基坑支護總體方案的選擇直接關(guān)系到工程造價,、施工進度及周圍環(huán)境的安全?？傮w方案主要有順作法和逆作法兩類基本形式,，它們具有各自鮮明的特點。在同一個基坑工程中,，順作法和逆作法也可以在不同的基坑區(qū)域組合使用,，從而在特定條件下滿足工程的技術(shù)經(jīng)濟性要求?；庸こ痰目傮w支護方案分類如圖1所示,。

圖1 基坑總體支護方案分類

一、順作法方案

基坑支護結(jié)構(gòu)通常由圍護墻,、隔水帷幕,、水平內(nèi)支撐系統(tǒng)（或錨桿系統(tǒng)）以及支撐的豎向支承系統(tǒng)組成。所謂順作法,，是指先施工周邊圍護結(jié)構(gòu),，然后由上而下分層開挖，并依次設(shè)置水平支撐（或錨桿系統(tǒng)）,，開挖至坑底后,，再由下而上施工主體地下結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)底板、豎向墻柱構(gòu)件及水平樓板構(gòu)件,，并按一定的順序拆除水平支撐系統(tǒng),，進而完成地下結(jié)構(gòu)施工的過程。當不設(shè)支護結(jié)構(gòu)而直接采用放坡開挖時,，則是先直接放坡開挖至坑底,，然后自下而上依次施工地下結(jié)構(gòu)。

順作法是基坑工程的傳統(tǒng)開挖施工方法,，施工工藝成熟,，支護結(jié)構(gòu)體系與主體結(jié)構(gòu)相對獨立，相比逆作法，其設(shè)計,、施工均比較便捷,。由于是傳統(tǒng)工藝，對施工單位的管理和技術(shù)水平的要求相對較低,，施工單位的選擇面較廣。另外順作法相對于逆作法而言,，其基坑支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計與主體設(shè)計關(guān)聯(lián)性較低,，受主體設(shè)計進度的制約小，基坑工程有條件盡早開工,。

順作法常用的總體方案包括放坡開挖,、直立式圍護體系和板式支護體系三大類；其中直立式圍護體系又可分為水泥土重力式圍護,、土釘支護和懸臂板式支護,；板式支護又包括圍護墻結(jié)合內(nèi)支撐系統(tǒng)和圍護墻結(jié)合錨桿系統(tǒng)兩種形式。

1,、放坡開挖

放坡開挖一般適用于淺基坑,。由于基坑敞開式施工，因此工藝簡便,、造價經(jīng)濟,、施工進度快。但這種施工方式要求具有足夠的施工場地與放坡范圍,。放坡開挖示意圖如圖2所示,。

圖2 放坡開挖示意圖

2、直立式圍護體系

（1）水泥土重力式圍護和土釘支護

采用水泥土重力式圍護和土釘支護的直立式圍護體系經(jīng)濟性較好,，由于基坑內(nèi)部開敞,，土方開挖和地下結(jié)構(gòu)的施工均比較便捷。但自立式圍護體需要占用較寬的場地空間,，因此設(shè)計時應(yīng)考慮紅線的限制,。此外設(shè)計時應(yīng)充分研究工程地質(zhì)條件與水文地質(zhì)條件的適用性。由于圍護體施工質(zhì)量難以進行直觀的監(jiān)督,，易引起施工質(zhì)量不佳問題,，從而導致環(huán)境變形乃至工程事故。水泥土重力式圍護和土釘支護的示意圖分別如圖3 和圖4 所示,。

圖3 水泥土重力式圍護示意圖

圖4 土釘支護示意圖

（2）懸臂板式支護

懸臂板式支護可用于必須敞開式開挖,、但對圍護體占地寬度有一定限制的基坑工程。其采用具有一定剛度的板式支護體,，如鉆孔灌注樁或地下連續(xù)墻,。單排懸臂灌注樁樁支護一般用于淺基坑，在工程實踐中，由于其變形較大,，且材料性能難以充分發(fā)揮,，經(jīng)濟性不好，適用范圍很小,。雙排樁,、格形地下連續(xù)墻等圍護體型式所構(gòu)成的懸臂板式支護體系適用于中等開挖深度、且對圍護變形有一定控制要求的基坑工程,。圖5 為雙排樁圍護的剖面示意圖,，圖6 格型地下連續(xù)墻支護的平面示意圖。

