如何解決地下建筑施工問題的發(fā)生之我見

摘要建筑設(shè)計與施工中經(jīng)常會出現(xiàn)各種理論與實際脫節(jié)的問題，只有在施工實踐中去設(shè)計，在實踐中不斷修正理論，才能使設(shè)計施工更合理，才能有效避免各種問題。

關(guān)鍵詞建筑;施工;設(shè)計;問題;分析

中圖分類號TU7文獻標識碼A文章編號1673-9671-(2009)121-0033-01

0引言

城市建設(shè)用地越來越緊張，建筑向空間要效益是必須選擇，這就需要大力開發(fā)高層建筑，同時，為了最大程度地開發(fā)利用城市地下空間，許多新建以及在建工程的基坑面積和開挖深度越來越大，地下建筑面積超過數(shù)萬平方米并且?guī)в袔讓拥叵率业墓こ桃苍絹碓狡毡?，深基坑工程呈現(xiàn)出了面積大、開挖深、工期緊、周邊環(huán)境復(fù)雜等的特點。然而，很多時候卻存在施工場地狹小、建筑物密集、地質(zhì)條件復(fù)雜、城市地下管線縱橫交錯等問題。解決工程的地下施工成了一個很重要的問題。

1傳統(tǒng)地下施工方法概述

1.1傳統(tǒng)地下施工法

進行地下建筑施工的時候需要先挖出相應(yīng)的空間，接下來才能進行襯砌，開挖空間的施工方法也不全雷同，主要考慮工程的場地、環(huán)境、地質(zhì)等條件的影響。

地質(zhì)、地形、環(huán)境條件及埋置深度是制約采用施工方法的主要因素，特別是埋置深度的影響較大。由于建筑物的密集程度越來越高，施工過程中對基坑的保護措施不容忽視。傳統(tǒng)的施工方法多采用支護結(jié)構(gòu)，利用合適的支護結(jié)構(gòu)圍護基坑后垂直開挖，待挖至設(shè)計標高后，澆筑鋼筋砼底板，底板強度達到設(shè)計強度的80%以上，才能繼續(xù)施工。

1.2傳統(tǒng)施工法存在問題

隨著建筑向地上和地下的發(fā)展，一方面要開發(fā)輕質(zhì)高強的新型材料，減少結(jié)構(gòu)自重，另一方面要加大地基深度和地下建筑規(guī)模，對于大深度的地下建筑設(shè)計，傳統(tǒng)施工方法就暴露出許多問題。首先是支護結(jié)構(gòu)的強度要足夠，必須能夠保護周圍環(huán)境不被破壞，對環(huán)境和公共安全不能構(gòu)成任何威脅，這樣就需要需用大量大直徑的灌注樁或地下連續(xù)墻，同時也加大了支撐規(guī)模，導(dǎo)致費用升高;第二是工期延長。由于采用施工灌注樁和地下連續(xù)墻，使支護結(jié)構(gòu)的施工量加大，且養(yǎng)生需要較長時間，工期的延長是必然的，而隨著挖土的加深尚需逐層加設(shè)支撐，再加上拆撐和換撐更使施工工期延長;第三是雖然選用了截面較大的圍護墻和支撐，但其剛度相對于地下結(jié)構(gòu)本身的結(jié)構(gòu)尚小很多，都會有一定的變形，影響周圍的環(huán)境。

2逆作法施工

逆作法的工作過程不同于傳統(tǒng)施工法，“逆作法”顧名思義，反其道行之，它是按設(shè)計標高清理原地面后，從地下建筑的頂面開始，逐層進行地下建筑的施工。先沿設(shè)計的給出的負一層建筑結(jié)構(gòu)或整個建筑挖出基坑，澆筑地下連續(xù)墻，同時在建筑物內(nèi)部的有關(guān)位置澆筑或打下中間支撐柱，作為施工期間于地下結(jié)構(gòu)底板封底之前，承受上部結(jié)構(gòu)自重和施工荷載的支撐，接下來清除建筑結(jié)構(gòu)范圍內(nèi)的原土，至地下結(jié)構(gòu)二層頂板標高，澆筑地下一層頂板，這一頂板即是建筑結(jié)構(gòu)本身的組成部分，也為地下連續(xù)墻提供了強有力的平面支撐結(jié)構(gòu)，隨后按上述方法逐層向下挖土和澆筑地下結(jié)構(gòu)的各層頂板，同時各層結(jié)構(gòu)中的中柱或隔墻也逐層向下施工，直至地下結(jié)構(gòu)底板封底，完成地下結(jié)構(gòu)的施工。

2.1逆作法的優(yōu)勢

逆作法是基于待建工程所處的環(huán)境復(fù)雜，空間窄小的情況而采取的施工技術(shù)。由于此時需要較深的基坑，對支護結(jié)構(gòu)的水平變形必須嚴格控制，否則將可能造成對環(huán)境的嚴重威脅。在工程實踐中有全逆作法、半逆作法、部分逆作法等幾種形式。其中全逆作法施工又是應(yīng)用最多和最好的。逆作法施工地下建筑相比傳統(tǒng)施工法主要有以下幾個優(yōu)點:

