20深基坑支撑板用于地下结构板逆作法施工技术

童天培,程群,雷帅帅,毕海俊

（中建四局第六建筑工程有限公司，合肥，230011）

摘要:随着城市建设的不断发展，深基坑工程呈现出规模大、深度深、周围环境复杂等特点，复杂的周边环境使基坑锚杆锚索等支护体系结构受到了限制。采用内支撑结构体系，其刚度大，受力均匀，稳定性好，减少了基坑周围的变形及位移，提高了基坑工程的安全性、可靠性。

关键词: 深基坑,支撑板,结构板,撑板合一,逆作法施工

1 前言

支撑板用于地下室结构板施工技术，当支护系统用内支撑体系时，以结构板替代支撑板，避免了因换撑所引起支护系统内力重分布而导致基坑的位移及变形，或混凝土支撑突然卸荷将对周围环境产生危害，使施工阶段的支撑板成为地下室永久结构板，以实现撑板“合一”。采用该施工技术，具有刚度大，稳定性好，水平承载力高等特点，解决了城市高楼密集区内进行基坑作业的安全问题，降低了施工临时支护的成本。因此该施工技术越来越广泛地应用于地质条件差及周边环境复杂以及施工现场狭小的深基坑。

2 工程概况

中建四局商业办公楼项目位于合肥市铜陵路与和平路交口东北角。项目规划总用地面积为8682.2 m2，总建筑面积约为5.7万m2，地上22层、地下3层，结构高度95.5m，建筑高度111m，框架-核心筒结构。本工程设计标高±0.000相当于绝对标高15.1m。主楼选用桩筏基础，商业裙房及车库为筏板基础。 2.1周边环境

基坑北侧为居民楼，距离基坑边线最近6.2m；东侧为中学，距离围墙约7.3m；西侧院墙内有泵房和配电房及现场临时办公设施，院墙外为铜陵路高架，基坑边缘距道路边线约为10m；南侧为和平路，道路边线距基坑最近位置约4m。 2.2 工程地质条件

根据野外钻孔揭露、原位测试及取样进行的土工试验成果资料，其第四纪地貌型态为南淝河一级阶地地貌单元，基坑支护范围内场地地层分布较稳定。根据钻探揭露，拟建场地地层构成从上自下为：①层杂填土，②层粘土，③层粉质粘土，④层细砂，⑤层强风化泥质砂岩，⑥层中风化泥质砂岩。 2.3水文地质条件

本次勘察期间场地地下水丰富，主要为赋存于①层杂填土中的上层滞水、④层细砂的孔隙水以及⑤层强风化泥质砂岩中的裂隙水，勘察期间的初见水位为

0.50～3.20m，混合静止水位埋深0.70～5.10m，综合

静止水位高程为10.50～14.34m，受大气降水影响较大，

季节性水位变化幅度约2.50m左右。

2.4基坑支护设计比选

本工程基坑开挖深度16m左右，为深基坑工程，周边环境复杂，故不适合采用放坡开挖及土钉支护；

项目位于合肥市中心，距离周边建筑物较近，地下管线较多，故也不适合采用桩锚支护形式；

地下连续墙刚度大，止水效果好，但造价高，施工要求专业设备。工程占地面积小，支护工程量小，故不宜采用。

综上分析，本工程采用灌注围护桩与内支撑的基坑支护形式。

同时也对初始设计进行了深化，采用以地下室结构板替代内支撑的结构形式。撑板“合一”避免了因换撑所引起支护系统内力重分布而导致基坑的位移及变形，或混凝土支撑突然卸荷将对周围环境产生危害。

本工程围护体系采用旋挖灌注桩+人工挖孔灌注桩交替排桩形式，桩径均是900mm@1800mm混凝土等级C30,桩深18.1～23.6m。

采用三道钢筋混凝土支撑。第一道为支撑梁形式的临时角撑，后期拆除；第二、三道为中间圆环结合负二、三层支撑梁板形成环形支撑，作为地下室永久结构板，不再拆除。

图1 第二、三道支撑板平面图

基坑内共设405根立柱桩（圆环内和圆环外），立柱桩为直径1100mm旋挖灌注桩，深度18.9～33.1m，支撑板下方部分位置设有格构柱，并与立柱桩连接，格构柱插入灌注桩2.5m深（部分格构柱后期割除）。