圖5 雙排樁支護剖面示意圖

圖6 格形地下連續(xù)墻支護平面

3,、板式支護體系

板式支護體系由圍護墻和內(nèi)支撐（或錨桿）組成,，圍護墻的種類較多，包括地下連續(xù)墻,、灌注排樁圍護墻,、型鋼水泥土攪拌墻、鋼板樁圍護墻及鋼筋混凝土板樁圍護墻等,。內(nèi)支撐可采用鋼支撐或鋼筋混凝土支撐,。

（1）圍護墻結(jié)合內(nèi)支撐系統(tǒng)

在基坑周邊環(huán)境條件復雜、變形控制要求高的軟土地區(qū),，圍護墻結(jié)合內(nèi)支撐系統(tǒng)是常用與成熟的支護型式,。當基坑面積不大時，其技術(shù)經(jīng)濟性較好,。但當基坑面積達到一定規(guī)模時,，由于需設(shè)置和拆除大量的臨時支撐，因此經(jīng)濟性較差,。此外,，支撐體系拆除時圍護墻會發(fā)生二次變形，拆撐爆破以及拆撐后廢棄的混凝土碎塊都也會對環(huán)境產(chǎn)生不利影響,。典型的基坑支護剖面如圖7 所示,。

圖7 典型的圍護墻結(jié)合內(nèi)支撐系統(tǒng)示意圖

對于超大面積的基坑工程，采用如圖7 所示的支護方式時存在支撐太長,、支撐傳力效果不佳,、支撐量大等問題，此時可采用中心島式開挖方案,，即先保留圍護墻處一定寬度的土體,，以抵抗坑外側(cè)的土壓力，然后將基坑中部的土體挖除,，再施工中部的主體結(jié)構(gòu),，再利用中部已施工好的主體結(jié)構(gòu)反力架設(shè)支撐,，然后將周圍的土體挖除，施工周圍部分的主體結(jié)構(gòu),，最后拆除支撐,。這種方案出土便捷，經(jīng)濟效果好,，但基坑周邊的地下結(jié)構(gòu)需要二期施工,，工藝復雜。當基坑開挖深度較淺時,，可采用如圖8 所示的圍護墻結(jié)合斜坡?lián)涡问?，當基坑開挖深度較大時，可采用如圖9 所示的中心島結(jié)合周邊多道支撐形式,。

圖8 圍護墻結(jié)合斜坡支撐示意圖

圖9 中心島結(jié)合周邊多道支撐示意圖

（2）圍護墻結(jié)合錨桿系統(tǒng)

圍護墻結(jié)合錨桿系統(tǒng)采用錨桿來支承作用在圍護墻上的側(cè)壓力，它適用于大面積的基坑工程,?；映ㄩ_式開挖，為挖土和地下結(jié)構(gòu)施工提供了極大的便利,，可縮短工期,，經(jīng)濟效益良好。錨桿需依賴土體本身的強度來提供錨固力,，因此土體的強度越高,，錨固效果越好，反之越差,，因此這種支護方式不適用于軟弱地層,。當錨桿的施工質(zhì)量不好時，可能會產(chǎn)生較大的地表沉降,。圍護墻結(jié)合錨桿系統(tǒng)的典型剖面如圖10 所示,。

圖10 圍護墻結(jié)合錨桿系統(tǒng)

