地下室结构梁兼深基坑水平支撑梁逆作施工工法

《地下室结构梁兼深基坑水平支撑梁逆作施工工法》是江苏江中集团有限公司完成的建筑类施工工法，完成人是沈忠星、权大桥、陶金华、时学俊、吴辉强。该工法适用于因场地狭窄等原因，需分期施工的多层地下室结构及类似地下室结构构筑物，在基坑围护系统中，不能对称设置支护桩及支护桩水平支撑梁情况下的工程。

《地下室结构梁兼深基坑水平支撑梁逆作施工工法》主要的工法特点是：操作简便，整个施工过程不须再单独设计水平支撑梁，保证满足工程设计和国家施工验收规范要求，安全可靠，节省工期。

2008年1月31日，《地下室结构梁兼深基坑水平支撑梁逆作施工工法》被中华人民共和国住房和城乡建设部评定为2005-2006年度国家二级工法。

地下室结构梁兼深基坑水平支撑梁逆作施工工法形成原因

随着城市建设的飞快发展，埋置较深的基础和地下工程被广泛地利用，在多层地下室施工中，又因现场狭窄等不乏种种原因需分期分段施工。这样基坑支护就是一道重要的关键工序，而纵横繁多的基坑支撑除给施工带来不便外，稍有不慎还将影响到工程质量，对于有些不便设置水平支撑的基坑将难于组织施工。

江苏江中集团有限公司在江苏省建设管理综合楼工程、徐州国土大厦工程、徐州朝阳大厦工程多层地下室施工中，成功运用《地下室结构梁兼深基坑水平支撑梁逆作施工工法》，取得了经济和社会效益。

地下室结构梁兼深基坑水平支撑梁逆作施工工法工法特点

《地下室结构梁兼深基坑水平支撑梁逆作施工工法》的工法特点是：

1、该工法主要特点是在多层地下室分期施工续建时，在基坑围护桩不便设置水平支撑梁的情况下，以工程主体永久性钢筋混凝土结构梁兼作水平支撑梁，操作简便。

2、该工法与传统的施工方法相比，不同点是部分结构构件采取从上向下的逆作施工方法进行。即从顶板梁开始由上至下进行施工，先施工各层结构梁（同时兼作支撑梁），在梁两侧留施工缝，并预插板筋，在梁顶面及底面预插柱筋和墙筋，最后施工底板；而后再由下至上进行，依次施工各层柱、板、墙。整个施工过程不须再单独设计水平支撑梁，即能保证满足工程设计和国家施工验收规范要求，安全可靠，节省工期，经济效益显著。

地下室结构梁兼深基坑水平支撑梁逆作施工工法操作原理

地下室结构梁兼深基坑水平支撑梁逆作施工工法适用范围

《地下室结构梁兼深基坑水平支撑梁逆作施工工法》适用于因场地狭窄等原因，需分期施工的多层地下室结构及类似地下室结构构筑物，在基坑围护系统中，不能对称设置支护桩及支护桩水平支撑梁情况下的工程。

地下室结构梁兼深基坑水平支撑梁逆作施工工法工艺原理

《地下室结构梁兼深基坑水平支撑梁逆作施工工法》的工艺原理叙述如下：

工程采用主体结构与支护体系相结合的结构形式，利用工程主体结构梁兼基坑围护桩水平支撑梁，所采取的部分结构构件自上至下逆作施工的技术和方法，从而使整个施工过程不须单独再布置围护桩水平支撑梁，均由工程结构梁取而代之。平面布置形式如下图示意。

