淺析逆作法施工技術(shù)及其應(yīng)用

于斌 田軍雅

摘 要：近年來，隨著國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展，建筑工程如雨后春筍般紛紛涌起，基坑工程隨之增多，深度也越來越大，為減小基坑開挖對四周構(gòu)筑物、道路和地下管線的影響，逆作法施工應(yīng)運而生。逆作法施工是一種以地面為起始點，向上、向下同時進行施工，直至工程完工新的施工方法。具有縮短工程總工期，節(jié)約施工成本、對環(huán)境影響小等優(yōu)點，在高層建筑深基坑工程中被廣泛應(yīng)用。為此，本文在充分了解逆作法施工原理的基礎(chǔ)上，結(jié)合具體工程案例，對逆作法施工技術(shù)應(yīng)用進行了分析與探究。

關(guān)鍵詞：逆作法；施工原理；土方開挖

1 逆作法的施工原理

逆作法是指先沿建筑物地下室軸線或周圍施工地下連續(xù)墻或其他支護結(jié)構(gòu)，同時建筑物內(nèi)部的有關(guān)位置澆筑或打下中間支承樁和柱，作為施工期間于底板封底之前承受上部結(jié)構(gòu)自重和施工荷載的支撐。然后施工地面一層的梁板樓面結(jié)構(gòu)，作為地下連續(xù)墻剛度很大的支撐，隨后逐層向下開挖土方和澆筑各層地下結(jié)構(gòu)，直至底板封底。同時，由于地面一層的樓面結(jié)構(gòu)已完成，為上部結(jié)構(gòu)施工創(chuàng)造了條件，所以可以同時向上逐層進行地上結(jié)構(gòu)的施工。如此地面上、下同時進行施工，直至工程結(jié)束。分類逆作法可以分為全逆作法、半逆作法、部分逆作法、分層逆作法。推廣應(yīng)用逆作法，能夠提高地下工程的安全性，可以大大節(jié)約工程造價，縮短施工工期，防止周圍地基出現(xiàn)下沉，是一種很有發(fā)展前途和推廣價值的深基坑支護技術(shù)。

2 工程概況

某工程為高層小區(qū)住宅建筑，建筑高度約100m，總建筑面積約40000m2，其中地下部分3層，約9300m2，地上主體結(jié)構(gòu)27層，裙樓4層，共約30900m2。該工程為框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系，基礎(chǔ)采用人工挖孔灌注樁、筏板基礎(chǔ)、獨立基礎(chǔ)和條形基礎(chǔ)等形式。該工程基坑?xùn)|西長62m，南北長28m，開挖深度約14.5m。開挖范圍內(nèi)的土質(zhì)從上至下分別為素填土、粉質(zhì)黏土、強風(fēng)化巖（砂巖、泥巖）和中等風(fēng)化巖（泥巖、砂巖）?；A(chǔ)持力層位于中等風(fēng)化巖層上?；又ёo采用排樁和抗滑樁相結(jié)合的方式，并對邊坡土體進行混凝土噴錨支護。根據(jù)地質(zhì)勘探料，基礎(chǔ)開挖范圍內(nèi)不存在地下水。在工程內(nèi)，Ⅱ區(qū)基坑北、東、南方向的支護形式分別為排樁、人工挖孔樁和混凝土噴錨支護，西側(cè)為后澆帶。決定對Ⅱ區(qū)地下室采用正、逆作法相結(jié)合的施工方案。

3 高層建筑工程逆作法施工流程

3.1 施工準(zhǔn)備

進場施工前，首先要組建項目經(jīng)理部，落實施工材料和工作人員，合理安排施工材料和工作人員，與業(yè)主及監(jiān)理保持密切協(xié)作，安排專人負(fù)責(zé)進料，并由工程師核定，確保井壁管、過濾管、黏土等材料的質(zhì)量。

3.2 人工挖孔樁施工

本工程采用地下排樁支護體系，排樁采用挖孔樁，人工挖孔樁采用間隔跳段施工，成孔后下鋼筋籠澆筑C35號混凝土。按設(shè)計圖施工中間支承柱和基礎(chǔ)，人工挖孔樁分為基樁與上部空段兩部分。當(dāng)基樁部分澆筑到樁頂設(shè)計標(biāo)高時，便由工人下去布置定位環(huán)安裝定位鋼板并調(diào)校水平，然后由工人在下面扶正、卡位，保證其垂直度后，在地面用十字架固定鋼管柱上端，然后澆筑管內(nèi)混凝土。

3.3 柱樁定位

逆作法施工時，是由工程樁接高的鋼管柱支承豎向荷載的，將來在立柱外再包裹混凝土作正式地下室柱，所以其軸線位置與垂直度必須精確，要求偏差在20mm以內(nèi)，否則會影響正式工程柱子位置的準(zhǔn)確性，由于鋼管柱支承在人工挖孔樁上，故兩者的準(zhǔn)確連接是施工中的一大重點和難點。本工程采用設(shè)置限位鋼板的方法來固定鋼管柱，在人工挖孔樁樁芯混凝土上安裝25mm厚M1型環(huán)形鋼板，在其上焊接三個16mm厚限位鋼板用于固定鋼管位置，然后吊裝鋼管柱及澆筑樁芯混凝土封住鋼管柱腳，這樣就能最大限度地保證鋼管柱的準(zhǔn)確連接，且施工快捷。