二、逆作法方案

相對于順作法,，逆作法則是每開挖一定深度的土體后,，即支設(shè)模板澆筑永久的結(jié)構(gòu)梁板，用以代替常規(guī)順作法的臨時支撐,，以平衡作用在圍護墻上的土壓力,。因此當開挖結(jié)束時，地下結(jié)構(gòu)即已施工完成,。這種地下結(jié)構(gòu)的施工方式是自上而下澆筑,，同常規(guī)順作法開挖到坑底后再自下而上澆筑地下結(jié)構(gòu)的施工方法不同，故成為逆作法,。當逆作地下結(jié)構(gòu)的同時還進行地上結(jié)構(gòu)的施工,，則稱為全逆作法，如圖11 所示；當僅逆作地下結(jié)構(gòu)而并不同步施工地上結(jié)構(gòu)時,，則稱為半逆作法,，如圖12 所示。由于逆作法的梁板重量較常規(guī)順作法的臨時支撐要大得多,，因此必須考慮立柱和立柱樁的承載能力問題,。尤其是采用全逆作法時，地上結(jié)構(gòu)所能同時施工的最大層數(shù)應(yīng)根據(jù)立柱和立柱樁的承載力確定,。

圖11 全逆作法示意圖

圖12 半逆作法示意圖

逆作法通常采用支護結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)相結(jié)合,，根據(jù)支護結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)相結(jié)合的程度，逆作法可以有兩種類型,，即周邊臨時圍護體結(jié)合坑內(nèi)水平梁板體系替代支撐采用逆作法施工,、支護結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)全面相結(jié)合采用逆作法施工。

逆作法的主要優(yōu)點如下：

（1）樓板剛度高于常規(guī)順作法的臨時支撐,，基坑開挖的安全度得到提高,，且一般而言基坑的變形較小，因而對基坑周邊環(huán)境的影響較小,。

（2）當采用全逆作法時,，地上和地下結(jié)構(gòu)同時施工，因此可縮短工程的總工期,。

（3）地面樓板先施工完成后,，可以為施工提供作業(yè)空間，因此可以解決施工場地狹小的問題,。

（4）逆作法采用支護結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)相結(jié)合,，因此可以節(jié)省常規(guī)順作法中大量臨時支撐的設(shè)置和拆除，經(jīng)濟性好,，且有利于降低能耗,、節(jié)約資源。

但逆作法也存在如下不足：

（1）技術(shù)復雜,，垂直構(gòu)件續(xù)接處理困難,，接頭施工復雜。

（2）對施工技術(shù)要求高,，例如對一柱一樁的定位和垂直度控制要求高,，立柱之間及立柱與連續(xù)墻之間的差異沉降控制要求高等。

（3）采用逆作暗挖,，作業(yè)環(huán)境差,，結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量易受影響。

（4）逆作法設(shè)計與主體結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)聯(lián)度大,，受主體結(jié)構(gòu)設(shè)計進度的制約,。

當工程具有以下特征或技術(shù)經(jīng)濟要求時,，可以考慮選用逆作法方案：

（1）大面積的深基坑工程，采用逆作法方案,，節(jié)省臨時支撐體系費用,。

（2）基坑周邊環(huán)境條件復雜，且對變形敏感,，采用逆作法有利于控制基坑的變形,。

（3）施工場地緊張，利用逆作的地下首層樓板作為施工平臺,。

（4）工期進度要求高,，采用上下部結(jié)構(gòu)同時的全逆作法設(shè)計方案，施工縮短總工期,。

三,、順逆結(jié)合方案

對于某些條件復雜或具有特別技術(shù)經(jīng)濟性要求的基坑工程，采用單純的順作法或逆作法都難以同時滿足經(jīng)濟,、技術(shù),、工期及環(huán)境保護等多方面的要求。在工程實踐中,，有時為了同時滿足多方面的要求,，采用了順作法與逆作法結(jié)合的方案,，通過充分發(fā)揮順作法與逆作法的優(yōu)勢,，取長補短，從而實現(xiàn)工程的建設(shè)目標,。

