“先封頂，后結底”全逆作法超挖梁板結構輪扣式鋼管支模體系施工技術

摘" 要：隨著當今城市地上空間的開發程度越來越高，開發成本的提升使得城市地下空間的開發愈發重要，全逆作法技術作為解決當前城市地下空間開發難題的重要技術，其梁板結構支模體系、每層暗挖高度、水平通風等問題是全逆作法地下室施工階段的重難點。為解決暗挖區間梁板混凝土外觀質量，暗挖設備碰撞梁板結構，水平通風問題，湖南建工集團有限公司創新提出“采用LG180立桿模數承插型輪扣式鋼管支架超挖支模”技術，該技術實用、安全可靠、操作性強，有效解決當前所遇到問題的同時兼具經濟性。

關鍵詞：全逆作法；輪扣式鋼管支模體系；承插型；超挖；滿堂搭設

中圖分類號：TU43" " " " 文獻標志碼：A" " " " " 文章編號：2095-2945（2023）17-0162-04

Abstract： With the development of urban aboveground space getting higher and higher， the increase of development cost makes the development of urban underground space more and more important. Reverse method technology is an important technology to solve the current difficult problems in the development of urban underground space. The beam-slab structure formwork system， the height of each floor and horizontal ventilation are the important and difficult points in the construction stage of reverse basement. In order to solve the problem of concrete appearance quality of beam and slab in the section of underground excavation， Hunan Construction Engineering Group Co.， Ltd. innovatively put forward the technology of \"adopting LG180 vertical rod module and socket type wheel-buckle steel pipe bracket over-excavation support formwork\"， which is practical， reliable， operable， and economical， while effective in solving the current problems.

Keywords： reverse method; wheel-buckle steel pipe formwork system; socket type; over-excavation; full house erection

隨著現代城市地上空間利用率的提升，地上開發的成本愈加提高，地下空間的開發開始得到高度重視。全逆作法技術為地下空間開發提供了一種新的技術手段，其中梁板結構支模體系、每層暗挖高度、通風是全逆作法地下室施工的一個重難點。

圍繞上述重難點，眾多研究者研究出了各種技術辦法。梁華[1]利用梁板混凝土結構作為基坑水平支撐體系的一部分，并對工程各工序采取了相應質量控制措施，減少了工程造價，提升了工程質量，避免了安全隱患。吳昌將等[2]研究了大開口逆作方案的設計應用條件、特點，分析了施工中結構的變形和對周圍環境的影響情況，實際情況證明其設計提升了施工效率，確保了施工安全性。溫文[3]研究了土方暗挖施工中，出土口預留、土方運輸方式、通風等條件事先規劃和設計的必要性，總結了實際施工中的經驗與注意事項。陳益等[4]通過調整單邊支模的支撐體系，設計了混凝土澆注設備，改進了澆注方式，有效解決了混凝土與模板施工中存在的問題，提高了施工質量和施工安全性。夏偉等[5]詳細闡述了在超高支模時采用的超高空鏤空支模體系免腳手架施工工藝，避免了傳統滿堂支架的不經濟性，安全隱患較多等問題。鄧小兵等[6]提出了鋼托支模架體系代替傳統鋼管架，合理優化了鋼胎架和水平間距，能較好地處理復雜受力情況下的鋼結構變形問題。李璐等[7]針對工程實際情況，利用貝雷架的優點，靈活組合運用，在其上支設腳手架，良好解決了深坑巖壁上支模的難題。封銳等[8]選用美國EFCO工具式鋼桁架模架體系進行豎向支撐，通過合理設計支撐體系，有效解決了工程中無法使用傳統滿堂腳手架的情況。

湖南建工集團有限公司開展逆作超挖支模體系技術創新，提出了“采用LG180立桿模數承插型輪扣式鋼管支架超挖支模”技術，該技術有效解決了深基坑逆作地下室梁板結構支模、暗挖高度、水平通風層等施工難題，具有推廣價值。

1" 工程概況

湖南旺旺醫院醫療大樓擴建工程（二期）總建筑面積為16.930 7萬m²，其中地下5.456 2萬m²，地上11.474 5萬m²，基底占地面積為1.04萬m²，框架剪力墻結構，地下室有7層，地下層高從上往下分別為5.1、5.1、6（含夾層）、6、6和2.5 m，基坑開挖深度為31.9 m，屬于深基坑開挖。本工程主樓采用上下同步全逆作法，裙樓采用半逆作，逆作界面層為負一層結構梁板。

2" 工藝原理及流程

2.1" 逆作超挖支模工藝原理

根據支模架搭設高度與經濟性，采用Φ48×3.25 mm承插型輪扣式鋼管，立桿采用LG180型。結合工程特性、立桿模數，確定地下室土石方每層暗挖高度以樓板面標高向下超挖2.55 m。并根據每層開挖高度工況進行逆作地下連續墻支護、豎向承載“一柱一樁”體系的結構設計。每層開挖完成后及時澆筑混凝土墊層，并根據結構梁板截面尺寸、跨度及施工荷載等編制模板工程專項方案，確定立桿間距、步距等參數，支模按專項方案實施。

