较浅的土面，使用长臂挖机作业，深土面利用抓斗挖掘机施工。在开挖深度较大的情况下，将楼板当成是水平支撑，可以加强结构变形控制。利用结构梁等加强支护，无须设置临时支撑，可以减少施工成本和工期，避免产生过多粉尘污染，能够为工程施工带来更多效益。在基坑降水方面，由于连续墙将对含水层进行隔断，因此在内部布置直径400mm的16口疏干井，彼此间保持25m间距，在开挖时进行基坑降水，使水位降深达到坑底以下0.5～1m的位置，有效预防涌水现象发生[2]。

3 深基坑施工要点

3.1 立柱桩施工

在深基坑施工期间，立柱桩为工程主体结构框架柱，在地下结构包含4层时将承受较大的荷载。因此在立柱施工过程中，需要利用传力钢板将立柱和结构梁受力钢筋连接在一起。在施工实践中，对负一层底板进行明挖施工，将导致设置的钢管立柱处于悬空状态。为保证结构始终保持稳定，需要加强结构保护，需要使用卵石进行外围空间回填。针对各层楼板位置，应使用C50混凝土进行浇筑，高度达到150mm，有效进行结构加固。在盖挖施工过程中，需要进行中间柱状施工，完成220根中间桩布置，桩径达到1 800mm，并将底部扩大至3 000mm。采用一柱一桩支撑结构，将中间桩作为承力桩，在盖挖逆作施工期间还应加强垂直控制，保证结构可以提供较强的承载力。为此，还应加强钢立柱质量控制，在现场进行结构加工时，确认选用的角钢质量合格，型号等各项参数符合要求。在加工期间，应确认钢材垂直度符合要求，并严格按照施工技术标准进行焊接，减少接头的产生。针对加工得到的钢立柱，应平直堆放，施工前使用工装进行校正，并加强垂直度测量，确认误差达到1/400以内的要求。针对盖挖出土口位置，为扩大挖土空间，提高施工效率，还应适当加大柱距。

3.2 结构驳接施工

在连续墙施工过程中，需要确保与墙内梁、底板较好搭接，确保可以形成稳固结构。针对梁位置，需要采用剔凿嵌入法施工，在靠近连续墙的位置设置一道边梁，将相交位置凿成凹凸状，然后在梁内插入双层植筋。针对底板结构，利用植筋法进行结构驳接，避免嵌入连续墙时构成薄弱带。内衬墙可以看作连续墙延宽一部分，应增设一排双向钢筋，确保底板深入连续墙的长度有所增加，起到加强底板嵌固的效果，增强结构的抗剪力。在施工实践中，需要对内衬墙和边梁同时支模，在紧贴连续墙侧增设止水胶带。按照底板、边梁、内衬墙的顺序，可以一次性进行结构浇筑，确保各部分构成一体，形成稳固的叠合墙结构，充分发挥结构的抗剪、防水等作用。针对槽段接缝位置、楼板边梁和底板连接位置等各处，需要进行植筋，加强结构连接。在顶圈梁施工期间，应对连续墙顶部松散材料进行凿除，并在顶中部设置凹槽和止水胶带，避免驳接位置发生渗漏。针对压顶圈梁和顶板之间，同样需要通过埋筋方式连接。在连续墙中设置预埋件对临时支撑结构进行固定，需要使用止水片防止结构发生渗漏。在连续墙施工期间，应加强墙、柱桩等各位置底部压浆控制，避免出现不均匀沉降，以免接头位置出现开裂缺陷。

在施工实践中，负一层楼板位于第二道钢支撑之上，浇筑时无法拆除，只能后续进行内衬墙施工。为充分发挥楼板支撑作用，需要通过间隔洞方式进行楼板和连续墙施工，完成300×200mm孔洞预留，中心距达到1 000mm，方便后续下料。在连续墙和内衬墙结构驳接方面，需要利用连续墙内预留对拉钢筋施工。钢筋为L型，直径为12mm，保持800mm间距，与连续墙柱钢筋网焊接时保持400mm间隔，并完成限位钢片和止水环的焊接，用于实现内衬墙模板定位。在墙体结合过程中，对连续墙内侧进行凿毛，直至主筋露出。对槽壁加固泥进行凿除后，应做好表面清理，得到较好黏结面。将凿出的钢筋拉直后，可以与内衬墙柱连接，形成紧密连接的叠合墙。针对负一层楼板和内衬墙相交位置，利用预埋在内衬墙中的搭接筋与连续墙主筋连接后，可以率先进行结构浇筑[3]。

3.3 内衬墙盖挖施工

确认顶板浇筑完成后，各层可以利用单面支模方式进行内衬墙施工，仅设置施工缝，不设置后浇带。在靠近连续墙的一侧，需要使用止水橡胶条进行施工缝处理，避免结构发生渗漏问题。工程地下局部设置小夹层，针对该结构以下的内衬墙进行施工，需要使用双层钢筋网与对拉钢筋绑扎，然后对模板进行紧固。利用模板外斜撑和水平钢管，可以进行模板加固，确认可以一次支模至夹层楼板以下。完成钢筋绑扎后，在楼板和连续墙相交位置下料，按照先浇筑内衬墙、后浇筑楼板的顺序，能够一次性完成结构浇筑，保证结构齐平。针对夹层至负一层位置，完成上口凿毛后，可以在内衬墙里侧增设防水胶条，然后支模至楼板以下。预留300mm×200mm孔洞下料，在浇筑内衬墙时能够完成孔洞填补。针对负二层以下到底板位置，前期施工顺序相同，完成凿毛、防水处理后，提前对冠梁下方主筋进行处理，确保钢筋外露，在其上焊接内衬墙的双层竖筋。由于最后一层净空超出3m，模板中段位置存在开口间隔，需要在浇筑至开口下缘后进行专门封堵。在施工期间，为确保顶板结构完整，增强地下结构防水性能，应确认避免留下内衬墙料口。因此在结构浇筑时，需要在冠梁下方支设长楔形斜模，通过料斗下料。确认斜模上口比内衬墙顶部要高，同时通过加强混凝土振捣施工，能够保证结构密实度符合要求。最终将斜槽剔掉，可以得到完整结构。

4 结语

对软土深基坑进行开挖，应结合场地的水文地质条件展开分析，做好基础结构设计，提出有效的支护方案，保证基坑施工安全。采用叠合墙支护措施，在施工实践中应根据支护结构特点合理选择施工方法，科学编制施工方案，做好地下各层结构的作业工序安排。根据明挖顺作和盖挖逆作各自施工情况，把握深基坑施工要点，充分发挥支护结构的作用，可以保证深基坑施工质量和安全，为工程质量提供保障。