桩墙式支护结构的施工

桩墙式支护结构的施工

（1）桩墙式支护结构的构造要求

①现浇钢筋混凝土支护结构的混凝土强度等级不得低于C20。

②桩墙式支护结构的顶部应设圈梁，其宽度应大于桩、墙的厚度。

桩、墙顶嵌入圈梁的深度不宜小于 50mm；桩、墙内竖向钢筋锚入圈梁内的长度宜按受拉锚固要求确定。

（2）地下连续墙施工

①地下连续墙施工工艺过程

修筑导墙→挖槽→吊放接头管(箱)、吊放

钢筋笼→浇注混凝土。

②导墙的形式与作用

导墙的作用：护槽口，为槽定位(标高、水平位置、垂直)，支撑(机械、钢筋笼等)，存放泥浆(可保持泥浆面高度)。

③泥浆

泥浆的作用：护壁，携碴，冷却润滑。

蚌式抓斗

多头钻的钻头

泥浆的成分：膨润土(特殊黏土，有售)、聚合物、分散剂(抑制泥水分离)、增黏剂(常用羟甲基纤维素，化学糨糊)、加重剂(常用重晶石)、防漏剂(堵住砂土槽壁大孔，如锯末、稻草沫等)。

泥浆质量的控制指标：比重(比重计)、黏度(黏度计)、含砂量(泥浆含砂量测定仪)、失水量和泥皮厚度(泥浆渗透失水，同时在槽壁

形成泥皮，薄而密实的泥皮有利于槽壁稳定，用过滤试验测定)、pH值(一般为8～9时泥浆不分层)、稳定性(静置前后比重差)、静切力(外力使静止泥浆开始流动后阻止其流动的阻力，静切力大时泥浆质量好)、胶体率(静置后泥浆部分体积与总体积之比)。

泥浆的处理：土碴的分离处理——沉淀池(考虑泥浆循环、再生、舍弃等工艺要求)、振动筛与旋流器(离心作用分离)。

④挖槽

目前，在地下连续墙施工中国内外常用的挖槽机械，按其工作机理分为挖斗式、冲击式和回转式三大类，而每一类中又分为多种，如图2.2.7、图2.2.8所示。

⑤清底

常用方法如图所示。

清底方法

⑥钢筋吊放

采取在钢筋笼内放桁架的方法防止钢筋

笼起吊变形。

⑦单元墙段的接头

常用的施工接头有以下几种：

A.接头管(亦称锁口管)接头，应用最多。其施工过程如图2.2.11 所示。一个单元槽段土方挖好后，于槽段端部用吊车放入接头管，然后吊放钢筋笼并浇筑混凝土，待浇筑的混凝土强度达到 0.05～0.20MPa时(一般在混凝土浇筑后 3～5h，视气温而定)，开始用吊车或液压顶升架提拔接头管，上拔速度应与混凝土浇筑速度、混凝土强度增长速度相适应，一般为2～4m/h，应在混凝土浇筑结束后8h以内将接头管全部拔出。接头管直径一般比墙厚小 50mm，可根据需要分段、接长。端部半圆形可以增强整体性和防水能力。

B.接头箱接头。一个单元槽段挖土结束后，吊放接头箱，再吊放钢筋笼。钢筋笼端部的水平钢筋可插入接头箱内。接头箱的开口面被焊在

钢筋笼端部的钢板封住，因而浇筑的混凝土不能进入接头箱。混凝土初凝后，与接头管一样逐步吊出接头箱。其施工过程如图2.2.12所示。

接头管接头施工过程

⑧结构接头

地下连续墙与内部结构的楼板、柱、梁、底板等连接的结构接头，常用的有下列几种：

A.预埋连接钢筋法。此法应用最多，如图

2.2.16 所示。连接钢筋弯折后预埋在地下续墙内，待内部土体开挖后露出墙体时，凿开预埋连接钢筋处的墙面，将露出的预埋连接钢筋弯成设计形状连接。考虑到连接处往往是结构的薄弱处，设计时一般使连接筋有20%的富余。

预埋连接钢板法 预埋剪力连接件法

B.预埋连接钢板法。这是一种钢筋间接连接的接头方式，预埋连接钢板放入并与钢筋笼固定。浇筑混凝土后凿开墙面使预埋连接钢板外露，用焊接方式将后浇结构中的受力钢筋与预埋连接钢板焊接。