3.4 土方開挖

土方開挖是高層建筑工程施工中的重要階段，其階段相關(guān)工序主要包括破碎、松動、挖裝及運輸出渣等。在逆作法施工中，基坑周圍立體結(jié)構(gòu)中起水平支撐作用的主要是地下室的各板、梁等結(jié)構(gòu)，同時使地下室以現(xiàn)箱型結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出來，這樣在地下室承受土體壓力時，其承受力可以按照各部分所占剛度比進行分配，通常樁身承受的荷載有正摩擦力、自重、負(fù)摩阻力、上部外荷載及樁端阻力等，在這些荷載共同作用下，會出現(xiàn)樁抬升及沉降變形等情況。如地質(zhì)構(gòu)造相同，在土體壓力承受方面，逆作法施工應(yīng)用承受的壓力要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于順作法支護系統(tǒng)，這就要求準(zhǔn)確計算中間支撐柱的升抬及沉降數(shù)值。當(dāng)高層建筑工程施工中，相鄰柱之間的沉降差比警報值大時，應(yīng)將上部結(jié)構(gòu)施工停止，并對開挖速度進行不斷加快，同時在部分施工段要根據(jù)相關(guān)情況放慢，或加固及注漿等。土方開挖施工中要重視空間效應(yīng)，特別是對開挖長度、深度及寬度進行有效控制，要準(zhǔn)確計算其影響系數(shù)及范圍，并重視時間效應(yīng)。

3.5 沉降差施工

在高層建筑工程施工中應(yīng)用逆作法技術(shù)，必須重視沉降差問題。在建筑施工中，將有一圈地下連續(xù)墻插入，在基坑開挖應(yīng)力釋放及上部荷載共同作用下，會有抬升及沉降情況在地下連續(xù)墻出現(xiàn)，如沉降過大時，將直接影響到建筑物結(jié)構(gòu)的安全性。通常沉降差必須在20毫米以下，如大于警報值，必須將高層建筑上部施工作業(yè)停止，在局部節(jié)點位置進行壓重的加強，也可以選用開挖速度放慢或局部加快等方式。通常情況下為解決基坑開挖出現(xiàn)的立柱樁抬升問題，可以選用將樁上部摩阻力降低的方式。如通過支撐增設(shè)或壓力預(yù)加等方式進行加固，將坑底隆起所產(chǎn)生沉降問題進行有效降低。將立柱樁承載力加大也可以將沉降差有效降低，如增大樁徑、樁底注漿及選擇高承載力樁端等。通過剪刀撐臨時增加及完成永久墻體結(jié)構(gòu)來解決立柱間剛性所產(chǎn)生不均勻變形問題。

3.6 節(jié)點施工

節(jié)點就是地下水平支撐與垂直支撐體系的交匯點，逆作法相比其他施工方法存在極大的不同，這種情況下，運用逆作法的地下室結(jié)構(gòu)節(jié)點施工將不同于正常施工的節(jié)點作業(yè)。逆作法主要遵循自上至下施工的順序，在設(shè)計時逆作法結(jié)構(gòu)節(jié)點，必須符合結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范，要對施工中受荷載條件要求進行最大限度地滿足，對逆作法中水平結(jié)構(gòu)與順作法施工豎向結(jié)構(gòu)進行有效處理。在整個基坑施工中，其主要水平支撐結(jié)構(gòu)就是梁板結(jié)構(gòu)，這些板墻梁柱節(jié)點留置必須在剪力最小位置，主要有兩種節(jié)點處理方式，也就是預(yù)埋剪力連接件施工法和預(yù)埋連接鋼板法，預(yù)埋剪力連接件施工法具有施工便捷及較好接頭抗剪性的優(yōu)勢，預(yù)埋連接鋼板法也具有施工便捷及接頭受力強的特點，但要求具有較高的電焊質(zhì)量，焊接量大，技術(shù)性強，有時會對施工進度造成一定影響，在實際施工中，必須按照設(shè)計規(guī)范及具體施工情況進行節(jié)點施工。

4 結(jié)束語

綜上所述，隨著我國建筑事業(yè)的蓬勃發(fā)展，我國建筑工程技術(shù)越來越完善，逆作法施工技術(shù)在我國建筑行業(yè)被廣泛采用。所以我們在施工過程中一定要對逆作法施工技術(shù)進行嚴(yán)格控制。確保在施工質(zhì)量和技術(shù)方面提高建筑工程的整體質(zhì)量。為此，在施工前一定要全面了解逆作法的施工原理，根據(jù)施工具體案例，做好充分的施工準(zhǔn)備工作，規(guī)范施工工藝，確保高層建筑逆作法施工技術(shù)水平的有效提升，進而推動整個建筑行業(yè)的快速、健康發(fā)展。

參考文獻

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