傅錢挺 潘臻峰

(1.慈溪市質(zhì)監(jiān)站,浙江寧波 315300;2.慈溪市大地建設(shè)有限公司,浙江寧波 315300)

逆作法施工技術(shù)在建筑工程深基坑中的應(yīng)用

傅錢挺1潘臻峰2

(1.慈溪市質(zhì)監(jiān)站,浙江寧波 315300;2.慈溪市大地建設(shè)有限公司,浙江寧波 315300)

在介紹逆作法施工技術(shù)原理、特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,對(duì)逆作法在深基坑工程中的應(yīng)用情況進(jìn)行了分析,主要針對(duì)密集建筑區(qū)和軟土質(zhì)地質(zhì)條件下逆作法的應(yīng)用;最后對(duì)逆作法在深基坑工應(yīng)用中應(yīng)注意的問題及技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了簡(jiǎn)述。

逆作法 深基坑 應(yīng)用

隨著城市空間的不斷拓展，建筑空間逐漸呈現(xiàn)出“向上要空間、向下要空間”的發(fā)展趨勢(shì)。隨著地下空間開發(fā)力度的不斷增大，地下室層數(shù)越建越多，基坑工程設(shè)計(jì)和施工日益呈現(xiàn)出“越挖越深、越挖越大、周邊環(huán)境越挖越復(fù)雜”的狀態(tài)，對(duì)于如此大規(guī)模的深基坑工程施工設(shè)計(jì)，應(yīng)用新型施工技術(shù)則成為必然。

1 逆作法技術(shù)原理及逆作法基坑工程發(fā)展歷程

逆作法技術(shù)是利用地下室基坑四周的圍護(hù)墻和坑內(nèi)的豎向立柱作為“逆作”階段的豎向承重體系，利用地下室自身結(jié)構(gòu)層的梁板作為基坑圍護(hù)的內(nèi)支撐，以±0．000層為起始面，由上而下進(jìn)行地下結(jié)構(gòu)施工，同時(shí)由下而上進(jìn)行上部主體結(jié)構(gòu)施工[1]。逆作法具有以下特點(diǎn)：①支撐剛度大，有利于深基坑開挖的穩(wěn)定；②主體地下結(jié)構(gòu)和基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)結(jié)合，避免支撐的設(shè)置拆除，節(jié)約資源；③地下連續(xù)墻作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)和地下室外墻兩墻合一，可省去施工操作空間，可使地下室空間外放2～3m。既提高土地的利用率，也增加了一定的經(jīng)濟(jì)效益[2][3]。

2 逆作法施工技術(shù)在建筑工程深基坑中的應(yīng)用

2.1 逆作法在密集建筑區(qū)域內(nèi)深基坑中的應(yīng)用

對(duì)于建筑物密集區(qū)域進(jìn)行深基坑開挖時(shí)，需要綜合考慮環(huán)境保護(hù)、建筑物超載、場(chǎng)地施工條件等問題。

為評(píng)價(jià)基坑開挖對(duì)周邊環(huán)境的影響，可采用有限元計(jì)算程序?qū)邮┕と^程進(jìn)行數(shù)值模擬分析，通過選取合理本構(gòu)模型，考慮基坑與周邊建筑物的相互影響，同時(shí)考慮土體與結(jié)構(gòu)的相互接觸作用、初始地應(yīng)力場(chǎng)和基坑開挖工序等因素，在施工期間，通過監(jiān)測(cè)設(shè)備對(duì)周邊建筑物的沉降、傾斜情況和裂縫等進(jìn)行監(jiān)測(cè)，同時(shí)監(jiān)測(cè)的要素還包括路面的沉降、連續(xù)墻的側(cè)向位移、連續(xù)墻的主筋應(yīng)力、土壓力、坑外土體側(cè)斜、立柱沉降和坑外地下水位等，并通過實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行反分析確定合理土體參數(shù)，可預(yù)估復(fù)雜環(huán)境條件下基坑開挖產(chǎn)生周邊建筑物的附加變形，從而為基坑變形控制設(shè)計(jì)提供支持[4][5][6]。

2.2 逆作法在軟土地質(zhì)深基坑中的應(yīng)用

逆作法在深基坑工程應(yīng)用過程中一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)就是差異隆沉問題[3]，這一問題在軟土地質(zhì)深基坑施工過程中更要特別關(guān)注。引起差異隆沉的原因主要在于在深基坑施工過程中，土方卸載、應(yīng)力場(chǎng)、位移場(chǎng)的變化會(huì)引起較大的坑內(nèi)土體回彈和隆沉量，土體的差異回彈值、載荷與開挖順序不同造成立柱樁之間以及立柱樁與地下連續(xù)墻之間出現(xiàn)隆沉問題。

