一种上顺下逆组合支护体系及施工方法与流程

本发明属于岩土工程基坑支护，特别涉及一种上顺下逆组合支护体系及施工方法。

背景技术：

1、基坑支护与地下室施工领域目前主要存在两种工法：顺作法与逆作法。顺作法技术成熟，但开挖期间需设置专用的内支撑体系以承受围护墙侧向土压力。对于平面尺寸较大的基坑，内支撑构件数量多、占用坑内有效空间大，严重制约土方开挖及地下结构的施工效率；同时，顺作法须待地下结构全部完工后方可进行上部主体结构施工，总工期较长。逆作法利用永久结构梁板兼作支撑，可大幅减少临时内支撑用量；同时，地下与地上结构可同步施工，显著压缩工程总工期。然而，逆作法对竖向结构的要求较高，立柱须一次定位且贯通各层，施工精度要求高；此外，逆作施工环境封闭，出土效率相对较低。在实际工程中，当地下室上下各层功能存在显著差异，即上部楼层为小开间结构（如住宅）、下部楼层为大开间结构（如车库）时，上下层竖向结构的柱网不一致，且无法贯通，既有顺作法与逆作法均难以直接使用。现有技术中虽存在将顺作法与逆作法相结合的组合施工工法，但尚缺乏针对上下层柱网不一致、竖向结构不贯通情形的系统性解决方案，尤其是在界面层受力转换设计、上下区域同步施工协调等方面，均存在明显的技术空白。

2、因此，如何提供一种上顺下逆组合支护体系及施工方法，是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、针对传统顺作法和逆作法的不足，本发明提供一种上顺下逆组合支护体系及其施工方法，以解决现有顺作法与逆作法在地下室上下层柱网不一致、竖向结构不贯通情形下难以适用的技术问题。

2、为解决以上技术问题，本发明包括如下技术方案：

3、一种上顺下逆组合施工方法，所述施工方法包括：

4、步骤s1、场地整平至自然地坪后，进行围护墙、工程桩、钢立柱及立柱桩的施工：作为竖向支承结构的钢立柱及立柱桩根据上方顺作区柱网按一柱一桩形式布置，钢立柱顶部为地下室顶层结构梁板。

5、步骤s2、逐层开挖土方并施工支撑结构，直至界面层底部：由于上方顺作区的钢立柱及立柱桩较为密集，内支撑不易布置，优先采用外支撑结构；施工条件允许时，亦可采用内支撑结构。

6、步骤s3、浇筑施工界面层结构梁板：界面层为上方顺作区与下方逆作区之间的分界层结构梁板。界面层结构梁板施工完成后，在下方逆作区施工期间，上方顺作区同步向上顺作施工主体结构。

7、步骤s4、在界面层结构达强度后，开挖界面层以下土方至上斜撑底部，架设上斜撑：上斜撑可采用钢筋砼或型钢结构，沿地下室周边间隔布置，下端通过环梁与围护墙连接，上端通过牛腿固定于界面层柱顶，布置深度及间距依据计算确定；

8、步骤s5、在上斜撑架设完成后，坑边预留土台，在基坑内部放坡开挖至基底：坑边预留土台宽度不小于5m，放坡分层高度不大于4m，坡间平台宽度不小于3m，根据挖深进行一级或多级放坡；

9、步骤s6、浇筑中心岛区域地下室基础底板，架设下斜撑：下斜撑可采用钢筋砼或型钢结构，沿地下室周边间隔布置，上端通过环梁与围护墙连接，下端通过牛腿固定于基础底板柱脚，布置深度及间距依据计算确定；

10、步骤s7、在下斜撑架设完成后，挖除坑边预留土台，施工完成周边区域基础底板；

11、步骤s8、回筑墙柱梁板等地下结构，待达到设计强度后，拆除下斜撑和上斜撑，割除下方逆作区的钢立柱，完成地下室结构施工。

12、特别地，下方逆作区施工期间，应注意对钢立柱的保护，避免碰撞，确保上部结构施工安全。下方逆作区如有多层地下室结构，可在步骤4~步骤7整体开挖至基底，并在步骤8逐层回筑。

