逆作法施工

　　簡(jiǎn)介

　　逆作法施工技術(shù)是高層建筑物目前最先進(jìn)的施工技術(shù)方法。

　　一、原理

　　先沿建筑物地下室軸線(xiàn)或周?chē)┕さ叵逻B續墻或其他支護結構，同時(shí)建筑物內部的有關(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構自重和施工荷載的支撐。然后施工地面一層的梁板樓面結構，作為地下連續墻剛度很大的支撐，隨后逐層向下開(kāi)挖土方和澆筑各層地下結構，直至底板封底。同時(shí)，由于地面一層的樓面結構已完成，為上部結構施工創(chuàng )造了條件，所以可以同時(shí)向上逐層進(jìn)行地上結構的施工。如此地面上、下同時(shí)進(jìn)行施工，直至工程結束。

　　二、分類(lèi)

　　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。

　　三、工藝特點(diǎn)

　　（1）可使建筑物上部結構的施工和地下基礎結構施工平行立體作業(yè)，在建筑規模大、上下層次多時(shí)，大約可節省工時(shí)1/3.（2）受力良好合理，圍護結構變形量小，因而對鄰近建筑的影響亦小。（3）施工可少受風(fēng)雨影響，且土方開(kāi)挖可較少或基本不占總工期。（4）最大限度利用地下空間，擴大地下室建筑面積。（5）一層結構平面可作為工作平臺，不必另外架設開(kāi)挖工作平臺與內撐，這樣大幅度削減了支撐和工作平臺等大型臨時(shí)設施，減少了施工費用。（6）由于開(kāi)挖和施工的交錯進(jìn)行，逆作結構的自身荷載由立柱直接承擔并傳遞至地基，減少了大開(kāi)挖時(shí)卸載對持力層的影響，降低了基坑內地基回彈量。（7）逆作法存在的不足，如逆作法支撐位置受地下室層高的限制，無(wú)法調整高度，如遇較大層高的地下室，有時(shí)需另設臨時(shí)水平支撐或加大圍護墻的斷面及配筋。由于挖土是在頂部封閉狀態(tài)下進(jìn)行，基坑中還分布有一定數量的中間支承柱和降水用井點(diǎn)管，目前尚缺乏小型、靈活、高效的小型挖土機械，使挖土的難度增大。但這些技術(shù)問(wèn)題相信很快會(huì )得到解決。

　　四、推廣應用逆作法

　　推廣應用逆作法，能夠提高地下工程的安全性，可以大大節約工程造價(jià)，縮短施工工期，防止周?chē)鼗霈F下沉，是一種很有發(fā)展前途和推廣價(jià)值的深基坑支護技術(shù)，在遼寧、上海、廣州這類(lèi)地區應用逆作法施工高層建筑深基坑較多。較典型的有上海特種基礎工程研究所辦公樓，位于上海西南角徐家匯天鑰橋路。該建筑物地下2層，地上5層，底板埋置深度為-7.30m.為了探索基礎結構與上部結構同時(shí)施工，以期縮短施工總工期，大樓采用了逆作法施工技術(shù)并取得了成功。又如，由上海第二建筑工程公司施工的恒積大廈工程以逆作法施工地下4層、地上22層，基坑深17m，施工僅用了5個(gè)月，整個(gè)工期明顯加快，并減少支撐費用400萬(wàn)元，周邊管線(xiàn)沉降僅為15mm，四周道路及民房位移均在5mm以?xún)龋〉昧孙@著(zhù)的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益。由此在上海地區掀起了一股逆作法熱，其后相繼有明天廣場(chǎng)、京沙住業(yè)大廈等數十項工程采用逆作法施工。目前，逆作法已頒列入2001年頒布的中華人民共和國國家標準建筑地基基礎設計規范；各地也陸續公布了地下室逆作法施工工法（YJGF02-96）和（YJGF07-98），由此可說(shuō)明逆作法施工已日趨成熟，其在深基坑支護中的前景樂(lè )觀(guān)。如果說(shuō)上個(gè)世紀是逆作法起步時(shí)期，緊接著(zhù)在全國范圍內迅速發(fā)展和大量應用之后，如今它正處于技術(shù)成熟期，將會(huì )有更大發(fā)展的全盛時(shí)期。

　　五、逆作法步驟

　　1、施工地下連續墻。經(jīng)計算地下連續墻厚度800mm，標準槽段長(cháng)度6米，深度18米左右，即到達基坑底面以下3-5米，且下端進(jìn)入強風(fēng)化層不少于1.5米，以確保止水效果。槽段之間采用工字鋼剛性接頭。

　　2、施工人工挖孔樁。人工挖孔樁分為基樁部分與上部空段兩部分。當基樁部分澆灌到樁頂設計標高以下1米時(shí)，便由工人下去安裝定位環(huán)并調校水平，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，用高拋法澆筑管內高強混凝土。

　　3、開(kāi)挖至-4.5m標高。此時(shí)地下連續墻處于懸臂狀態(tài)，現場(chǎng)監測得最大水平位移發(fā)生頂點(diǎn)處，約3.7mm，平面位置在矩形長(cháng)邊中部。施工首層樓面梁板及上部普通混凝土柱，在平面靠近第十八甫路處預留10米X10米出土口，方便運輸。

　　4、開(kāi)挖至-7米標高，施工負一層樓面梁板及上部結構。在二層樓面梁安裝吊車(chē)梁，設計該梁時(shí)應考慮吊運土方和機械時(shí)的最大荷載，負一層樓面出土口位置與首層一致。對于地下連續墻而言，首層和負一層樓面的水平剛度可視為兩個(gè)鉸支座。但是出土口處的槽段應設置腰梁和鋼支撐。現場(chǎng)監測得最大水平位移發(fā)生頂點(diǎn)處，約5.3mm.此時(shí)上部結構施工至三層樓面。