C.预埋剪力连接件法。剪力连接件的形式有多种，剪力连接件先预埋在地下连续墙内，然后弯折出来与后浇结构连接。

⑨地下连续墙的规范要求

地下连续墙的常用厚度为 600～800mm，已建工程中最大厚度 1200mm。墙厚除满足设计要求外，还需结合成槽机械的规格决定，不宜小于600mm。

地下连续墙单元墙段(槽段)的长度、形状，应根据整体平面布置、受力特性、槽壁稳定性、环境条件和施工要求等因素综合确定。当地下水位变动频繁或槽壁孔可能发生坍塌时，应进行成槽试验及槽壁的稳定性验算。地下连续墙受力钢筋应采用Ⅱ级钢筋，直径不宜小于20mm；构造钢筋可采用I级或Ⅱ级钢筋，直径不宜小于14mm；竖向钢筋的净距不宜小于75mm；构造钢筋的间距不应大于 300mm。单元

槽段的钢筋笼宜装配成一个整体；

必须分段时，宜采用焊接或机械连接，应在结构内力较小处布置接头位置，接头应相互错开。地下连续墙钢筋的保护层厚度，对临时性支护结构不宜小于 50mm，对永久性支护结构不宜小于 70mm。竖向受力钢筋应有一半以上通长配置。当地下连续墙与主体结构连接时，预埋在墙内的受力钢筋、连接螺栓或连接钢板，均应满足受力计算要求，锚固长度满足现行《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2002)要求，预埋钢筋应采用I级钢筋，直径不宜大于20mm。地下连续墙墙体混凝土的抗渗等级不得小于0.6MPa，二层以上地下室不宜小于0.8MPa。当墙段之间的接缝不设止水带时，应选用锁口圆弧形、槽形或V形等可靠的防渗止水接头，接头面应严格清刷，不得存有夹泥或沉渣。

地下室逆作法施工时，楼盖、梁和板整体浇筑作为水平支撑体系，应符合承载力、刚度及抗裂要求。在出土口处先施工板下梁系形成水平支撑体时，应按平面框架方法计算内力和变形，其肋梁应按偏心受压杆件验算构件的承载力和稳定性。肋梁应留出插筋以与混凝土墙体的竖筋连接。当采用梁、板分次浇筑施工时，肋梁上应留出箍筋以便与后浇的混凝土楼板结合形成整体。

地下连续墙与地下结构梁、板的连接，应通过墙体的预埋构件；与底板应采用整体连接；接头钢筋应采用焊接或机械连接。宜在墙内侧设置钢筋混凝土内衬墙，满足地下室使用要求。

地下主体结构的梁、板当施工期间有超载时(如走车、堆土等)，应考虑其影响。在兼作施工平台和栈桥时，其构件的强度和刚度应按

正常使用和施工两种工况分别进行验算。

立柱和立柱桩的荷载应包括施工平台或栈桥所受的施工荷载。竖向立柱的沉降，应满足主体结构的受力和变形要求。

2、逆作法施工

逆作法又称逆筑法。

（1）逆作法的工艺原理与优缺点

逆作法是施工高层建筑多层地下室和其他多层地下结构的有效方法。国外如美、日、德、法等国家，在多层地下结构施工中已广泛应用，收到较好的效果。如美国 75 层、高203m 的芝加哥水塔广场大厦的 4 层地下室，就是用 18m 深的地下连续墙和 144 根大直径钻孔灌桩做中间支承柱，以逆作法进行施工的。我国上海高 116m 的电信大楼的 3 层地下室等，都成功地应用了逆作法。

传统的施工多层地下室的方法是开敞式

施工，即大开口放坡开挖，或用支护结构围护后垂直开挖，挖至设计标高后浇筑钢筋混凝土底板，再由下而上逐层施工各层地下室结构，待地下结构完成后再进行地上结构施工。

逆作法的工艺原理如图 2.2.18 所示：先沿建筑物地下室轴线(地下连续墙也是地下室结构承重墙)或周围(地下连续墙等只用作支护结构)施工地下连续墙或其他支护结构，同时在建筑物内部的有关位置(柱子或隔墙相交处等，根据需要计算确定)浇筑或打下中间支承柱，作为施工期间于底板封底之前承受上部结构自重和施工荷载的支撑；然后施工地面一层的梁板楼面结构，作为地下连续墙刚度很大的支撑，随后逐层向下开挖土方和浇筑各层地下结构，直至底板封底；与此同时，由于地面一层的楼面结构已完成，为上部结构施工创造了条件，所以可以同时向上逐层进行地上结构