地下室结构梁兼深基坑水平支撑梁逆作施工工法施工工艺

工艺流程

《地下室结构梁兼深基坑水平支撑梁逆作施工工法》的施工工艺流程见下图。

《地下室结构梁兼深基坑水平支撑梁逆作施工工法》的操作要点如下：

一、实施该工法前，必须具备施工准备中一切条件后才可开始挖土。每一结构层土方分二次开挖，先将第一层土挖至地下室顶板梁底下1000毫米处（挖土深度系根据顶板梁与下部柱墙结点插筋长度而定）；而后接着施工顶板梁（兼支撑梁），设置支撑、支模、绑扎钢筋包括梁两侧预留短板及连接插筋工作等。顶板梁外端支座为围护桩顶，与桩顶围梁同时浇筑，在顶板梁与结构柱、墙结点处预留插筋。顶板梁内端与前期梁柱连接，梁下设钢管灌混凝土支撑及Φ48×3.5钢管扣件支撑。详见下图1~下图5所示。

二、为缩短混凝土强度增长龄期争取提前拆模，顶板梁混凝土提高二个强度等级，到达原设计强度后，拆除梁下支撑。第二层土挖至楼面梁底下1000毫米处（挖土深度要求同前），而后施工楼面梁（兼支撑梁），包括梁两侧预留短板及插筋，楼面梁外墙端支座为围护桩内侧的连续围梁中，与围梁同时浇筑，同时在结构柱、墙结点位置预留插筋楼面梁（兼支撑梁）另一端与前期梁柱连接，梁下钢支撑设置方式同上。以下各层楼面梁施工以此类推。最后一层土挖至地下室底板下，而后按设计对各结点要求，自下而上按顺序施工各层柱、梁板、墙，均采用商品混凝土浇筑。楼面梁（兼支撑梁）施工剖面如下图1~下图4所示：楼层节点

③同顶板

③。

三、采用该工法施工必须经设计部门同意并在支持和配合下实施，施工单位应按设计图纸中提供的有关技术参数和要求，编制严密的施工方案，在征得设计批准后严格组织施工。

四、施工依据：国家相关施工验收规范、规程及采取该工法施工的设计图纸和业主、监理有关书面文件。

五、施工准备

1.土方开挖前必须具备的现场条件

（1）土方开挖前，二期工程围护桩工作完成并经验收合格，支护桩外侧采用双排深层搅拌桩作为止水幕墙。

（2）根据设计，在梁轴线方向中部设置钢管混凝土垂直支撑柱，高度从顶板梁底直插到底板下桩顶，以桩顶作支承。

（3）基坑内设置管井降水，确保地下水位降至地下室底板以下0.5~1.0米。

2.办理和完善各种施工手续，疏通好各方关系；制定好环保措施。

3.熟悉现场，了解基坑周边情况及容易发生险情的位置，地下管线的分布，会同业主、监理等测定场地原始标高，校验基准点，并进行施工图纸、施工方案、施工要点、安全措施等技术交底。

4.做好现场运土道路，准备厚钢板若干块，以用来铺垫车辆出口处，防止损坏路面及地下管线。

六、土方工程

1.土方在地下水降至期望水位后开始，基坑应分多区段多层次机械挖土，每层挖土深度均至各结构层梁底下1000毫米处（根据设计竖向插筋长度确定），尽量减少梁下第一层土厚度，以便减短结构梁（支撑梁）下的支撑长度。最后一层挖至底板垫层下，各层结构梁（兼支撑梁）开始挖土时间必须控制在抗压强度达到原设计强度的100%后进行。各层机械挖土须在专人指挥下谨慎操作，不得碰撞所保留的支撑系统，采用小型挖机多机进行，自卸汽车及塔吊配合。土方分层开挖详见下图所示。

2.土方开挖注意事项

（1）严格控制标高

安排专职测量人员严格控制各层开挖标高，开挖前在基坑周边设置控制网点，开挖中跟踪测量，开挖后复测。

（2）对工勘孔、管涌、流砂等的处理

在大型降排水措施效果不是很力的情况下，要认真注意观察处理以下几个方面的问题：

①如前期工程勘探后未堵钻挖孔，开挖中发现地下水自钻探孔上涌，应及时挖排水沟引流至集水坑内抽排，出水量较多的孔安放一节混凝土渗水管，内放水泵抽水。或采用注浆法快速封堵。

