半盖挖逆作法施工技术

半盖挖逆作法施工技术

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摘要上海轨道交通8号线陆家浜路车站换乘段基坑，在施工过程中遇到了地面建筑密

集、交通设施繁忙、地下管线众多、地下水位高等难题，采用“半盖挖逆作法”施工技术，很好地解决了基坑在开挖过程中存在的诸多的施工困难，有效地控制了基坑的变形，确保了交通干道的畅通及周边建筑物的安全。文章中介绍的施工技术措施，可供同行参考。

关键词半盖挖逆作法旋喷桩地基加固井点降水立柱桩短排架法施工监测

1 工程概况

上海轨道交通8号线陆家浜路车站沿西藏南路布置，横跨陆家浜路，为地下2层岛式站台，在陆家浜路下，有与9号线换乘的换乘段，其结构为地下3层。换乘段长 m、宽 m，地下三层为9号线的站台层。换乘段基坑底板底埋深为 m，基坑开挖深度为 m，围护结构为厚1 000 mm的地下连续墙，双层复合衬砌结构。陆家浜路车站换乘段平面布置见图1。

图1 陆家浜路车站换乘段平面布置图

换乘段基坑周围高层建筑密集，16层高的林荫大楼与换乘段基坑最小距离为 m，其基础为箱基+桩基（450 mm×450 mm的预制打入桩，桩长30 m）；陆家浜路1221弄14层高的居民楼与基坑最小距离为13 m，其基础也是箱基+桩基（400 mm×400 mm预制打入桩，桩长25 m）；南银大厦裙房5/6层办公用房为条形基础，距基坑最小距离为14 m。

换乘段的东南角有110 kV电力线（电缆井井壁作为地下连续墙的施工导墙）；西南角有110 kV电力线、48孔通讯线、f300煤气管、f300上水管；东北角有110 kV电力线和f1 650雨水管，西北角有f300煤气管、f300上水管、f1 650雨水管（雨水井井壁紧贴地下连续墙的施工导墙）。

2 水文地质

换乘段建址浅部潜水年平均地下水位埋深约为～ m。③、④、⑤1、⑤3等土层的渗透性均较弱，室内试验的渗透系数均在1×10-7～1×10-8，现场试验的渗透系数均在1×10-5～1×10-6；⑦2粉细砂层为承压水含水层，埋深40～43 m；最大水头高度为地面以下4 m。

3 施工方案

换乘段施工区正处于陆家浜路上，根据交通部门的要求，陆家浜路不能实施封交施工。为保证陆家浜路上6车道的通行，而且西藏南路也不全封闭，经过方案比较，从社会交通、施工进度、成本控制、周边环境等因素考虑，认为采用半盖挖逆作法方案是较为合理的。它既能始终保持陆家浜路及西藏南路的通行能力接近目前水平，又能为管线搬迁提供足够的管位，同时施工速度与传统的明挖顺作法相近，并能满足基坑二级保护等级的要求，即：坑外地面最大沉降量≤‰H（ mm）；地下连续墙墙内位移≤‰H（ mm）；地下连续墙墙顶位移≤‰H（ mm）；管线累计沉降量≤10 mm。

坑底地基加固

为提高被动区土体强度，改善基底土体承载能力和提高基坑开挖阶段被动区土体的侧压力，减少围护结构的变形，对换乘段基坑底进行地基加固。坑内进行满膛旋喷桩地基加固处理，加固深度为坑底下4 m；坑外的4个阴角处也采用旋喷桩进行加固,加固深度为地面到坑底以下4 m。要求加固后土体强度q u≥ MPa。

基坑稳定

换乘段基坑的围护结构为地下连续墙，根据开挖工况，按弹性地基梁计算出基坑稳定的安全系数（见表1）。经验算，基坑在开挖时须降承压水。

表1 换乘段基坑稳定安全系数

项目计算值规程*设计值

承载力

抗隆起

抗管涌

抗倾覆

抗承压水

* DBJ08-61-97基坑工程设计规程

井点降水

通过对换乘段基坑内降水，及时疏干开挖范围内土层的地下水，使土层得以压缩固结，提高水平抗力，防止开挖面的土体隆起。在基坑开挖施工时，要做到及时降低地下连续墙内基坑中的地下水位，保证基坑疏干开挖施工顺利进行；通过对换乘段的坑外及时降承压水，降低下部承压含水层的承压水水头，防止基坑底部突涌的发生，以确保施工时基坑底板的稳定性。

