基本介紹
- 中文名：蓋挖順築法
- 外文名：cover and cut-bottom up
- 適用於：道路或區間隧道
- 優點：保證繁忙交通順利行車等
基本原理,工藝,關鍵問題,適用範圍及優點,
基本原理
蓋挖順築法施工適用於路面交通不能長期中斷的道路下修建地下車站或區間隧道，其施工順序是在現有場地上，按所需寬度，由地表完成圍護結構後，以定型的預製標準構件覆蓋於圍護結構上，形成“蓋”，以維持場地的正常使用，然後往下逐層進行土方開挖及架設橫撐，直至開挖到設計的底標高，即所謂的“挖”。然後再依序自下而上施作建築結構主體及防水措施，即主體結構的“順作”。待主體結構完成後，拆除臨時路面系統的“蓋”後回填土並恢復路面交通的使用。當開挖寬度較大時，為防止橫撐和路面支撐系統失穩及滿足受力條件，經常需要在建造圍護結構的同時建造臨時中樁。
工藝
施作圍護結構及中間樁→架設臨時鋼樑並鋪臨時路面→基坑開挖→架設支撐→由下至上順序施築主體結構→施作防水層→回填土→拆除臨時鋼樑及蓋板→恢復路面。
在路面交通不能長期中斷的道路下方修建地下結構時，可以採用蓋挖順築法。這種方法首先由地表面依設計要求完成護壁樁或地下連續牆等圍護結構和必要的橫、縱地梁，把預製的標準化模數的蓋板(混凝土蓋板或鋼蓋板)覆蓋在擋土結構上，形成臨時路面，恢復道路交通。而後在蓋板下方進行土方開挖，直至地下結構底部的設計標高。然後再依照地上建築物的常規施工順序由下而上修建該地下結構的主體結構、進行防水處理。上述工序完成後，拆除臨時頂蓋，進行土方回填，並恢復地下管線或埋設新的管線，最後視需要拆除擋土結構
關鍵問題
蓋挖法作為一種新的施工方法，其施工技術無疑是極具套用價值的。但軟土基坑蓋挖法施工中開挖及支撐、中間立柱與圍護結構的差異沉降等關鍵技術與控制要點沒有成熟經驗，這些都給地下工程理論研究提出了新的課題，蓋挖法施工的研究工作開展得相當有限，目前對蓋挖法下基坑工程性狀的認識主要建立在對一些工程經驗的總結基礎上，其理論分析尚不成熟，這客觀上嚴重製約了蓋挖法技術在施工過程中的套用。因此，有必要對蓋挖法施工進行系統的理論研究。蓋挖順築法作為蓋挖法的一種，其施工的關鍵問題如下:
(1) 圍護形式
由蓋挖順築法的施工過程可以看出，該法首先要在地面以下形成一個由頂蓋和圍護結構包圍而成的巨大地下空間，而後再修建地下結構的主體結構。根據用途和需要，該圍護結構既可以成為地下永久主體結構的一部分，承受永久荷載，也可以不作為地下永久主體結構的組成部分，僅在施工階段承載。但是無論怎樣，這個由頂蓋和圍護結構包圍而成的巨大地下空間的安全和穩定是蓋挖法成功的最根本的條件。因此，根據現場條件、地下水位高低、開挖深度以及周圍建築物的鄰近程度，選擇確定圍護結構的形式是蓋挖順築法的一個技術關鍵。由於鑽孔灌注樁施工設備簡單、施工工藝成熟、容易滿足增加剛度的要求。
工程質量容易保證和造價較低等一系列優點，使得它在北方地下水位較低的第四紀地層的地下工程施工中往往成為圍護結構的首選。但是在地下水位較高的情況下，選擇止水性能好的地下連續牆或密排咬合樁作為圍護結構，則降、排水容易，工程成功有保證。我國南方，多為飽和的軟弱土層。在這種情況下，應以剛度大、止水性能好的地下連續牆為首選方案。
(2) 中間樁柱的設計與施工
