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1×10～1×10，现场试验的渗透系数均在1×10～1×10；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

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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qu≥ 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 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。

计算值 规程设计值 *

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

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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。

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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

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