1)縮短工程施工的總工期。一般情況下只有地下一層占絕對工期，這一層完成后，就可以根據(jù)情況，交叉或同時進行地下和地上結(jié)構(gòu)的施工，這樣就能夠主動地控制工期，在條件允許的情況下盡量按捺同時施工，可以大大縮短工程的總工期。

2)對周圍環(huán)境影響小。由于逆向施工是采用地下結(jié)構(gòu)代替了支護結(jié)構(gòu)，其支護效果好，強度大，因而對環(huán)境影響較小。同時，澆筑后的底板成為多跨連續(xù)板結(jié)構(gòu)，使底板的隆起也相對減少。

3)使底板設(shè)計趨向合理。在施工時底板的支點增多，跨度減小，較易滿足抗震要求。不斷積累逆向施工的經(jīng)驗并反饋給設(shè)計部門，可以減少設(shè)計中的鋼筋用量，使建筑設(shè)計更經(jīng)濟更合理。

4)有利于結(jié)構(gòu)抵抗水平風(fēng)力和地震作用。采用逆作法施工時，地下連續(xù)墻與地下原狀土體粘結(jié)一起，地下連續(xù)墻與土體之間粘結(jié)力和摩擦力不僅可來承受垂直荷載，還可承受水平風(fēng)力和地震作用。5.降低成本:由于逆向施工技術(shù)用結(jié)構(gòu)建筑代替了支護工程，不僅縮短工期，保證支護效果，更重要的是大大降低了施工成本。

2.2逆作法存在問題

逆作法由于其工作過程和環(huán)境的問題，導(dǎo)致主要存在以下一些不足:

1)挖土問題。逆作法是在空間窄小的情況而采取的施工技術(shù)，第一步土方明開挖后，零層板施工，隨后土方開挖均在封閉狀態(tài)下進行。這時如果沒有小型挖土設(shè)備那么就只能采用人工挖土，挖土效率不高，會延緩工程的進程。

2)梁柱節(jié)點，墻梁節(jié)點和墻板連接部位增加一些麻煩。如在這些部位提前預(yù)留預(yù)埋，留的不準確還要剔鑿，增加許多焊接工作量，工效也要降低。

3)施工材料運輸問題。由于采用了封閉式逆作法施工，向下施工的各層樓板必須留有施工洞口，以使土方外運及材料運進，因此，要留幾個洞口，什么位置最適合，如果處理以及處理的時間都需要仔細考慮。

4)逆作法設(shè)計和施工的配合問題。設(shè)計單位即不直接參與逆作法施工過程的結(jié)構(gòu)受力分析和設(shè)計，也不參與工程的施工組織設(shè)計，而施工單位往往沒有足夠的人才，不能獨立完成理論性很強的結(jié)構(gòu)受力分析和設(shè)計任務(wù)，因此設(shè)計單位和施工單位常常因為設(shè)計思路和施工過程中的問題發(fā)生矛盾。

3逆作法施工建議

逆作法的施工工藝在具體工程應(yīng)用上仍有差異，還有許多課題尚待解決，要大力推廣和發(fā)展。

1)加強對結(jié)構(gòu)受力機理與沉降分析的進一步研究。逆作法施工時有一定插入深度的地下連續(xù)墻，應(yīng)該加強這部分地下連續(xù)墻與基底樁土承受垂直荷載的比例的計算和分析確定;在結(jié)構(gòu)已逐步形成剛性箱體的情況下，應(yīng)該能夠精確計算受力與變形。

2)加強對設(shè)計與施工一體化的研究。逆作法施工效益明顯，而城市建筑空間的不斷緊張決定了這項新技術(shù)具有廣闊的發(fā)展前景和潛力。因此應(yīng)加強設(shè)計與施工的密切合作，在保證原設(shè)計結(jié)構(gòu)的力學(xué)要求條件下，應(yīng)積極鼓勵和支持施工單位對施工方案進行綜合優(yōu)化，加強技術(shù)力量，盡可能地組織逆作法施工。

3)加強逆作法施工組織技術(shù)研究。引進智能化管理系統(tǒng)，實現(xiàn)動態(tài)管理監(jiān)測施工，加強管理體制建設(shè)和制度建設(shè)，實現(xiàn)集約化管理。

4)加強逆作法施工中節(jié)點處理研究。節(jié)點是地下結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位，它關(guān)系到結(jié)構(gòu)體系能否協(xié)調(diào)工作，能否調(diào)節(jié)樁與墻的沉降，并確保地下建筑的功能得以實現(xiàn)。

4結(jié)語

逆作法施工技術(shù)可以帶來綜合效益。節(jié)約場地、加快進度、降低成本。由于快速發(fā)展的城市建設(shè)的需要，在地下建筑施工中應(yīng)該支持和鼓勵逆作法技術(shù)的發(fā)展。我們應(yīng)該加大科技投入，不斷開發(fā)新技術(shù)、新材料和新工藝，使在逆作法施工技術(shù)不斷完善和提高，保證建筑工程更安全、更經(jīng)濟、更環(huán)保和高效。