工程中常用的順逆結(jié)合方案主要有：

（1）主樓先順作,、裙樓后逆作方案；（2）裙樓先逆作,、主樓后順作方案,；（3）中心順作、周邊逆作方案,。

1,、主樓先順作、裙樓后逆作方案

超高層建筑通常由主樓與裙樓兩部分組成,，選自.投標書代寫網(wǎng) yipai178.com 其下一般整體設(shè)置多層地下室,，因此超高層建筑的基坑多為深大基坑。在基坑面積較大,、挖深較深,、施工場地狹小的情況下，若地下室深基礎(chǔ)采用明挖順作支撐方案施工,，不僅操作非常困難,，耽誤了塔樓的施工進度,，施工周期長，而且對周邊環(huán)境影響大,，經(jīng)濟性也差,。另一方面，主樓結(jié)構(gòu)構(gòu)件的重要性也決定了其不適合采用逆作法,。

一般來說主樓為超高層建筑工期控制的主導因素,，在施工場地緊張的情況下，可先采用順作法施工主樓地下室,，而裙樓暫時作為施工場地,，待主樓進入上部結(jié)構(gòu)施工的某一階段，再逆作施工裙樓地下室,，這種順逆結(jié)合的方案即為主樓先順作,、裙樓后逆作方案。主樓先順作,、裙樓后逆作具有其特有的優(yōu)點：

（1）該方案一方面解決了施工場地狹小,、操作困難的問題；另一方面塔樓順作基坑面積較小,，可加快施工速度,；裙樓逆作施工不占用絕對工期，縮短了總工期,，并可減少前期投資額,。

（2）裙樓地下室逆作能夠有效地控制基坑的變形，可減小對周邊環(huán)境的影響,；同時又由于省去了常規(guī)順作法中支設(shè)和拆除大量的臨時支撐,，經(jīng)濟性較好。

主樓先順作,、裙樓后逆作方案用于滿足如下條件的基坑工程：

（1）地下室?guī)缀跤米憬ㄖt線,，使得施工場地狹小，地下工程施工階段需要占用部分裙樓區(qū)域作為施工場地,；

（2）主樓為超高層建筑,，是控制工期的主導因素，且業(yè)主對主樓工期要求較高,；

（3）裙樓地下室面積較大,，開發(fā)商希望適當延緩投資又不影響主樓施工的進度；

（4）裙樓基坑周邊環(huán)境復雜,、環(huán)境保護要求高,。

上海環(huán)球金融中心位于上海浦東陸家嘴金融貿(mào)易區(qū)東泰路和世紀大道路口，周邊環(huán)境條件復雜,，環(huán)境保護要求較高,。主樓建筑地上 101 層,，高度 492m，裙樓地上三層,，主樓和裙樓下均設(shè)三層地下室,，基坑總面積約為 22500m 2 ，基坑開挖深度主樓區(qū)為 17.85～19.85m,。

考慮到主樓為超高層建筑,，業(yè)主對主樓工期要求較高，同時希望在不影響主樓施工進度的情況下,，延緩部分投資,，因此本工程采用了主樓先順作和裙樓后逆作的總體設(shè)計方案。主樓區(qū)域先采用直徑為 100m 的圓筒形地下連續(xù)墻并結(jié)合三道鋼筋混凝土環(huán)形圍檁作為支護結(jié)構(gòu),，基坑順作開挖到底后施工主樓結(jié)構(gòu),。當主樓區(qū)主體結(jié)構(gòu)施工至地面層時，再逆作施工裙樓區(qū)基坑,。裙樓區(qū)逆作施工期間逐層向下拆除塔樓的圍護結(jié)構(gòu)（圓筒形地下連續(xù)墻）,，并將塔樓的核心筒結(jié)構(gòu)作為裙樓各樓層梁板結(jié)構(gòu)的支撐點，依次開挖并施工裙樓地下室各層樓板結(jié)構(gòu),。主,、裙樓的分區(qū)如圖13 所示。

圖13 上海金融中心基坑的主樓和裙樓分區(qū)情況

2,、裙樓先逆作,、主樓后順作方案

對于由塔樓和裙樓組成的超高層建筑，有時裙樓的工期要求非常高（例如裙樓作為商業(yè)建筑時往往希望能盡快投入商業(yè)運營）而塔樓工期要求相對較低,，此時裙樓可先采用全逆作法地上地下同時施工,，以節(jié)省工期,，并在主樓區(qū)域設(shè)置大空間出土口（主樓由于其構(gòu)件的重要性不適合采用逆作法）,，待裙樓地下結(jié)構(gòu)施工完成后，再順作施工主樓區(qū)地下結(jié)構(gòu),，從而形成裙樓先逆作,、主樓后順作的方案。該方案具有以下特點：