②如基坑底万一出现管涌、流砂，应先及时采用麻包装土镇压并增加管井等降水。

（3）注意对止水幕墙的观察

开挖中派专人观察支护系统和止水幕墙，发现渗漏点要及时引流或修补，严重者要有关部门出具方案，采取其他有效措施弥补。

（4）对基坑支护构件的保护

①对支护桩的保护：挖土机在沿基坑边开挖时须谨慎操作，严禁碰撞、扒挖支护桩体，支护桩边预留30厘米土采用人工清理。

②对工程桩、降水管井等的保护：土方开挖工程桩头暴露后，破桩工作要及时跟进，挖机开挖从桩四面均匀开挖，以免单侧开挖土侧压力过大造成桩体受损。严禁挖机挖斗碰撞桩头，扒挖桩头，严禁利用挖机推倒尚未截断的桩头。基坑内的降水井应插上明显的警戒标志，严禁挖机碰撞和挤压降水井和钢管立柱支撑，土方沿四周均匀开挖。

七、轴线标高精度控制

重视对轴线、标高的控制，精度要求：轴线允许偏差控制在3毫米以内；标高控制在±3毫米以内。施工中要求对支护桩、钢管混凝土立柱、支撑梁作沉降和位移观测监控。

八、钢筋工程

1.因梁与板、墙、柱混凝土分二次浇筑，在结构梁（支撑梁）施工中必须高度重视梁与各构件交接节点的钢筋预插工作，规格、下料长度、预插部位必须准确，间距均匀，纵横垂直，插筋长短预留要符合规范及设计要求，且相邻跨必须为长接短在同一控制直线上，在浇筑混凝土前要反复检查，不得漏插漏埋，特别注意人防要求的预埋件，如防暴钢板等。

2.注意对预插钢筋预埋件的保护，所有预插外露钢筋均采用塑料管护套，护套两端采用防水材料封闭，以防雨水进入钢筋生锈和保护直螺纹在土方分层开挖中要注意防止机械碰撞。

3.钢筋接头采用直螺纹套筒连接，连接钢筋的下料长度要准确，要统一编号，对号入座。直螺纹接头一头用正丝，另一头用反丝。柱钢筋连接先套入箍筋（根数必须满足）而后再连接立筋；现浇板钢筋连接从连接端开始，分层绑扎。

九、模板工程

1.根据该工法中插筋较多的施工特点，须选用木模板支模，以便于预插钢筋打眼钻洞。木模板制作拼缝严密，便于组装及拆除，内墙柱采用Φ14对销螺栓加固，外墙柱采用Φ14对销螺栓（中间加钢止水片）加固，支模时直埋，不得预埋塑料套筒。

2.后浇柱或墙模板与先浇结构梁（支撑梁）施工缝处，模板要包梁，支设高度超越梁底不少于200毫米，并在支撑梁下500毫米处模板一侧支设成喇叭口状，（详见下图）以便于浇筑混凝土，并在柱中部留置振捣口，以便于混凝土分节振捣，给下道工序做好准备。

十、混凝土工程

1.建议全部采用商品混凝土浇筑，外加剂可掺加JM-Ⅲ（高效抗裂防渗多功能型）及微膨纤维。

2.混凝土浇筑前凡施工缝处，必须按要求认真作打毛处理并刷洗，柱、墙与支撑梁结点处的混凝土浇筑高度，要保证超过支撑梁底不少于150毫米（振捣密实后的高度），混凝土到达预期强度后再派专人将多余部分凿平。

3.在结构梁（支撑梁）施工时，为了提前达到原混凝土设计强度，缩短混凝土强度增长龄期，以便尽快挖下层土，经设计同意可采取提高混凝土强度等级的措施，有利于缩短整体工程工期。要预留与结构同条件养护试块，以提供拆除梁下支撑和拆模的依据。如设计需要支护桩根部（底板部位）设置水平支撑梁，可采用型钢支撑，直接浇筑在底板混凝土中永久埋入。

