淺析高層建筑逆作法及其施工工藝

麥　軍

摘要：文章針對高層建筑日益增多的趨勢，為了安全施工和環(huán)境效益，介紹了逆作法施工的原理、分類、工藝特點以及其經(jīng)濟、環(huán)境和社會效益，并分析了逆作法施工在國內(nèi)的技術(shù)現(xiàn)狀和應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：逆作法施工；安全施工；環(huán)境效益

中圖分類號：TV974文獻標識碼：A

文章編號：1674-1145（2009）12-0117-02

一、概述

逆作法就是一項近幾年發(fā)展起來新興的基坑支護技術(shù)。它是施工高層建筑多層地下室和其他多層地下結(jié)構(gòu)的有效方法。采用“高層建筑地下室逆作法施工技術(shù)”能有效地保護周邊環(huán)境，且具有施工工期快，支護費用省等優(yōu)點。高層建筑在基坑開挖時，對周圍建筑物的影響就必須充分考慮，逆作法為新興的基坑支護技術(shù)，利用逆作法施工高層建筑多層地下室和其他多層地下結(jié)構(gòu)具有良好的經(jīng)濟效益和社會效益。

二、逆作法工藝原理

多層地下室的傳統(tǒng)施工方法是“敞開式”，而“逆作法”是一種“封閉式”施工方法。其工藝原理是：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。

三、逆作法技術(shù)特點

逆作法施工高層建筑多層地下室或地下結(jié)構(gòu)有下述技術(shù)特點：（1）縮短工程施工的總工期；（2）基坑變形小，相鄰建筑物的沉降少；（3）可節(jié)省地下室外墻及外墻下工程樁費用；（4）使底板設(shè)計趨向合理；（5）可節(jié)省支護結(jié)構(gòu)的支撐；（6）可節(jié)省土方挖填方費用；（7）簡化基坑的施工工序，有明顯的經(jīng)濟效益；（8）可節(jié)省地下室外墻建筑防水層費用；（9）可最大限度利用城市規(guī)劃紅線內(nèi)地下空間，擴大地下室建筑面積；（10）有利于結(jié)構(gòu)抵抗水平風(fēng)力和地震作用；（11）施工方案與工程設(shè)計密切配合，使逆作施工方案更趨合理。

四、逆作法分類

1.全逆作法：利用地下各層鋼筋混凝土肋形樓板對四周圍護結(jié)構(gòu)形成水平支撐。樓蓋混凝土為整體澆筑，然后在其下掏土，通過樓蓋中的預(yù)留孔洞向外運土并向下運入建筑材料。

2.半逆作法：利用地下各層鋼筋混凝土肋形樓板中先期澆筑的交叉格形肋梁，對圍護結(jié)構(gòu)形成框格式水平支撐，待土方開挖完成后再二次澆筑肋形樓板。

3.部分逆作法：用基坑內(nèi)四周暫時保留的局部土方對四周圍護結(jié)構(gòu)形成水平抵擋，抵消側(cè)向壓力所產(chǎn)生的一部分位移。

4.分層逆作法：此方法主要是針對四周圍護結(jié)構(gòu)，是采用分層逆作，不是先一次整體施工完成。分層逆作四周的圍護結(jié)構(gòu)是采用土釘墻。

五、逆作法施工要求

1.地下挖土施工方法先從兩端的取土口，直接由取用取土設(shè)備挖出工作面，然后由人力從取土口的挖土工作面基坑中間開挖。挖出的土方用雙輪手推車，運至取土口，然后取土設(shè)備裝車外運。

2.逆作法地下室樓板支模

（1）模板設(shè)計原則根據(jù)地下室樓板結(jié)構(gòu)的形式，模板采用相應(yīng)的土模承重方法首先將基坑內(nèi)的土按施工組織設(shè)計要求挖至標高，做好混凝土墊層，待混凝土稍硬后，按圖彈出軸線與梁邊線，并在模板的支點上進一步用水泥砂漿找平，使其標高誤差控制在“規(guī)范”要求內(nèi)，然后擱置模板。

（2）模板拆除隨著地下挖土工作面的推進，當樓板板底的模板外露后，即可將模板逐塊拆下，并翻轉(zhuǎn)至下一層施工。為防止摔壞模板，拆模時應(yīng)根據(jù)模板的形式采取相應(yīng)的保護措施，并把該措施編制在施工組織設(shè)計內(nèi)。