（1）主樓區(qū)域設(shè)置的大空間出土口出土效率高,，可加快裙樓逆作的施工速度,；

（2）裙樓區(qū)域在地下結(jié)構(gòu)首層結(jié)構(gòu)梁板施工完成后，有條件立即向地上施工,，可大大縮短裙樓上部結(jié)構(gòu)的工期,；

（3）裙樓區(qū)域結(jié)構(gòu)梁板代支撐，支撐剛度大,，對基坑的變形控制有利,；

（4）在逆作階段主樓區(qū)域的大空間出土口可以顯著地改善裙樓逆作區(qū)域地下作業(yè)的通風和采光條件,；

（5）由于主樓區(qū)域需要在裙樓區(qū)域逆作完成后再施工，因此一般情況下將會增加主樓的工期與工程的總工期,。

南京德基廣場二期工程主體建筑由一幢主樓及群樓組成,，主樓地上 52 層，地上建筑有效高度為 244.5m,；裙樓地上 9 層,，地上建筑有效高度為 55.5m，主樓和裙樓下整體設(shè)置 4層地下室,?；涌偯娣e 16000m 2 ，主樓區(qū)普遍開挖深度 21.5m,，群樓區(qū)普遍開挖深度 19.7m,。基坑南側(cè)約 13m 處是運營中的地鐵區(qū)間隧道,，隧道底部埋深約 16m,，基坑開挖實施過程中的環(huán)境保護要求高。由于業(yè)主希望裙樓區(qū)商業(yè)用房能夠盡快投入運營,，且考慮到基坑的環(huán)境保護要求高,，因此基坑圍護設(shè)計采用了裙樓先逆作、主樓后順作的總體設(shè)計方案,。裙樓基坑周邊設(shè)置“兩墻合一”地下連續(xù)墻圍護體,，坑內(nèi)利用四層結(jié)構(gòu)梁板代支撐，采用逆作法先行施工,，并同時開展裙樓區(qū)地上 9 層結(jié)構(gòu)的施工,；主樓區(qū)留設(shè)大面積洞口，在地下室底板施工完成后再向上順作主樓結(jié)構(gòu),。圖14 為主,、裙樓分區(qū)布置圖。

圖14 德基廣場二期基坑工程主,、裙樓分區(qū)布置圖

3,、中心順作、周邊逆作方案

對于超大面積的基坑工程,，當基坑周邊環(huán)境保護要求不是很高時,，可在基坑周邊首先施工一圈具有一定水平剛度的環(huán)狀結(jié)構(gòu)梁板（以下簡稱環(huán)板），然后在基坑周邊被動區(qū)留土,，并采用多級放坡使中心區(qū)域開挖至基底,，在中心區(qū)域結(jié)構(gòu)向上順作施工并與周邊結(jié)構(gòu)環(huán)板貫通后，再逐層挖土和逆作施工周邊留土放坡區(qū)域,，形成中心順作,、周邊逆作的總體設(shè)計方案,。

該方案具有以下幾個顯著特點：

（1）將整個基坑分為中心順作區(qū)和周邊逆作區(qū)兩部分，周邊部分采用結(jié)構(gòu)梁板作為水平支撐,，而中心部分則無需設(shè)置支撐,，從而節(jié)省了大量臨時支撐。同時由于中部采用敞開式施工,，出土速度較快,，大大加快了整體施工進度。

（2）在基坑周邊首先施工一圈具有一定水平剛度的結(jié)構(gòu)環(huán)板,，中心區(qū)域施工過程中利用被動區(qū)多級放坡留土和結(jié)構(gòu)環(huán)板約束圍護體的位移,，從而達到控制基坑變形、保護周圍環(huán)境的目的,。