針對(duì)軟土地質(zhì)深基坑運(yùn)用逆作法施工技術(shù)出現(xiàn)的差異隆沉問題，工程實(shí)踐中主要通過以下幾種方式加以控制[3][7][8]：①樁端位于顯著回彈區(qū)之外，可增加土對(duì)立柱樁向下摩阻力，減小單樁隆沉，最終減小樁間差異隆沉；②通過數(shù)值模擬方法進(jìn)行隆沉預(yù)估算，可有效減小差異隆沉帶來的不利影響；③在軟土基坑中，實(shí)行分塊開挖，減小每步開挖空間尺寸，控制卸荷量，并縮短基坑擋墻在未支撐前的暴露時(shí)間，減小土體的流變變形，有效控制坑底回彈；同時(shí)，減少每步開挖結(jié)束后的土體暴露時(shí)間，限時(shí)形成樓板和支撐，可以使立柱樁上部所受樓板、支撐荷載抵消部分下部土體對(duì)立柱樁向上的摩阻力，從而控制立柱樁隆沉量，減小差異隆沉。④加強(qiáng)監(jiān)控管理，做到動(dòng)態(tài)化設(shè)計(jì)、信息化施工。及時(shí)將差異變形情況匯總反饋，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況調(diào)整挖土順序、局部加快或放慢挖土、調(diào)整場(chǎng)地內(nèi)車輛行進(jìn)路線等。

3 應(yīng)注意的問題及技術(shù)趨勢(shì)

3.1 逆作法施工應(yīng)注意的問題

逆作法施工技術(shù)在深基坑工程建設(shè)應(yīng)用中一個(gè)特別注意的問題就是施工過程的安全監(jiān)測(cè)問題，主要包括對(duì)立柱沉降的監(jiān)測(cè)、立柱內(nèi)力的監(jiān)測(cè)、結(jié)構(gòu)梁板的內(nèi)力監(jiān)測(cè)以及坑底隆起變形的監(jiān)測(cè)等。其中3個(gè)項(xiàng)目的監(jiān)測(cè)要十分注意[1]，即立柱差異沉降及立柱與圍護(hù)墻差異沉降監(jiān)測(cè)、結(jié)構(gòu)梁板的內(nèi)力監(jiān)測(cè)以及坑底土體隆起監(jiān)測(cè)。

3.2 逆作法施工技術(shù)趨勢(shì)

針對(duì)傳統(tǒng)逆作法施工存在的缺點(diǎn)和不足，文獻(xiàn)[9]提出了一種大開口的逆作法施工技術(shù)，在保留傳統(tǒng)逆作法不做支撐的優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，又兼顧了順作法留設(shè)大開口出土空間的優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于大開口逆作法，關(guān)鍵技術(shù)在于在確保結(jié)構(gòu)變形和拉應(yīng)力在設(shè)計(jì)允許范圍內(nèi)，確定大開口的位置和尺寸大小以及對(duì)主體結(jié)構(gòu)的加固方式等。

此外，對(duì)逆作結(jié)構(gòu)受力機(jī)理和變形特點(diǎn)的研究、支護(hù)墻體形式的多樣化發(fā)展、設(shè)計(jì)施工一體化研究等均是未來的發(fā)展方向，并且隨著計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算模型的精準(zhǔn)性隨之提高，對(duì)逆作法在深基坑工程中的應(yīng)用進(jìn)行三維模擬計(jì)算也成為可能[10]，進(jìn)一步提升了工作效率和安全系數(shù)。

4 結(jié)語

文章在介紹逆作法施工技術(shù)原理、特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，對(duì)逆作法在深基坑工程中的應(yīng)用情況進(jìn)行了分析，主要針對(duì)密集建筑區(qū)和軟土質(zhì)地質(zhì)條件下逆作法的應(yīng)用；最后對(duì)逆作法在深基坑工應(yīng)用中應(yīng)注意的問題及技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了簡(jiǎn)述，相信隨著城市空間的不斷發(fā)展，逆作法施工技術(shù)會(huì)有越來越廣泛的應(yīng)用前景。

[1]楊學(xué)林,周平槐.逆作地下室設(shè)計(jì)中的若干關(guān)鍵問題[J].巖土工程學(xué)報(bào),2010,32(7):238-244.

[2]賈堅(jiān).逆作開挖深基坑控制卸載變形的方法與實(shí)踐[J],巖土工程學(xué)報(bào),2007,29(2):304-308

[3]郭曉航,謝小林,賈堅(jiān).軟土深基坑逆作開挖差異隆沉控制研究[J],巖土工程學(xué)報(bào),2012,34(11):72-76.

[4]戴斌,王衛(wèi)東,徐中華.密集建筑區(qū)域中深基坑全逆作法的設(shè)計(jì)與實(shí)踐[J],地下空間與工程學(xué)報(bào),2005,1(4):579-583.

[5]鐘錚,許亮.緊鄰保護(hù)建筑的深基坑逆作法設(shè)計(jì)與實(shí)踐[J],巖土工程學(xué)報(bào),2010,32(7):249-255.

[6]丁勇春,程澤坤,王建華.深基坑施工對(duì)歷史建筑的變形影響及控制研究[J],巖土工程學(xué)報(bào),2012,34(11):644-648.

[7]王允恭.逆作法設(shè)計(jì)施工與實(shí)例[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2011.

[8]劉建航,侯學(xué)淵.基坑工程手冊(cè)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1997.

[9]賴允瑾,周生華.大開口逆作法技術(shù)在深大基坑中的應(yīng)用[J],巖土工程學(xué)報(bào),2010,32(7):299-305.