十一、防水处理

采用该工法施工除对柱、梁、板、墙混凝土之间刚性结点处理要求高外，外墙柱与结构梁（支撑梁）施工缝处要求预埋遇水膨胀橡胶止水条，做防水处理。详见下图1、下图2所示：

十二、支撑系统

1.在该工法中梁板下垂直承重支撑除采用通长的钢管灌混凝土立柱外，其余均采用Φ48×3.5钢管扣件支撑，支撑纵横设置密度必须经计算确定。钢管灌混凝土垂直支撑在梁下设置根数由设计决定，下端以工程桩顶支承，钢管支撑随施工进度在各层梁底截断，标高必须准确无误。

2.在各土层设置垂直支撑前必须夯实，立管下满铺不小于50毫米厚木垫板或混凝土垫板，要采用水准仪跟踪监测，发现沉降及时处理。

地下室结构梁兼深基坑水平支撑梁逆作施工工法材料设备

《地下室结构梁兼深基坑水平支撑梁逆作施工工法》所用的材料及设备明细如下：

一、主要材料

1、该工法施工所采用的主要钢材为地下室常规施工中的Ⅱ级钢筋，箍筋采用Ⅲ级钢筋。主筋规格直径为22毫米、25毫米，箍筋直径为10毫米及12毫米二种。

2、采用商品混凝土浇筑，外墙、柱混凝土强度等级为C45/P10，内墙、柱及梁板为C50。混凝土外加剂为JM-Ⅲ（高效抗裂防渗多功能型）及微膨纤维。

3、模板采用多层胶合木模板，主要便于插筋穿孔，制作和安装噪声小

4、垂直支撑采用二种：Φ426×8钢管立柱灌C35混凝土；Φ48×3.5毫米钢管扣件支撑。

5、结构梁（兼支撑梁）与外墙柱、外墙施工缝，采用S形遇水膨胀橡胶止水条，20毫米厚，外观质量、物理性能必须符合国家标准《地下防水工程施工质量验收规范》GB 50208-2002要求，现场必须抽检，合格后方可使用。止水条在浇筑混凝土前要保持干燥，以防早膨，影响防水效果。

6、钢板止水带450×4用于底板及外墙留置施工缝的常规部位。

二、主要施工机械设备

该工法主要施工机械设备见下表。

地下室结构梁兼深基坑水平支撑梁逆作施工工法质量控制

《地下室结构梁兼深基坑水平支撑梁逆作施工工法》的质量控制要求如下：

一、所采用主要规范

1.《建筑工程施工质量验收统一标准》GB 50300-2001；

2.《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB 50202-2002；

3.《建筑地基处理技术规范》JGJ 79-2002；

4.《地下防水工程质量验收规范》GB 50208-2002；

5.《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204-2002；

6.《钢筋焊接接头试验方法标准》JGJ/T 27-2001，J 140-2001；

7.《钢筋机械连接通用技术规程》JGJ 107-2003；

8.《建筑工程安全生产管理条例》国务院393号令。

二、必须严格控制结构梁（即水平支撑梁）的轴线位置和标高，施工中要设专门测量人员进行监控，标高和轴线误差控制在±2毫米以内。

三、尽量降低支撑梁下垂直支撑高度，能满足梁下插筋长度即可。垂直支撑的设置必须稳固，要进行计算确定。圆钢管立柱的管径、间距根据设计要求确定，立柱的下端插入作为工程桩使用的灌注桩内，插入深度不小于2米，如钢管立柱对不准工程桩，立管下就要作专用的灌注桩基础。