（3）由于僅周邊環(huán)板采用逆作法施工,，可僅對首層邊跨結(jié)構(gòu)梁板和一柱一樁進行加固，作為施工行車通道,，并利用周邊圍護體作為施工行車通道的豎向支承構(gòu)件,，減少了常規(guī)逆作法中施工行車通道區(qū)域結(jié)構(gòu)梁板和支承立柱和立柱樁的加固費用。

中心順作,、周邊逆作方案只有在同時滿足下列條件的工程中應(yīng)用才能體現(xiàn)出其優(yōu)越性和社會經(jīng)濟效益：

1,、超大面積的深基坑工程?；用娣e需達到幾萬平方米,，基坑平面為多邊形，且至少設(shè)置兩層地下室,?；用娣e必須足夠大是由以下因素決定：周邊逆作區(qū)環(huán)板必須具有足夠的寬度，以保證有足夠的剛度可以約束圍護體變形,；為保證逆作區(qū)坡體的穩(wěn)定,，周邊留土按一定坡度多級放坡至基底標高需要一定的寬度；在除去逆作區(qū)面積后中心區(qū)域尚應(yīng)有相當面積可以順作施工,。

2. 主體結(jié)構(gòu)為框架結(jié)構(gòu),，無高聳塔樓結(jié)構(gòu)或塔樓結(jié)構(gòu)位于基坑中部,。由于中心區(qū)域結(jié)構(gòu)最先施工,，塔樓如位于中心區(qū)域可確保塔樓的施工進度不受影響。

3. 基地周邊環(huán)境有一定的保護要求,，但不是非常嚴格,。周邊逆作區(qū)結(jié)構(gòu)環(huán)板和留土放坡對圍護體的變形控制可滿足周邊環(huán)境的保護要求。

仲盛商業(yè)中心上部建筑為 5 層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),，設(shè)置三層地下室,?；用娣e約為50000m 2 ，基坑開挖深度約為 13.3m,。由于基坑面積極大,，若采用順作法方案，臨時支撐工程量巨大,，造價高,；而采用全逆作法方案，暗挖土方工程量巨大,，施工難度高,，降低了出土效率。還需設(shè)置大量一柱一樁,，加大了施工難度,；采用傳統(tǒng)中心島方案，挖土條件較好,，可大大加快整體施工進度,，節(jié)省水平支撐和豎向支承構(gòu)件費用。但周邊高土坡隨時間將產(chǎn)生持續(xù)位移,，使圍護體產(chǎn)生較大變形,，對周邊環(huán)境的影響難以估量?？紤]基坑施工安全性,、施工方式、工期及工程造價等因素,，本基坑采用了中心順作,、周邊地下一層結(jié)構(gòu)環(huán)板逆作的總體設(shè)計方案。即將基坑分成中部順作區(qū)和周邊逆作區(qū)兩部分,，基坑外側(cè)淺層卸土放坡,，基坑內(nèi)側(cè)土方開挖至地下一層結(jié)構(gòu)梁底標高，首先施工周邊逆作區(qū)地下一層結(jié)構(gòu)梁板,，形成環(huán)狀支撐,，然后在基坑周邊留土，并采用多級放坡使中心區(qū)域開挖至基底,。在中心部分結(jié)構(gòu)向上順作施工并與周邊地下一層結(jié)構(gòu)環(huán)板貫通后,，再以結(jié)構(gòu)梁板作為水平支撐，逆作施工周邊留土放坡區(qū)域,。該方案減小了周邊放坡高度,，在中心島施工過程利用周邊結(jié)構(gòu)環(huán)板剛度和周邊留土共同約束圍護墻位移，以控制基坑變形，保護周邊環(huán)境,。圖15 為該基坑的圍護剖面圖,，圖16 為現(xiàn)場實景圖。

圖15 仲盛商貿(mào)中心基坑中心順作,、周邊逆作剖面示意圖

圖16 仲盛商貿(mào)中心基坑工程現(xiàn)場實景

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