的施工。如此地面上、下同时进行施工，直至工程结束。但是在地下室浇筑钢筋混凝土底板之前，地面上的上部结构允许施工的层数要经计算确定。

逆作法施工，还可以使地面一层楼面结构敞开，上部结构不与地下结构同时进行施工，只是地下结构自上而下逐层施工。

与传统施工方法比较，用逆作法施工多层地下室有下述优点：

A.缩短工程施工的总工期。带多层地下室的高层建筑，如采用传统方法施工，其总工期为地下结构工期加地上结构工期，再加装修等所占之工期。而用逆作法施工，一般情况下只有－l层占绝对工期，其他各层地下室可与地上结构同时施工，不占绝对工期，因此可以缩短工程的总工期。如日本读卖新闻社大楼，地上 9 层、地下 6 层，用逆作法施工，总工期22 个

月，比传统施工方法缩短工期6 个月。地下结构层数愈多，用逆作法施工则工期缩短愈显著。

图2.2.18 逆作法的工艺原理

1—地下连续墙 2—中间支承柱 3—地面层楼面结构 4—底

板

B. 基坑变形小，相邻建筑物等沉降少。采用逆作法施工，是利用逐层浇筑的地下室结构作为周围支护结构地下连续墙的内部支撑。由于地下室结构与临时支撑相比刚度大得多，所以地下连续墙在侧压力作用下的变形就小得多。

C. 便底板设计趋向合埋。钢筋混凝土底板要满足抗浮要求。用传统方法施工时，底板浇筑后支点少，跨度大，上浮力产生的弯矩值大，有时为了满足施工时抗浮要求而需加大底板的厚度，或增强底板的配筋。而当地下和地上结构施工结束，上部荷载传下后，为满足抗浮要求而加厚的混凝土，反过来又作为自重荷载作用于底板上，因而使底板设计不尽合理。用逆作法施工，在施工时底板的支点增多，跨度减小，较易满足抗浮要求，甚至

可减少底板配筋，使底板的结构设计趋向合理。

D. 可节省支护结构的支撑。深度较大的多层地下室，如用传统方法施工，为减少支护结构的变形须设置强大的内部支撑或外部拉锚，不但须要消耗大量钢材，施工费用亦相当可观。如上海电信大楼的深 11m、地下 3 层的地下室，用传统方法施工，为保证支护结构的稳定，约需临时钢围檩和钢支撑1350t。而用逆作法施工，土方开挖后是利用地下室结构本身来支撑作为支护结构的地下连续墙，可省去支护结构的临时支撑。

逆作法是自上而下施工，上面已覆盖，施工条件较差，且须采用一些特殊施工技术，保证施工质量的要求更加严格。

半逆作法由上而下施工地下室各层梁施工，形成水平框架支撑，地下室封底后再向上

逐层浇注楼板。中心岛半逆作法先远离支护结构挖槽、正常施工基坑中部地下结构，然后逆作法施工基坑边部地下结构。

（2）逆作法的特殊施工技术

中间支承柱施工。中间支承柱的作用，是在逆作法施工期间，于地下室底板未浇筑之前与地下连续墙一起承受地下和地上各层的结构自重和施工荷载；在地下室底板浇筑后，与底板连接成整体，做为地下室结构的一部分，将上部结构及承受的荷载传递给地基。

中间支承柱的位置和数量，要根据地下室的结构布置和制定的施工方案详细考虑后经计算确定，一般布置在柱子位置或纵、横墙相交处。中间支承柱所承受的最大荷载，是地下室已修筑至最下一层、而地面上已修筑至规定的最高层数时的荷载。由于底板以下的中间支承柱要与底板结合成整体，多做成灌注桩形

式，其长度亦不能太长，否则使底板的受力与设计的计算假定不一致。亦有的采用预制桩(钢管桩等)作为中间支承柱。采用灌注桩时，底板以上的中间支承柱的柱身，多为钢管混凝土柱或H型钢柱，断面小而承载能力大，而且也便于与地下室的梁、柱、墙、板等连接。

在泥浆护壁下用反循环或正循环潜水电钻钻孔施工中间支承柱的工艺过程如图2.2.19 所示。钻孔后吊放钢管，钢管的位置要十分准确，否则与上部柱子不在同一垂线上对受力不利，因此钢管吊放后要用定位装置调整其位置。

(a) 泥浆反循环钻孔 (b) 吊放钢管、浇筑混凝土 (c) 形成自凝泥浆