老城区临近建筑深基坑逆作法施工技术

2021-04-03姚士威吕金刚邵珠令孟玲峰中建八局第二建设有限公司上海200135

建筑科技 2021年5期

姚士威，吕金刚，邵珠令，孟玲峰，李豪（中建八局第二建设有限公司，上海 200135）

1 逆作法相关概述

所谓深基坑逆作法，就是同时开展地上建筑物建设与地下基础施工，在地上建筑物建设完成到某一程度时，地下基础施工可以全部竣工。逆作法为城市建筑、特别是闹市区的建筑施工提供了一种技术保障，避免由于某一建筑物的施工，影响周边建筑或基础设施的正常运转。目前，我国的逆作法施工工艺已经可以应用到－5 F 的深度，且仍在向更深深度发展中。随着城市建设的进一步细化，高层建筑密集，基坑深度加深，逆作法会在闹市区深基坑支护中发挥越来越重要的作用。

2 闹市区深基坑逆作法施工中的重要管理环节

2.1 中间支承柱的建设

对于深基坑逆作法施工工程而言，中间支撑柱是整个工程的关键支撑组织，为深基坑的竖向结构稳定性提供重要保障。在逆作法施工期间，中间支承柱需要承受巨大的载荷，因此需要对中间支撑柱的安置位置和数量进行预设。一般而言，需要参考深基坑的结构布局与施工设计方案进行计算，通常安装在地下连续墙的横纵向相交处。深基坑底板以下的中间支承柱的安装需要密切与底板相互配合，可以采用灌注桩的方法进行整合，且长度不宜过长，避免对深基坑底板的受力结构带来不利影响。关于深基坑底板以上的中间支承柱的建设，一般采用钢管混凝土柱的形式进行建设。

2.2 挖土技术的选择

逆作法施工中包含有土方工程，挖土方法的选择会影响深基坑维护结构的稳定性，是引发土体发生位移、变形等的主要因素，进而对施工进度和施工安全带来影响。因此，需要对闹市区深基坑逆作法工程进行组织管理，借助互联网技术和信息化设备，统一设计和管理挖土的方法、位置、进度等。取土口的设计是挖土技术的重要方面之一，半封闭式的逆作法可以直接用挖土机向外出土，全封闭式的逆作法则需要对取土口进行尺寸、位置、数量等的布置[1]。

2.3 差异沉降的监控

差异沉降主要是指立柱桩与立柱桩、立柱桩与地下连续墙彼此间存在的土体沉降速率差异。为了缓解深基坑出现不均匀沉降的问题，需要应用逆作法对其进行控制。随着逆作法施工工艺的进步，已发展出若干措施能够对差异沉降进行监控和预防。例如，可以在立柱桩的柱底灌注泥浆、选用承载系数较高的桩端持力层、加长立柱桩的直径或长度等，不断提升立柱桩的承受能力，缩减立柱桩发生纵向沉降的范围，预防差异沉降。

3 闹市区深基坑逆作法施工的控制要点分析

3.1 地下连续墙的施工

地下连续墙是保障闹市区结构安全的主要围护墙，在进行闹市区深基坑逆作法施工中，需要对地下连续墙的重要部位采取加固、加深等措施。根据闹市区不同区域的承载压力和容量需求，对地下连续墙的厚度进行科学设计并模拟论证。为提高资源利用率，不同区域的地下连续墙厚度设置可以存在差异。在单幅地墙的施工过程中，需要格外注意地下连续墙成槽的时间控制与钢筋笼下放的时机，尽可能在预计时间内完成单幅地下墙的全部施工内容。此外，地下连续墙的施工需要按照正确合理的施工顺序进行，在选择首开幅时，首开幅应该与树根桩拱形布局保持一致，在此基础上，地下连续墙可以选用跳幅开挖的方式进行施工。由于不同地段的沉降性能有所差异，对于沉降概率较大、沉降速度较高的区域，可以通过提升泥浆的比重的方法，提升地下连续墙槽壁的稳固性能。

3.2 坑内外土体的加固

闹市区深基坑逆作法施工是一项综合性很强的系统工程，其中包括对深基坑内外进行隔断处理的施工内容。关于坑外的土体加固，根据现实情况，选择在地下连续墙外侧布局若干排深层搅拌桩或拱形树根桩。如若选择拱形树根桩进行坑外隔离，则需要对树根桩采取压密注浆措施，确保树根桩能够阻断构筑物和施工面，形成较为牢固的坝体，提升整个深基坑围护体系的刚度，以此实现对深基坑加固的效果。关于坑内的土体加固，可以通过应用水泥土搅拌桩来实现。深基坑以下和以上的水泥掺量有所差异，一般而言，坑底以下的水泥掺量要高于坑底以上的该项指标值，以实现对深基坑不同深度下的分层加固效果，同时增大坑内土体的摩擦系数，提升土体所受的压力[2]。

3.3 深井降水处理

深井降水处理要在深基坑开挖前进行，通过安排一定数量的井管，促使深基坑内的地下水进行沉降，使地下水沉降到深基坑坑底以下。通过深井降水施工，深基坑土体的含水量下降，固结以后的稳固性更为可靠，有助于提升闹市区深基坑的承载能力和容纳能力。通过非自然力的方法提升坑内土体的内摩擦系数，改变被动土压力。此外，还需要关注深基坑外地下水位的变化，这种变化一般是指突然下降的情况，应当及时采取回灌的方法进行地下水的补充，以保持深基坑内外土体结构的稳定性，避免闹市区建筑物发生沉降。

3.4 深基坑的挖土方法

受地质条件、施工要点等现实因素影响，深基坑的挖土方法不一而足，其中以盆式挖土和抽条挖土两种方法最为常见。盆式挖土，顾名思义，就是在施工中借助盆边土体所带来的被动土压力，加强深基坑的稳固性，降低深基坑围护出现变形的概率或变形程度。由于支撑系统尚未完全建立起来、地下连续墙仍处于悬臂期，因此深基坑变形最容易出现在首层挖土环节，且一旦发生变形情况，是很难恢复到原状的[3]。因此，施工单位需要格外注意首层挖土环节的施工管控。对于闹市区建筑物较为密集的区域，可以适当拓宽盆边土的宽度或放缓放坡角度，以增大被动土压力区的面积，减少深基坑外发生位移、沉降等的概率。抽条挖土方法的应用要求较高，表现出明显的时空特征。抽条挖土要求挖土环节以对称的布局进行，一对对立面形成对撑，降低土体流塑变形的速度。抽条挖土的宽度设置需要以尽可能多的容纳坑内的搅拌桩为宜，率先开挖在两个搅拌桩中间尚未得到加固的土体，待该搅拌桩的土体得到加固，继续挖掘剩余搅拌桩间未得到加固的土体。

3.5 信息化技术的应用

信息化技术在闹市区深基坑逆作法施工中的应用主要表现在监测方面。由于深基坑逆作法施工需要一定的周期，此期间施工环境会发生变化，诸如地质条件、水文环境、载荷系数等，影响施工的正常进行。借助信息化技术和设备，对重点区域、关键环节进行监测，技术人员对监测结果进行分析，进而对施工方案进行适当的调整，提升施工的有效性和科学性。闹市区深基坑逆作法施工的重要环节是开挖阶段，此时需要加强对信息化设备的应用，实时监测和反馈地下连续墙的变形、地层的移动、地下水沉降的速度、差异沉降的累积量等情况，必要时可以设置警戒值，达到警戒值时信息化设备会发出警报，提醒工作人员进行相应管理。