基坑内打设3口疏干井，坑外设置2口承压井（1口为降压井，1口为观察、备用井）。通过计算，只需将承压含水层的水头降低 m（即降至地表以下 m，绝对标高为

m）时，就能保证基坑底板的稳定。

由于车站建址⑥层土缺失，过度降承压水容易对周边环境及建筑物造成影响。

半盖挖逆作施工

为了解决社会交通问题，又能节约施工成本，换乘段施工采用的方法是：先制作2跨顶板，在顶板上制作道路（见图2），再进行基坑开挖。

图2 顶板道路平面图

⑴ 顶板由立柱桩支撑，立柱桩的上部为400 mm×400 mm的H形钢柱（用40 mm厚的Q 345钢板焊成），下部是f1 100 mm的钻孔灌注桩。立柱桩施工采用的是后插法，即先制作立柱桩下部的钻孔灌注桩（插入深度为坑底以下 m），在浇灌好下部混凝土后的40 min内，由孔口钢框架（见图3）对H形钢柱的轴线和标高定位，在经纬仪和电水平仪的跟踪下，利用钢柱的自重，使钢柱精确地锚入灌注桩的混凝土内3 m。

立柱桩分临时立柱和永久立柱2种，施工中一对一结合。

图3 定位钢框架示意图

⑵ 施工顶板及下二、三层板时，经土模法与短排架法比较，决定采用短排架逆作板方法，即根据板的下表面标高及短排架的高度（为便于工人操作，一般为 m），计算出挖土的标高。待顶板混凝土达到设计强度后，即可拆模，挖土至计算标高；浇筑素混凝土（一般为20 cm厚的C30混凝土），在混凝土面上打设短排架，铺模后进行钢筋绑扎及浇筑混凝土逆作板。

逆作板既可约束立柱桩，防止其失稳；又可作围护结构的刚性支撑，减少围护结构的变形及地面沉降。

⑶ 换乘段基坑开挖中设4道支撑。在开挖到下二层板（8号线底板）逆作时，因立柱桩的开挖长度达 m，长细比较大，为了约束立柱桩，防止失稳，在紧贴第三道支撑（第三道支撑下）增设立柱桩联系梁（见图4）；在16～17轴、C～D轴的立柱桩（编号为16-2、16-3、17-2、17-3）之间增设剪刀撑。

图4 施工作业剖面图

4 施工监测

施工过程中，对顶板沉降、立桩桩的沉降、墙体位移、地面沉降及周边房屋沉降均进行了重点监测，监测成果如下：

⑴ 立柱桩最终沉降值

表2 立柱桩最终沉降值表

编号15-1 15-2 16-1 16-2 16-3 16-4 17-1 17-2 17-3 17-4

最终沉降值/mm

由表2 中的最终沉降值可以计算出立柱桩的差异沉降，均未超过设计要求（10 mm）。

⑵ 地下连续墙的水平位移

地下连续墙位移监测孔有2个：I19和I20，从图5、图6的位移曲线可以看出：位移量均大大低于二级基坑允许的最大位移变形 mm)。

图5 I19位移图

图6 I20位移图

⑶ 周边建筑物沉降观测

当换乘段的结构封顶时，测得临近建筑物沉降量最大为 mm，是陆家浜路1221弄裙房的F22点，大大低于允许沉降值（ mm），周边建筑物未发现明显的裂缝；整个基坑开挖结束时，测得地面沉降量最大为 mm，路面未发现明显的沉降。

5 结束语

上海轨道交通8号线陆家浜路车站换乘段基坑施工，采取了“半盖挖逆作法”，使工程能在复杂的周边环境条件下，很好地控制了基坑施工对周边环境的影响，确保陆家浜路、西藏南路的交通畅通及临边建筑的安全。

由于2跨顶板为车站的永久性结构，顶板上的道路在运行后，要承受不同的动荷载，故对顶板的沉降要求控制很严，通过精心施工，用立柱桩支撑顶板，控制立柱桩的差异沉降，使顶板的施工质量满足设计要求。

运用“短排架法”施工，准确地控制了板的标高和表观质量，虽然施工进度较“土模法”慢（需要搭设排架和铺模），但在施工安全性、施工质量方面都优于“土模法”。

卿凇

来源：《上海隧道》2006年第1期