13、本发明还提供了一种所述上顺下逆组合施工方法的支护体系，包括：

14、围护墙，沿基坑周边设置；

15、竖向支承系统，包括钢立柱及立柱桩，所述钢立柱及立柱桩根据上方顺作区柱网按一柱一桩形式布置，钢立柱顶部连接于地下室顶层结构梁板；

16、界面层结构梁板，设置于上方顺作区与下方逆作区之间的分界位置；

17、上斜撑，沿地下室周边间隔布置于所述界面层结构梁板下方，上斜撑的上端通过牛腿固定于界面层柱顶，上斜撑的下端通过环梁与所述围护墙连接；

18、中心岛区域地下室基础底板，设置于基坑中心区域；

19、下斜撑，沿地下室周边间隔布置于所述中心岛区域地下室基础底板上方，下斜撑的下端通过牛腿固定于基础底板柱脚，下斜撑的上端通过环梁与所述围护墙连接；

20、周边区域基础底板，设置于基坑周边区域，位于所述中心岛区域地下室基础底板外围。

21、支撑结构，设置于上方顺作区围护墙外侧或内侧。

22、进一步地，所述上斜撑和所述下斜撑均为钢筋混凝土斜撑或型钢斜撑。进一步地，当上方顺作区的钢立柱及立柱桩密集导致内支撑不易布置时，所述支撑结构采用外支撑结构；当施工条件允许时，所述支撑结构采用内支撑结构。

23、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

24、（1）本发明提供的上顺下逆组合施工方法，界面层作为受力转换结构，解决了上下层竖向结构不贯通时无法采用传统顺作或逆作施工的难题，拓宽了逆作法的适用范围，解决了上下层柱网不一致时的施工难题。

25、（2）本发明提供的上顺下逆组合支护体系，上斜撑与下斜撑体系替代了大开间楼层难以布置的支撑体系，有效承担围护墙侧向土压力，保证施工安全，且斜撑体系受力明确、可量化设计，大幅降低大开间楼层的支护难度。

26、（3）本发明提供的上顺下逆组合施工方法，界面层完成后即可同步向上施工结构，顺作/逆作区、地上/地下均可平行作业，较传统全顺作法可显著压缩工期。

27、（4）本发明提供的上顺下逆组合支护体系，上方顺作区支护可根据现场条件灵活选择外支撑或内支撑方案，下方逆作区的斜撑可采用钢筋混凝土或型钢等多种材料，适应性强；此外，与全逆作法相比，下方逆作区无需按逆作法要求设置密集竖向结构，与全顺作法相比，减少了大量内支撑构件，综合经济效益显著。

1.一种上顺下逆组合施工方法，其特征在于，所述施工方法包括：

2.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，所述步骤2中，所述支撑结构是在上方顺作区的钢立柱及立柱桩密集导致内支撑不易布置时，采用外支撑结构；当施工条件允许时，采用内支撑结构。

3.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，所述上斜撑和所述下斜撑为钢筋混凝土斜撑或型钢斜撑，上斜撑和下斜撑的布置深度及间距依据基坑计算确定。

4.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，所述步骤5中，坑边预留土台的宽度不小于5m，放坡采用分层放坡方式，分层高度不大于4m，坡间平台宽度不小于3m，根据基坑挖深进行一级或多级放坡。

5.一种用于权利要求1至4任一项所述上顺下逆组合施工方法的支护体系，其特征在于，包括：

6.根据权利要求5所述的支护体系，其特征在于，所述上斜撑和所述下斜撑均为钢筋混凝土斜撑或型钢斜撑。

7.根据权利要求5所述的支护体系，其特征在于，当上方顺作区的钢立柱及立柱桩密集导致内支撑不易布置时，所述支撑结构采用外支撑结构；当施工条件允许时，所述支撑结构采用内支撑结构。