唐 小 辉

(上海现代建筑设计集团上海建筑设计研究院有限公司,上海 200041)

逆作法施工对主体结构地下室外墙设计影响研究

唐 小 辉

(上海现代建筑设计集团上海建筑设计研究院有限公司,上海 200041)

简述了某设计大厦工程项目的现场情况，结合该项目的特点，从围护墙竖向承载力、围护墙与底板、内衬墙、楼层梁板的连接等方面阐述了两墙合一地下室外墙的设计注意事项，并对逆作法外墙设计作了总结，以期为类似工程施工提供借鉴。

逆作法，地下室，围护墙，连接，底板

随着中国经济的发展，越来越多的大型地下商场及地下交通枢纽在建造，考虑到场地条件、工期进度及造价等因素，采用逆作法的项目在逐渐增加。与传统的深基坑施工方法相比，逆作法具有保护环境、节约社会资源、缩短建设周期等诸多优点。

所谓逆作法，就是将常规的深基础工程施工工序颠倒过来，待基础工程桩及围护结构施工完成以后，就由上而下逆向施工建筑地下主体结构，最后施工基础筏板。本文主要从主体结构设计人员的角度并结合上海某设计大厦项目分析研究逆作法对主体结构地下室外墙设计的影响。

1 某设计大厦工程项目概况

上海某设计大厦是由1栋13层～18层办公塔楼及其南侧2层的裙房构成，总建筑面积59 427 m2，其中地下建筑面积28 000 m2。办公楼主体建筑采用钢筋混凝土框架—剪力墙结构体系，裙房采用钢筋混凝土框架结构。整个地下室共有3层，地下1层层高6.4 m，地下2层、3层层高均为3.7 m。本工程采用筏板基础，底板面结构标高-14.000 m，底板厚度：在主楼区域大部分为1.5 m厚(局部为2.0 m厚)，纯地下室区域底板厚度为1.0 m厚。地下室外墙采用两墙合一做法，外墙为地下连续墙，厚度1 000 mm，内衬墙为600 mm厚的混凝土墙。桩基采用钢筋混凝土钻孔灌注桩：主楼下桩径800，抗压桩桩端持力层为⑨1层灰色粉砂夹粉质粘土，桩长52 m；纯地下室及裙楼下采用桩径700，抗拔桩，桩端持力层为⑤3-1(或⑤3-2)层灰色粉质粘土，桩长32 m。

2 两墙合一地下室外墙的设计注意事项

2.1 围护墙的竖向承载力

对于上部没有主楼区域的纯地下室部分，竖向荷载包括边跨的竖向荷载及内衬墙的自重等由地下连续墙来承受，正常情况下是没有问题，因为地下连续墙需要深入底板以下稳定土层，且有一定的插入比，同时地下连续墙下部一般要注浆，因此对于纯地下室区域的地下连续墙可以承受一部分的竖向荷载，原来布置在地下室外墙下面的桩可以内移一定距离，一般移动2 m左右不影响桩基施工即可。对于主体结构设计方需要计算围护墙的竖向承载力，可根据正常桩基计算围护墙在底板以下的侧阻力和端阻力，计算侧阻力可取连续墙两侧面积乘以勘察报告中的钻孔灌注桩的极限侧阻力特征值，计算端阻力可取连续墙底部面积乘以极限端阻力特征值，可较保守不计注浆引起的承载力的提高。另外要估算地下连续墙的沉降计算值是否和主体结构桩基沉降计算值相近，尽量减少不均匀沉降而造成底板附加应力。

对于主楼高层区域，例如本项目在西北部分的地下室外墙和上部结构的剪力墙重合，因该部分墙体地面以上有18层，原结构设计需要两排桩，如改由地下连续墙来承担就不够了，这种情况下只能把地下连续墙和原地下室外墙脱开，退至桩外侧一定距离，以保证桩基施工。

2.2 围护墙与底板的连接

地下连续墙在基础底板位置需要和主体结构的底板相连，这部分是逆作法结构连接的关键部位。逆作法应先行施工地下室连续墙，一般是在地下连续墙的钢筋笼上根据主体结构底板配筋的大小、间距及竖向位置预留钢筋套筒。

套筒预留位置的精度要求较高，但现场施工困难较大，主要是因为逆作法施工地下连续墙时地下室未挖土或仅仅在顶部局部深度挖土，钢筋笼是从顶部吊入预先成槽的槽段内，且是根据槽段尺寸一幅一幅吊装的。对于层数较多的地下室，如本项目有3层地下室，地下室底板面标高为-14.00 m，钢筋笼就很长，套筒在竖向位置不容易预留精确，或者是受地下连续墙浇捣或混凝土自重的影响，等到开挖到底板范围时才发现预留套筒位置偏置，这时候只能通过连续墙植筋方式来连接底板钢筋，连接不可靠，且增加造价。连续墙的精度要求比一般主体结构墙要求低(连续墙的垂直允许偏差为1/300，而一般墙体的垂直度要求应达到全高的1/1 000)，因此在套筒预留节点，主体结构设计方一定要考虑到这种情况，并设计出套筒预留加固节点，套筒需要和地下连续墙纵横向同时焊接，并局部加钢板或钢筋条将整排套筒固定在一起，防止安装过程中或混凝土浇捣过程中的套筒错位问题，这部分主体结构设计方应该出设计节点图来指导施工，确保工程质量。预留套筒解决底板钢筋与地下连续墙的连接问题，但一般不考虑纵向钢筋的抗剪作用，底板抗剪一般是在地下连续墙的内侧设置抗剪槽来实现的。底板承受的剪力主要是各层边跨恒活荷载通过内衬混凝土墙传到底板上，另外还有地下连续墙与内侧工程桩的差异沉降而带来的附加剪力。抗剪槽一般可根据底板厚度沿着底板厚度方向设置2道～4道方形软木，等施工到底板时凿出软木，地下连续墙局部形成齿状，与底板可以很好的咬合在一起，并增加地下水的渗流路径，减少底板与外墙连接处节点渗水的概率。