　　5、開(kāi)挖至-14.3米標高（地下室底板底），從-9.5米開(kāi)始即采用盆式開(kāi)挖，即在周邊留有4.5米左右的反壓土，以控制連續墻的位移，保證基坑安全。此時(shí)地下連續墻可視為下部為連續的彈性支座，上部?jì)蓚€(gè)鉸支座的連續梁，受荷形態(tài)簡(jiǎn)化為上三角形下梯形。現場(chǎng)監測得最大水平位移發(fā)生在-9.7米標高處，約13.2mm.此時(shí)上部結構施工至七層樓面。

　　6、施工負二層樓面主梁梁格，即樓板及次梁暫不施工，以便吊土，通過(guò)主梁和腰梁系統為連續墻提供一定的側向支承，其概念類(lèi)似于對撐系統。

　　7、完成其余土方工作，施工底板和負二層樓面，吊出挖土機，封閉出土口。至此地下室土建主體已完工，同時(shí)上部結構也已封頂。在整個(gè)施工過(guò)程中，地下連續墻最大位移為14.3mm，位置在-11.3米標高處，遠小于規范限值。基坑周邊場(chǎng)地未發(fā)現明顯下陷，鄰近房屋未見(jiàn)明顯裂縫，保護效果非常理想。

　　六、心得體會(huì )

　　在整個(gè)逆作法的設計與施工過(guò)程中，筆者從成功中獲得很多經(jīng)驗，也碰到不少問(wèn)題，現就這一工程幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題的處理方法作了整理，以供參考：

　　1、設計中應進(jìn)行逆向思維。在正作法中，地下室的剪力墻如核心筒、人防墻及地下室外墻等作為豎向構件承擔荷載。但在逆作法中，剪力墻是先施工上一層，再施工下一層，受力模式已發(fā)生變化，故建立計算模型時(shí)應按大梁輸入。

　　2、鋼管柱與梁板的連接。本工程采用環(huán)梁節點(diǎn)，須預先在鋼管上焊接抗剪環(huán)箍，且定位要求精確。當施工期間地下室標高發(fā)生改動(dòng)時(shí)，其處理措施相當麻煩，因為現場(chǎng)補焊環(huán)箍操作困難，而且管內混凝土可能因溫度過(guò)高而影響受力性能。

　　3、鋼管柱吊裝的垂直度控制。由于逆作法的施工工藝的特殊性，決定了地下室的豎向構件必須采用鋼管柱或格構式鋼柱，而吊裝這一豎向構件時(shí)如何控制垂直度成為關(guān)鍵因素，本工程先在樁頂標高以下1米處安設一定位鋼板，定位鋼板有三個(gè)調節螺栓，以調節鋼板水平，鋼管柱中部采用鋼筋制成籠狀定位架，在地面也設有井字形定位木架，實(shí)踐證明，這種定位方法取得較高的精度，可以滿(mǎn)足工程需要。

　　4、地下室樓面梁與連續墻的連接。在逆作法工程中。內襯墻尚未完成，邊跨的樓面梁一端支承在鋼管柱上，另一端則必須支承在地下連續墻上。原設計思路在地下連續墻鋼筋籠中預埋鋼筋，地下室開(kāi)挖后鑿去砼保護層后，扳出鋼筋與梁鋼筋焊接即可，但由于施工誤差及建筑方案修改，這些預埋鋼筋位置偏差太大而失去作用，實(shí)際施工中采用植筋的辦法解決，因連續墻中鋼筋太密，將梁端彎矩適當調幅到跨中。

　　5、底板周邊連續墻連接處止水措施。這個(gè)部位的止水成功與否對整個(gè)地下室的止水乃至使用安全有著(zhù)決定性作用。本工程地下連續墻鋼筋籠中與底板位置預埋一豎向鋼板，澆筑底板前焊接一水平止水鋼板，實(shí)際效果非常理想，底板周邊未發(fā)現滲漏現象。

　　6、樁基類(lèi)型的確定。從鋼管柱安裝定位的要求來(lái)看，人工挖孔樁是較好的選擇，筆者曾在另一個(gè)工程中使用鉆孔灌注樁，由于泥漿的擾動(dòng)，鋼管柱難以保證垂直度，開(kāi)挖后發(fā)現偏心較大。就本工程的地質(zhì)情況而言，淤泥層和砂層比較厚，本來(lái)并不適合采用挖孔樁。但是，筆者認為當連續墻進(jìn)入不透水層（強風(fēng)化層）并且圍合之后，進(jìn)行坑內抽水，在沒(méi)有水壓力的情況下挖樁發(fā)生涌土、流沙的可能性不大。事實(shí)證明，這一措施是有效的。

　　七、小結

　　某商廈已封頂并投入使用，從該工程實(shí)例看，逆作法與常規的施工方法相比有著(zhù)不可替代的優(yōu)勢，譬如：

　　1）顯著(zhù)地縮短了工程施工的總工期，經(jīng)計算，本工程采用逆作法比采用正作法縮短了至少兩個(gè)月工期，取得一定的商業(yè)效益；

　　2）基坑變形小，相鄰建筑物影響小，實(shí)測結果顯示基坑頂點(diǎn)變形不足20mm，周邊路面沉降量也極小，未造成不良影響；

　　3）可最大限度地利用城市規劃紅線(xiàn)地下空間，在允許范圍內盡量擴大地下室建筑面積。

　　但逆作法目前仍存在一些急待解決的問(wèn)題，如連續墻與基礎樁間存在著(zhù)不均勻沉降，連續墻槽段間的滲漏等，有待通過(guò)工程實(shí)踐取得改良措施。