图2 地下结构剖面图

2.5 逆作施工重难点

（1）由于逆作施工，各结构层的标高控制及表

面平整度是施工难点。

（2）采用厚度100mm的混凝土做结构板的“模板”，后期拆除时，如何方便与板顺利脱离，是施工难点。

（3）逆作施工，支撑板与围护桩及格构柱钢筋如何连接及细部处理，才能保证结构的整体性。

（4）结构反梁及环梁模板支设。

（5）必须等到支撑板浇筑后达到强度设计要求后，才可继续土方开挖，进行下层板施工。

3 逆作施工要点及技术措施

3.1 施工流程

逆作法施工的工艺流程如下：

支护桩施工工程桩施工格构柱施工冠梁施工、钢栈桥架设第一道支撑梁施工土方开挖至第二道支撑板底标高第三垫层施工、涂刷隔离剂道支撑钢筋绑扎、支模板施工第一层支撑板混凝土浇筑地下室底板施工各层内衬墙、柱施工第一道支撑梁拆除

图3 工艺流程图

3.2 立柱桩与格构柱连接

地下结构的竖向承重构件作为逆作法施工过程中结构水平构件的竖向支承构件。其作用是在逆作法施工期间，在地下室底板未浇筑之前承受地下和地上各层的结构自重和施工荷载；在地下室底板浇筑后，与底板连成整体，作为地下室结构的一部分，将上部结构及承受的荷载传递给地基。

（1）立柱桩为旋挖灌注桩，为了在地下室施工期间承受上部水平和垂直荷载，需在旋挖桩钢筋上焊接一段格构柱，以此来支撑上部荷载。根据设计要求，本工程格构柱数量为34根。

（2）在灌注桩每边的钢筋笼主筋上各焊接1根Φ16水平钢筋，距格构柱每边有20～30mm的活动量，使格构柱位于钢筋笼中间，保证支撑柱各面与钢筋笼间距均匀，同时四个面分别采用2根长1.0mΦ10钢筋斜向与钢筋笼主筋焊牢，以便吊装后能对格构柱位置进行微量调整，使其位置准确、柱身铅垂。

图4 格构柱与钢筋笼焊接

3.3 土方开挖

在四周围护桩及立柱桩施工完成后，进行第一次挖土，机械开挖至第一道支撑梁上部200～300mm左右停止作业，剩余土方由人工清理。在第一道支撑梁达到75%设计强度，进行第二次土方开挖，开挖至第二道支撑板设计标高。 3.4 垫层施工

（1）各段垫层施工前，应提前做好该段基层测量定位工作，基础轴线、准确控制垫层底标高。采用逆作法施工，利用下方土体作为承受荷载的主体，通过对地基进行加固的方式，使其满足设计承载力要求。本工程垫层施工厚100mm，混凝土强度等级C15。

（2）土方夯实、整平过后，在土体内预埋长2150mmΦ10的钢筋并设计成U型状，间距1m布置。浇筑垫层时，将拉筋浇筑在内（如图），使U型钩外漏在垫层下方，待垫层上支撑板浇筑成型并达设计强度后，进行下层土方开挖时，通过拉拽U型钩，方便垫层与板分离。

图5 U型钩平面图

图6 U型钩埋设

3.5 隔离剂施工

采用逆作法施工，为了使结构楼板能与垫层脱离，不影响结构的外观质量，根据实际情况，在绑扎钢筋前，预先在垫层上涂刷隔离剂，当拉拽垫层里的U型钩时，以便垫层与结构板能更好的脱离。

