關于逆作法施工深基坑開挖變形分析

文/司馬軍 南京南大巖土工程技術有限公司 江蘇南京 210000

1、逆作法的概述

通常建筑物施工都會自下而上來施工, 打好地基坑, 層層向上施工。但逆作法施工的順序則其相反, 自上而下對地上和地下的結構來進行施工。在行高層建筑施工時運用逆作法時, 逆作法的其工作原理:首先, 要充分考慮到地下結構對建筑物的承受能力, 地下結構是整個工程的施工根據(jù)。其次, 在高層建筑逆作法施工中, 重要的是基坑有多深。而逆作施工方法在高層建筑施工中都是運用在地下停車場和地下室, 基本上都在兩層以內(nèi), 但這也是整個高層建筑施工中最為關鍵地方。作為整個系統(tǒng)基坑的深度, 在施工的時候重點考慮。因此, 基坑是施工的前提, 同時影響整個高層建筑的施工。而為了能夠使建筑施工順利完成, 在高層建筑施工前做好相應的準備。最后, 當在地面一層進行施工時, 向下開挖和澆筑要從側面開始, 向上施工要把第一層為基礎,地下工程完工后, 要停止對的地面施工。

2、工程概況

科舉博物館及周邊配套一期（Ⅱ區(qū)）項目基坑面積約4600㎡，周長約318m，挖深19.6m，四層地下室。周邊環(huán)境復雜，臨近多個重要建筑物和地下管線。東側緊鄰地鐵3號線夫子廟站～武定門站區(qū)間隧道，平面距離約10m。地質(zhì)條件復雜，分布有流塑狀態(tài)淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土，兩層承壓水。采用1000mm厚"兩墻合一"地下連續(xù)墻作為圍護體，西區(qū)與原Ⅰ區(qū)共用地下連續(xù)墻；利用地下室結構梁板作為水平支撐，共四層；南側淺基礎解放電影院門廳、東側緊鄰地鐵區(qū)間隧道段設置隔離樁，東側地連墻迎土側槽段接縫位置設置大直徑高壓旋噴樁進行封堵。基坑監(jiān)測等級按一級考慮，采用逆作法施工。

3、逆作法結構施工

本工程北、東、南側采用1000mm厚"兩墻合一"地下連續(xù)墻作為圍護體，地下連續(xù)墻既作為基坑開挖階段的擋土止水圍護體，同時作為永久使用階段地下室結構外墻。西側與Ⅰ區(qū)交界處共用原Ⅰ區(qū)"兩墻合一"地下連續(xù)墻。逆作施工階段利用地下室結構梁板作為水平支撐，采用支承立柱和立柱樁作為豎向承重構件。逆作施工階段，僅進行地下水平梁板結構施工，上部結構需待地下室逆作完成后（即地下室基礎底板完成、一柱一樁外包鋼筋混凝土完成且達到設計強度后）再進行施工，隨著開挖的加深，梁板及支撐柱體系的受力在不斷的變化，對于結構自身的應力體系變化將影響地下連續(xù)墻的應力和變形。

4、監(jiān)測基準網(wǎng)的建立

4.1 水平位移基準網(wǎng)

水平位移監(jiān)測控制網(wǎng)兩級布設，由控制點（基準點、工作基點）組成首級網(wǎng)，由觀測點及所聯(lián)測的控制點組成擴展網(wǎng)。

監(jiān)測埋設的監(jiān)測點穩(wěn)定后，在基坑開挖前15天進行初始值觀測，初始值獨立觀測3次，3次觀測值較差均滿足有關限差值要求，取3次觀測值的平均值作為初始值，水平位移監(jiān)測則以初始值為觀測值比較基準。根據(jù)現(xiàn)場條件選定基準點如下圖所示，本項目水平位移控制網(wǎng)布設4個基準點(BM0～BM3)、6個工作基點(JD1～JD6)，各基準點和工作基點布設位置如圖所示。

基準點在施工期間每個月聯(lián)測一次，每次聯(lián)測結果見附表1。根據(jù)聯(lián)測結果，各基準點穩(wěn)定可靠。

4.2 垂直位移基準網(wǎng)

根據(jù)現(xiàn)場條件，本項目高程布設3個基準點(BM1～BM3)，各基準點以表5-2中的3個交樁高程控制點為引測點，基準點每3個月檢查1次，日常監(jiān)測過程中發(fā)現(xiàn)各基準點高差變化較大，根據(jù)情況加密基準點檢查，各基準點布設位置如圖所示。

5、監(jiān)測數(shù)據(jù)處理與分析

基坑監(jiān)測最大值匯總表

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6、典型斷面時程曲線圖

地下連續(xù)墻墻頂垂直位移D8累計變化量～時間曲線圖

地下連續(xù)墻墻頂水平位D8累計變化量～時間曲線圖

地下連續(xù)墻墻體測斜最大點（CX8）累計變化量～時間曲線圖

土體深層水平位移最大點（CX8）累計變化量～時間曲線圖

結論：

根據(jù)對本工程的各項監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析，可以得出：地處城市旅游鬧市區(qū)，周邊又有重要文物、地鐵、市政管線，由于基坑支護設計及施工工藝科學合理，逆作法施工在基坑開挖過程中，各項監(jiān)測數(shù)據(jù)正常，基坑本體及周邊環(huán)境處于較穩(wěn)定狀態(tài)。總體來看，基坑變形在基坑施工期間是正常穩(wěn)定的，本基坑的支護設計和施工是安全合理的。