2.2" 施工工藝流程及操作要點

逆作超挖梁板結構支模施工工藝流程為：

1）逆作梁板輪扣式支模體系參數設計；

2）地下室樓層逆作超挖2.55 m；

3）場地平整、澆筑混凝土墊層；

4）支模架搭設材料下基坑；

5）搭設承插型輪扣式鋼管支架；

6）梁板結構鋼筋混凝土施工；

7）梁板結構混凝土養護；

8）承插型輪扣式支模架拆除。

2.2.1" 逆作梁板輪扣式支模體系參數設計

承插型輪扣式鋼管支模架：采用Φ48×3.25 mm承插型輪扣式鋼管，立桿采用LG180型，立桿頂托采用Φ36可調U型頂托DT60型，U型頂托內采用Φ48×3.0 mm雙鋼管為主龍骨，可調托撐伸出頂層橫桿的懸臂長度小于等于650 mm，可調托撐螺桿伸出長度小于等于300 mm，插入立桿的長度大于等于200 mm，梁底頂撐當符合承插型立桿模數如LG120、LG90，當不符合模數時則采用Φ48×3.0 mm鋼管頂撐。承插型輪扣式鋼管支架搭設要求嚴格按湖南省地方標準執行[9]，如圖1所示。

2.2.2" 地下室樓層逆作超挖2.55 m

每層土方采用分層、分區、分塊開挖的原則施工，待上層水平結構構件達到設計要求的強度80%（負一層為100%）后，向下開挖至下層結構梁板面標高后再往下超挖2.55 m。結構梁板與土方開挖跟進施工，盡量減少圍護體的無支撐暴露長度，如圖2所示。

2.2.3" 混凝土墊層澆筑

全逆作法施工時，墻體、梁和樓板等水平結構在每層超挖2.55 m的基坑上施工，模板支撐在開挖后的土層上，水平結構施工時，新澆砼、模板等重力荷載在砼達到強度前由坑底地基承受，故應保證坑底地基滿足強度和沉降要求，必要時需要進行坑底的地基處理。本工程采用150 mm厚C15砼墊層進行硬化處理，如圖3所示。

2.2.4" 支模架搭設材料下基坑

針對全逆作法地下室層數多、面積大、材料運輸困難的特點，結合工程結構與周邊環境綜合布置8個吊物通風口，其中5個吊物通風口采用塔吊直接吊物、1個吊物通風口內安裝雙籠戶外電梯下基坑，2個吊物通風口針對上下同步區特設計了采用1臺5 t、一臺10 t的移動式電動葫蘆吊與塔吊室內外配合吊運材料下基坑。

2.2.5" 基坑內架料工具化轉運

利用軟巖地區全逆作法超挖后澆筑150 mm厚C15混凝土高承載力特性，模板、架料室內水平二次轉運采用手推叉車與工具式模板型鋼支架進行整體吊裝、整體叉車轉運，實現半機械化作業，叉車、堆放支架如圖4、圖5所示。

2.2.6" 搭設承插型輪扣式鋼管支模架

梁板支模架采用承插型輪扣式支撐體系滿堂搭設，梁兩側立桿間距為600 mm，每邊距梁側300 mm。梁底下方須設置大橫桿；梁板支模架水平桿拉通，步距1.2 m，使梁支撐體系與板支撐體系連成整體。如圖6所示。

3" 工藝特點

以上施工工藝有效地解決了目前全逆作法鋼筋工程普遍存在的問題，并具有如下特點。

1）采用超挖2.55 m支模方式：提高了梁板混凝土外觀質量；構筑水平架空層與豎井互通體系提高了自然通風能力；滿足了大型開挖設備操作空間。

2）采用承插型輪扣式鋼管支模架，減少了鋼管裁割量，一人高度的作業空間，加快了施工進度。

4" 結束語

湖南建工集團有限公司針對湖南旺旺醫院（二期）工程上下同步全逆作工況，創新采用了“超挖支模+立桿LG180型模數的承插型輪扣式支模架”施工技術，實現了以下目標。

1）實現了省工省時省力，操作方便，且安全系數高的工具化組合支模體系，確保了梁板結構構件的施工質量。

2）超挖構筑的水平架空層與豎井即吊物孔（本項目豎井面積與基坑占地面積比為13%）互通體系，實現了自然通風就能滿足逆作施工的需求，節省了通風成本。

3）每層超挖后逆作層高達7.65～8.55 m，實現了軟巖地層用重型鉤機的破巖能力，節約了開挖成本。

參考文獻：

[1] 梁華.地下結構逆作法梁板施工技術[J].建筑施工，2006（7）：524-526.

[2] 吳昌將，彭杰，易禮，等.上海滬東文化中心深基坑大開口逆作法設計及實踐[J].南通大學學報（自然科學版），2021，20（1）：75-81.

[3] 溫文.逆作法中鋼管柱及土方暗挖施工技術應用研究[D].廣州：華南理工大學，2015.

[4] 陳益，關章磊，蔡攀攀，等.新型樁間超薄模筑混凝土單邊支模逆作法施工技術[J].施工技術，2018，47（23）：36-38.

[5] 夏偉，吳琳，石海夫，等.超高鏤空框架梁支模免腳手架施工研究與應用[J].建筑安全，2021，36（12）：7-10.

[6] 鄧小兵，劉洪，余大章.超高超長超限現澆結構鋼托支模體系施工技術[J].山西建筑，2020，46（24）：74-77.

[7] 李璐，何昌杰，寧志強，等.長沙冰雪世界工程臨百米深礦坑吊腳樓結構地庫支模體系應用[J].施工技術，2020，49（2）：8-10，48.

[8] 封銳，鄢全科，徐偉濤，等.工具式高支模體系在復雜大跨工況下的設計及應用[J].建筑施工，2019，41（12）：2166-2168，2171.

[9] 湖南省住房和城鄉建設廳.建筑施工承插型輪扣式鋼管支架安全技術規程：DBJ 43/323—2017[S].2017.