四、各层支撑梁两端的支座处理，支撑梁与独立柱、连墙柱及墙、板的结点处处理是该工法的关键技术部分，必须认真谨慎施工。

五、预埋、预留钢筋、铁件位置必须相对准确，并保护好螺纹丝扣，采取防护和防锈措施。

六、对所有施工缝的处理达到不渗不漏，满足工程抗渗等级要求。

七、制定详细的混凝土浇筑方案，特别重视结点处的混凝土浇筑和振捣。

八、降排水措施必须得力，确保将地下水位降至底板下500~1000毫米。

九、要注重混凝土养护。结构梁（兼支撑梁）和柱采用塑料薄膜包裹，现浇板、墙外侧采用塑料薄膜覆盖，墙柱内侧采用喷雾器喷洒湿润。夏季在结构梁（兼支撑梁）施工阶段，不能采用自来水直接冲浇，以防引起支撑下沉。

地下室结构梁兼深基坑水平支撑梁逆作施工工法安全措施

采用《地下室结构梁兼深基坑水平支撑梁逆作施工工法》施工时，除应执行国家、地方的各项安全施工的规定外，尚应遵守注意下列事项：

1、现场挖土和运土以及塔吊配合垂直运输要设专人指挥，特别要注意基坑上空；现场出入口处过往车辆和行人较多，要设有专门调度统一指挥和疏通。

2、在基坑四周设置隔离栏及醒目的警戒标志，进入基坑底的人员必须走安全通道或上下爬梯，严禁不经爬梯任意上下基坑。

3、破桩民工必须戴安全帽和必要的安全防护当和挖机交叉施工时，要保持有效安全距离，保证人身安全。

4、严禁施工人员在支撑梁上行走。

5、要安全文明施工。自卸车装车后将车斗两侧的土铲平拍实，防止沿途抛洒污染街面，发现后要立即清扫干净。

6、除严格执行《建筑安装工程安全操作技术规程》及现场文明施工的有关规定，特别要注意观测基坑周围建筑物、道路及支撑梁、支护桩的稳定情况，一旦发现异常，要立即报告，并采取有效措施，不得存有侥幸心理。

7、因工程始终处于立体施工状态，混凝土浇筑要有专人负责指挥。

8、脚手架要稳定，不经验收不得使用，脚手板上要采取防滑措施，施工人员在脚手架上行走要注意周围及上下的插筋，以防绊人刺伤。

9、立体作业严禁上下抛掷工具和一切物品。

10、施工中注意安全用电，特别要注意安装好漏电保护装置，防止触电事故。

地下室结构梁兼深基坑水平支撑梁逆作施工工法环保措施

《地下室结构梁兼深基坑水平支撑梁逆作施工工法》的环保措施如下：

一、防止对临近街道的污染措施

1、现场道路和材料堆放场地要进行硬化，其上不得存有泥土和污物，以免粘在车轮上外出污染街道。

2、现场大门处设立洗车处，对污染的车辆要进行清洗。要保证车辆清洁，不污染环境。对已污染的道路要及时组织专人清扫或刷洗。

二、防止水污染措施

1、施工现场排水畅通，严禁污水流至场外。

2、泥浆水必须经沉淀池沉淀后再排入市政排水管网。

三、防止噪声污染

1、尽量不安排夜间浇筑混凝土和施工噪声大的项目，影响居民休息。

2、白天采用风镐处理桩头时采用麻包遮盖作为消声措施。

3、施工噪声较大的设备加盖消声棚，全部采用木模板。

四、现场道路和场地

道路要坚实平坦，有排水措施，出入口内要铺设15米以上的水泥路面，大门外两侧要各超出5米，明排水沟要有钢筋网覆盖，设沉淀池两个，接通城市排水管网。

地下室结构梁兼深基坑水平支撑梁逆作施工工法效益分析

《地下室结构梁兼深基坑水平支撑梁逆作施工工法》的效益分析如下：

一、江苏省建设厅建设管理综合楼工程采用地下室结构梁兼作水平支撑梁的工法施工，取消了单独设计的支撑梁，且减少了最底层的一套钢支撑，节约了混凝土95.14立方米钢筋11.619吨、钢支撑65.345吨，按照《江苏省建筑与装饰工程计价表》的规定，累计降低工程造价近60万元；扣除为提前拆模所提高混凝土强度等级的费用及设计构造要求增加的混凝土和钢材费用后，该工程共降低工程造价56万余元，并节约了总体工期。