3.逆作法地下室結(jié)構(gòu)相關(guān)節(jié)點

（1）柱與梁板節(jié)點。采用一柱一樁和一柱雙樁施工，施工柱之前，應(yīng)先將格構(gòu)柱施工至設(shè)計標高，挖土后在其頂部加設(shè)封頭板，并在封頭板上加設(shè)錨筋，然后進行柱、梁及底層梁、板施工，施工時在柱位置預(yù)留柱插筋及硅澆搗孔。地下一層以下各層挖土流程與自行車夾層相同，當土體全部施工完畢后可進行大底板的施工，在柱位置預(yù)留插筋，待大底板可上人后，可進行地下三層柱的施工。同時從地下三層向上逐層進行筒體剪力墻施工。待豎向剪力墻和柱達到設(shè)計強度后，割除格構(gòu)柱。

（2）地下連續(xù)墻與板、梁連接節(jié)點。地下室頂板：對于頂板、梁，由于地墻頂浮漿硅需鑿除，并施工頂圈梁，故在施工頂圈梁時可將底層梁板同時施工，將梁、板鋼筋直接錨入地墻。對于附壁柱，在地墻施工時應(yīng)在地墻內(nèi)預(yù)留柱的箍筋，留待柱施工時鑿出使用；地下各層：在地下各層結(jié)構(gòu)施工中，梁板需與地墻進行連接，其中，梁與地墻的連接因梁鋼筋普遍較大，故需在地墻中按梁的位置預(yù)留鋼筋接駁器。同時，為防由于地墻施工誤差造成接駁器偏位帶來的影響。建議在梁上下皮鋼筋位置左右兩側(cè)各設(shè)增一組接駁器；底板：底板鋼筋也通過預(yù)埋在地下連續(xù)墻中鋼筋接駁器進行連接，應(yīng)嚴格控制地下連續(xù)墻施工的精度，確保地下連續(xù)墻內(nèi)預(yù)留埋件及鋼筋接駁器位置的準確，從而保證底板鋼筋可以與地下連續(xù)墻有效連接。另底板澆搗混凝土之前，應(yīng)將與底板連接處地下連續(xù)墻鑿毛，以便與底板混凝土連接。

（3）土方施工。土體具有時空效應(yīng)的特點：土體開挖形式和空間分布形式與基坑變形有密不可分的聯(lián)系；土體是一種彈塑性體，土體受荷后會產(chǎn)生流塑變形。我們以土體的時間、空間效應(yīng)理論指導(dǎo)挖土施工，在挖土施工時在基坑內(nèi)部留有足夠?qū)挾鹊呐柽呁粒么瞬糠滞馏w產(chǎn)生的被動土壓力來平衡基坑外部的主動土壓力；按照設(shè)計的流程，在限定的時間內(nèi)進行土體抽條以及硅墊層的施工，以此確?；拥淖冃卧谝?guī)定的范圍之內(nèi)，避免因基坑的變形而威脅地鐵車站以及周邊建筑物、管線的安全。

（4）格構(gòu)柱受力轉(zhuǎn)換及拆除措施。逆作法施工時，豎向荷載能夠有效從上部柱傳給下部格構(gòu)柱，逆作法結(jié)束后，豎向荷載從格構(gòu)柱有效傳給永久柱。對于一柱一樁的直接施工永久柱于鋼管立柱上。通過差異沉降的觀察記錄來安排施工進度。當施工過程中格構(gòu)柱或地下墻的實測超過規(guī)定的沉降指標時，則停止上部結(jié)構(gòu)施工，地下部分加快施工，直至封大底板。施工過程盡可能使樁的受力均勻，避免產(chǎn)生過大的荷載差異。根據(jù)結(jié)構(gòu)的實際情況，按照預(yù)定的施工流程，分層、對稱地進行格構(gòu)柱的拆除，盡量減少因格構(gòu)柱拆除引起應(yīng)力變化對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響，確保結(jié)構(gòu)在正常狀態(tài)工作。

六、結(jié)語

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(chǔ)設(shè)計規(guī)范；各地也陸續(xù)公布了地下室逆作法施工工法（YJGF02-96）和（YJGF07-98），由此可說明逆作法施工已日趨成熟，其在深基坑支護中的前景樂觀。如果說上個世紀是逆作法起步時期，緊接著在全國范圍內(nèi)迅速發(fā)展和大量應(yīng)用之后，如今它正處于技術(shù)成熟期，將會有更大發(fā)展的全盛時期。

參考文獻

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