2.3 围护墙与楼层梁板的连接

地下连续墙与楼层梁板连接有两种：1)在地下连续墙内侧在楼层对应处增设分布钢筋，用于锚入内衬墙的暗梁内，主体结构的梁板钢筋也是锚入暗梁内；2)在地下连续墙内侧对应部位预留主体地下结构的梁板纵筋，分布钢筋或梁板纵筋应先弯折在地下连续墙的保护层内，等施工到相应楼层处再扳直，和主体结构纵筋搭接或机械连接。

对于前者，可认为主体地下室结构端跨的恒活荷载是传到内衬墙，通过内衬墙传到基础底板，再传给地下连续墙的；对于后者，可认为主体地下室结构端跨的恒活荷载是每层直接传至地下连续墙，内衬墙不承担竖向荷载。因后者对端跨梁钢筋预留位置要求较高，且梁端纵筋往往很密，直径很大，后期不易弯折，故采用前者的情形较多，但必须验算底板的抗剪内力，并加强其抗剪构造措施。本项目是采用前者连接方式。

采用前者连接进行设计时，应根据端跨荷载来估算内衬墙内暗梁的尺寸及配筋，估算暗梁侧面和地下连续墙连接的分布钢筋的数量，并采用一定的抗剪措施及防水构造，这部分和底板连接处构造类似，只不过不需要像底板要求那样高。

2.4 围护墙与内衬墙的连接

地下连续墙采用成槽机械进行成槽，并采用泥浆护壁，总的来说连续墙表面不如用支模浇筑的混凝土墙平整，因此在施工内衬墙之前，需要把地下连续墙内侧的浮浆、松土等清理干净，并凿平，保证内衬墙的厚度。内衬墙和地下连续墙在底板及各层处由梁纵筋贯通连接，一般的防水卷材防水效果比较难保证，通常采用膨润土防水毯，效果较好。

地下连续墙是一幅一幅间隔施工的，后续槽段和先期施工完毕的槽段之间接头是地墙最薄弱的位置，也是最容易渗水的地方。尽管围护设计方设计接头有柔性接头和刚性接头，但是因为地墙水平钢筋无法贯通，还是容易漏水，特别是在地下室最下层压力最大处。这部分在内衬墙施工前必须先采取必要措施止水。

地墙接头处预留钢筋或钢筋套筒很困难，也留不准，通常是在接头两端靠近接头部位多预留钢筋，补偿接头部位缺失的钢筋。接头处地墙钢筋较少，混凝土浇捣不如墙段其他位置密实，因此后植筋也不是很可靠，主体结构设计方还是应该在接头两侧多预留钢筋，把底板或楼板荷载传到接头两端。

地下连续墙与内衬墙紧贴，从地下室穿到室外的设备管井或地下连通口需要同时穿透两墙，内衬墙后施工，可在支模时设置设备钢套管，并在洞口周边增加暗梁暗柱加固洞口，但地墙是先期施工的，这些预留的钢套管和暗梁暗柱的钢筋要预先和地墙的钢筋笼固定好一起浇在地墙内，后期再凿出洞口。

3 某设计大厦逆作法外墙设计总结

因为逆作法是围护结构和主体结构相结合的，所以作为主体结构设计方应和围护设计方密切配合沟通，才能顺利设计。作为主体结构设计方，应把涉及到主体结构的那部分结构按照主体结构的抗震要求、构造要求及耐久性等要求来设计；对于相结合那部分，如地下室两墙合一，应该校核其承载力及沉降是否满足主体结构正常使用要求，如果不满足应和围护设计沟通，脱开两墙；对于由于围护结构而造成的受力情况与正常使用不一致的情况，如车道处的外墙受力，应按包络进行设计。

[1] 翁其平,王卫东.超深圆形基坑逆作法“两墙合一”地下连续墙设计[J].建筑结构学报,2010(5):188-194.

[2] 王建新.地下连续墙关键技术浅谈[J].应用能源技术,2009(9):7-9.

Effect research of top-down construction method for the basement wall design of the main structure

Tang Xiaohui

(ShanghaiArchitecturalDesignInstituteLimitedCompany,ShanghaiModernArchitecturalDesignGroup,Shanghai200041,China)

This paper briefly analyzed the site situation of a design building project, combining with the characteristics of the project, from the retaining wall vertical bearing capacity, retaining wall and bottom plate, inner wall, floor beams connection and other aspects elaborated the design matters needing attention of basement external wall with two walls in one, and summarized the inverse method exterior wall design, in order to provide reference for similar engineering construction.

reverse method, basement, retaining wall, connection, bottom plate

2014-11-28

唐小辉(1979- )，男，工程师

1009-6825(2015)04-0044-02

TU318

A