二、采取该施工工法施工，不仅取得了一定的经济效益，更重要的是解决了地下室在二期施工中支撑梁一端无支座即无对应支撑点的施工难题。我公司通过对这一新技术的应用，提高了企业的社会信誉和知名度，同时也为企业积累和丰富了宝贵的施工经验。

注：施工费用以2009-2010年施工材料价格计算

地下室结构梁兼深基坑水平支撑梁逆作施工工法应用实例

《地下室结构梁兼深基坑水平支撑梁逆作施工工法》的应用实例如下：

一、江苏省建设厅建设管理综合楼工程

该工程南立面紧沿南京草场门大街，北立面紧靠江苏省农林厅大厦，西立面紧临原有商业大楼及居民住宅区，施工现场十分狭窄。该工程地上33层，地下2层，框筒结构，建筑面积42788平方米，工程于2005年5月28日开工。

该工法在二期地下室工程中实施，地下室底板厚0.6米，承台深2.4米。混凝土强度等级分别为：底板C40、外墙及外柱为C45/P10，内墙内墙柱C40、柱C50、梁板C40。该工程因现场狭窄及分期拆迁问题，故地下工程分二期施工，（C）轴线以北为前期工程，（C）轴线以南两跨为二期工程（紧沿大街）工程采用主体结构与支护体系相结合的结构形式，即采用地下室结构梁兼深基坑支护内支撑逆作施工工法克服了因水平支撑梁一端无支座无对应支撑点的实际困难，成功地实践了这一工法，工程被评为优质结构。比预定工期提前了15天完成。

二、江苏徐州国土资源大厦工程

该工程由徐州国土资源局投资兴建，建筑面积22760平方米，钢筋混凝土框筒结构，地下2层，地上22层，于2001年3月12日开工至200年8月18日竣工，工程各项经济技术指标均符合国家施工验收规范要求。该工程位于市中心，东立面紧沿西安路，南立面沿建国路，西、北立面紧临商场、居民区，需分期拆迁，施工现场十分狭窄。施工方案要求地下室外延停车场部分（共三跨）作为二期工程施工。江苏江中集团有限公司采取“地下室结构梁兼深基坑支护内支撑逆作施工工法”施工，取得了成功，体现了社会效益和经济效益。

因不需单独设计钢筋混凝土水平支撑梁，该工程共节约了混凝土128.36立方米、钢筋26.74吨等，按照1997年《江苏省建筑工程综合预算定额》及费用定额的规定，累计降低工程造价16万元，并提前工期13天。

三、徐州朝阳大厦工程

该工程由徐州朝阳集团投资兴建。建筑面积52600平方米，钢筋混凝土框架结构，地下2层，地上6层，局部1层，于2002年12月12日开工至004年9月16日竣工，工程完全符合国家施工验收规范要求标准。该工程位于徐州火车站北首，东立面紧靠长途中巴汽车场站，西立面紧沿朝阳路大街，因分期拆迁，施工现场十分狭窄。故设计分成南、北二段施工，南段作为二期工程。江苏江中集团有限公司在二期地下室工程中采取“地下室结构梁兼深基坑支护内支撑逆作施工工法”施工，经时间和实践证明是可靠可行的。取得了社会效益和经济效益。

经核算，该工程共节约了混凝土339.2立方米、钢筋85.55吨，按照2001年《江苏省建筑工程综合预算定额》及费用定额的规定，累计降低工程造价近38万元，并提前工期9天。

注：施工费用以2005-2006年施工材料价格计算

地下室结构梁兼深基坑水平支撑梁逆作施工工法荣誉表彰

2008年1月31日，中华人民共和国住房和城乡建设部以“建质22号”文件发布《关于公布2005-2006年度国家级工法的通知》，《地下室结构梁兼深基坑水平支撑梁逆作施工工法》被评定为2005-2006年度国家二级工法。