图7 涂刷隔离剂

3.6 钢筋工程

（1）支撑板与围护桩钢筋连接 在地下室结构支撑梁板施工前，需对围护桩表面进行处理，使地下室楼板与围护桩紧密连接，增强结构的整体性。

钢筋绑扎前，对围护桩表面需切除深度不小于100mm的混凝土（不得切断柱子主筋），然后在围护桩上按设计要求进行钻孔，埋设预留筋与板筋连接，具体做法详见下图。

图8 植筋平面图

图9 植筋立面图

（2）支撑板与格构柱钢筋连接

1）本工程支撑板采用无梁楼盖，在格构柱与楼板部位设置柱帽，按设计要求进行配筋，可解决底板抗冲切问题。

图10 柱帽配筋平面图

图11 柱帽配筋剖面图

2）由于格构柱作为永久结构柱，故在每层支撑

板施工过程中，在格构柱四周，按设计要求用电钻引孔预埋钢筋，钢筋插入深度为离柱帽底端1m。待下层土方开挖以后用直螺纹套筒将上下两层钢筋连接，便于后期施工结构柱。

图12 柱筋预埋示意图

3.7 模板安装

（1）板底模板

内支撑梁板结构施工时利用土模作为承受荷载的主体，先将土方开挖至预定标高，整平、夯实，先在土模上浇筑垫层，以此作为混凝土支撑板下支撑模板。然后在垫层上绑扎梁板钢筋，浇筑梁板混凝土。

边梁（反梁）模板安装 边梁由于采用反梁设计，故在边梁内侧进行模板安

装时按如下方法和措施进行安装加固：

1)在模板下口设置限位钢筋，控制模板下口标高，使其与楼板顶标高一致。

2)在支撑钢管下端设置限位钢筋，使其在支撑模板时不产生位移和变形，混凝土成型后，切除板上漏出的限位钢筋。

图13 模板安装及支撑平面图

图14 边梁模板施工图

（2）环梁模板安装

支撑板外侧的圆形环梁模板安装技术措施： 准确定位模板上口标高，使其在同一水平面上； 模板支撑要牢靠，采用钢管进行斜撑，每隔1m设置一道；

模板制作安装到板底标高，上口预留300mm，用钢丝网片封堵，用来预留结构板钢筋。

图15 环梁模板安装及支撑平面图

图16 环梁模板施工图

3.8 混凝土施工

本工程环形支撑板厚度为300mm，局部地方350mm，混凝土强度等级为C30。

混凝土浇筑前，模板、钢筋、预埋件及管线等全部安装完毕，经检查符合设计要求，并验收通过。

梁、板混凝土应同时浇筑，浇筑方法由一端开始先浇筑梁，根据梁高分层浇筑成阶梯形，当达到板底位置时再与板的混凝土一起浇筑。

混凝土浇筑到设计标高后，振动棒振捣密实，用铁滚筒反复碾压数遍压实，等混凝土收水后，抹平收光。

混凝土浇筑完毕后及时进行覆盖、洒水养护。 待该层支撑板达到强度设计100%要求，方可开挖板下土方，进行第三道支撑板施工。

待地下室底板施工完成，自下而上按顺序施工各层内衬墙、结构柱及细部节点处理。最后拆除第一道支撑梁。

3.9 逆法施工特点

撑板“合一”的逆作法施工技术在本项目的成功应用，表明逆作施工自身的先进性和优越性，不但能

够提高地下工程的安全性，还可以大大节约工程造价，缩短施工工期，是一种很有发展前途和推广价值的深基坑支护技术。

根据本项目的逆作施工实例，可总结以下几点特点：

（1）节省工期。以板代撑逆作施工，地下室结构板不用再次浇筑施工，加快施工进度，节约了工期；

（2）节约成本。避免了采用临时支撑，出现后期拆除的现象，节约了施工材料，减少了劳动力的投入，降低了成本；

（3）安全性好。水平撑板为永久结构，支撑刚度大，稳定性好，使围护结构和土体的变形小，对周围的环境影响小，提高了基坑工程的安全性；

（4）减少扬尘污染。施工作业在支撑板下进行，减少了扬尘及噪音，具有良好的社会效益。

4 结束语

深基坑支撑板用于地下结构板逆作法施工技术，即撑板“合一”，采用主体结构与支护体系相结合的结构形式，利用工程主体结构板兼作基坑围护桩的水平支撑板，地下室部分结构采用自上而下的逆作法施工方法，从而使整个施工过程不再需要单独布置围护桩水平支撑板，避免了因换支撑所引起支护系统内力重分布而导致基坑的位移及变形，缩短了施工工期，降低了成本，同时减少了基坑周围的变形及位移，提高了基坑工程的安全性、可靠性。同时采用逆作法施工，使施工作业在支撑板下进行，这样很大程度上减少了噪音和扬尘，具有明显的环境效应。

参考文献：

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