逆作拱墙构造

建筑工程深基坑的边坡与道路工程的路堑边坡不同。路堑边坡是线状分布的，而建筑工程的深基坑是点状分布的，基坑平面几何形状通常是闭合的多边形。土压力是随深度而线性增加的分布荷载，没有集中力，因此在基坑四周场地都允许起拱的条件下，可以采用闭合的水平拱圈来支挡土压力以围护基坑的稳定。这个闭合拱圈可以由几条二次曲线围成的组合拱圈(曲率不连续)，也可以是一个完整的椭圆或蛋形拱圈(曲率连续)。作用在拱圈上四周的土压力大部分存拱圈内自身平衡、相互抵消，少部分(例如，两个抛物线的交接处)不平衡力则要拱脚基础的被动土压力对拱圈提供支承。拱结构以受压力为主，能更好地发挥混凝土抗压强度高的材料特性，而且拱圈支挡高度只需在坑底以上。所以，这种合理的挡土结构体系自然会带来良好的效果。

(1)安全可靠性高

挡土拱圈是以受压为主的结构，拱圈上的弯矩很小。所以，挡土结构本身强度破坏或失稳的可能性甚微。同时，拱圈是沿支护高度分道施工的(每道高度2m左右)，第一道拱圈合龙后，再往下挖土施工第二道，每道拱圈分别承受陔道拱圈高度内的压力，不相互影响。所以只要第一道支撑拱圈合龙后是安全的，再挖土作下一道拱圈挡土结构也是安全的，不会像挡土桩那样，越往下挖，桩上弯矩越来越大，挡土结构越来越危险。

(2)节省工期，施工方便

采用拱圈支护基坑时，开工就开始挖土(用挡土桩要打完桩才能挖土)，拱圈的施工可与基坑同步进行，拱圈独占的工期很少，工期主要取决于挖土的进度，与挡士桩相比，一般都要节省1~3个月的工期施工，拱圈犹如用逆作法形成一条弯曲的地梁，而且只有水平环向配置主筋，施工方便。

(3)节省挡土费用

由于拱圈是受压为主，能充分发挥混凝土的材料特性，而且拱圈只需支护坑壁的适当高度即可，不必在全高度都支护，用料很少，经济合理。用拱圈支护的费用仅为用挡土桩的40%~60%。而且，基坑越深，经济效益越显著。拱圈因起拱部位要超挖一些土方(以后要回填)。采用拱圈挡土的条件是要有允许临时占用的起拱场地，常用起拱高度f=(0.12~0.16)L，如地下的平面形状是曲线形、折线或缺角的矩形时，更有利于布置挡土拱圈。拱圈是解决支挡土压力(也包括由防水帷幕传来的水压力)的问题，不是解决防水的问题，不能作为防水体系使用。对地下水的处理还需采用降水，或作防水的帷幕，或在坑内明排等方法解决。

逆作拱墙结构型式根据基坑平面形状可采用全封闭拱墙，也可采用局部拱墙，拱墙轴线的矢跨比不宜小于1/8，基坑开挖深度h不宜大于12m，当地下水位高于基坑底面时，应采取降水或截水措施。当基坑开挖深度范围或基坑底士层为砂土时，应按抗渗条件验算土层稳定性。拱墙结构内力宜按平面闭合结构形式采用杆件有限元方法分析计算，作用于拱墙的初始水平力可按相关规程确定；当计算点位移指向坑外时，该位移产生的附加水平力可按m法确定；土体任一点最大水平压力不超过水平抗力标准值。

(1)钢筋混凝土拱墙结构的混凝土强度等级不宜低于C25。

(2)拱墙截面宜为Z字形，拱壁的上、下端宜加肋梁。当基坑较深且一道Z字形拱墙的支护高度不够时可由数道拱墙叠合组成，沿拱墙高度应设置数道肋梁，其竖向间距不宜大于2.5m。当基坑边坡地较窄时，可不加肋梁但应加厚拱壁。

(3)拱墙结构水平方向应通长双面配筋，总配筋率不应小于0.7%。

(4)圆形拱墙壁厚不应小于，100mm，其他拱墙壁厚不应小于500mm。