蓋挖法施工要求先施作圍護結構與中間立柱，作為結構在施工期間的支撐構件。根據使用功能，中間立柱可分為臨時立柱與永久立柱兩種類型，臨時立柱指的是只在施工期間作為臨時的支撐構件，施工完成後，臨時柱將被拆除:而作為主體結構的結構柱即永久立柱在施工期間與竣工之後均是同一立柱，為承載構件。設計上有時也採用臨時立柱與永久立柱相結合的方法，即部分或全部施工期間的臨時立柱作為永久立柱的勁性骨架，在施工結構柱時，臨時立柱不拆除，而是在其外緣澆注混凝土。設計時採用何種立柱體系需結合車站的建築布局等進行結構安全性、承載體系受力合理性及工期與造價等因素綜合比較，臨時立柱在蓋挖順築法中套用較多，由於蓋挖順築法其上部荷載較小，臨時立柱可以採用由角鋼或H型鋼組合而成的簡易格構柱，其柱網布置不受永久結構柱網限制，機動性較大。永久立柱在蓋挖順築法中套用很廣泛，作為永久立柱一般要求其能承受較大的荷載，柱網布置在滿足結構要求同時必須滿足建築布局要求，永久立柱多採用鋼管混凝土柱。
(3)差異沉降的控制方面
立柱樁之間以及立柱樁與地下連續牆之間的不均勻沉降是逆作法施工中常遇的問題，而且經常導致樓板結構開裂，其危害不容忽視。但是立柱樁沉降問題又是一個非常棘手的問題，目前還沒有一套完整的理論可以準確的分析出立柱樁的沉降。
(4)地下連續牆側向位移和周圍土層位移的監控
由於捷運車站一般修建在鬧市區，為了減小對周圍建築安全性及使用性的影響，對位移控制要求比較嚴格，因此有必要對地下連續牆側向位移和周圍土層位移採取及時的控制措施。
(5) 路面系統的最佳化設計
車站蓋挖法的關鍵技術之一是建造一個穩固的臨時路面系統。這個系統的設計著重考慮以下四個因素:一、它具有設計承載能力，滿足強度、剛度和穩定性要求；二、滿足快速安裝、拆卸的要求，減小對地面交通影響的次數與天數；三、對車站土石方開挖與結構施工無干擾或小干擾；四、經濟成本合理低廉。
(6)挖土工藝
挖土是蓋挖法施工的重要環節，不僅是影響工期的關鍵因素，而且是產生變形的主要原因，也是施工安全的關鍵。採用蓋挖法施工時，在蓋板施工完成後整個地下部分處於封閉狀態，挖土難度大，周期長，出土也極為不利，而且還為頂板以下的地下工程的材料入場、施工中的通風、照明等帶來諸多的不便。在這種情況下就得事前進行周密的商討和規劃，確定出土孔洞的尺寸大小、位置和數量，最佳化挖土順序，保證基坑的安全和施工工期。
(7) 降、排水施工
蓋挖順築法施工，雖然是“棚蓋下的明挖施工”，但是為了便於結構下部施工，必須使施工期間地下水位低於底板，否則將難於施工。因此在地下水位較高的情況下，有必要採用圍護結構堵水、基坑內部降水等有效措施，保持圍護牆內土層的地下水位穩定在基底以下，以保證施工順利進行。
適用範圍及優點
蓋挖順築法是根據不同的地質和水文地質條件，設計以連續牆、混凝土灌注樁作為邊坡支護結構，然後施作蓋板，形成框架結構後，在其保護下開挖土方，並完成結構施工。這種施工方法對周圍環境影響小，可同時向地下和地上施工，速度快，質量好，施工安全，在世界許多大城市捷運車站施工中已有不少成功的範例，並且可以做到不影響交通，相比暗挖法施工要經濟。
蓋挖順築法的優點在於：
(1)不影響交通，保證繁忙交通主幹道順利行車；
(2)車站順作便於主體結構施工；
(3)對車站防水施工更為有利。
結語
在城市交通繁忙的主幹道上修建捷運車站，蓋挖順築法優點明顯，它比暗挖法節省投資不少，且安全性能、防水性能都大大提高，明挖法在交通繁忙的城市主幹道上幾乎不可能，而蓋挖法能解決這些問題，值得大力推廣。
