針對(duì)逆作法在高層建筑施工中的應(yīng)用

樊留勤

摘要：高層建筑是未來(lái)城市發(fā)展的必然趨勢(shì)，應(yīng)用逆作施工技術(shù)提高地下建筑工程的安全性，減少因基坑挖掘、多層地下室建設(shè)而出現(xiàn)路面塌陷、路基下沉等現(xiàn)象，保證周邊建筑物的安全，最大限度的節(jié)約工程造價(jià)，縮短工期。

關(guān)鍵詞：建筑工程；逆作法技術(shù)特點(diǎn)；施工技術(shù)

1.逆作法施工理論

逆作法是相對(duì)于常規(guī)建筑物施工順序而言的。常規(guī)的建筑物施工順序是：開挖基坑；從基礎(chǔ)開始，按施工層級(jí)向上施工，其中開挖基坑所需的支護(hù)屬于施工措施，這于建筑物地下的結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)聯(lián)。地下室的逆作施工法通過(guò)利用樓蓋結(jié)構(gòu)、板、梁外墻結(jié)構(gòu)和柱作為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工點(diǎn)和基坑維護(hù)結(jié)構(gòu)，此時(shí)也可以進(jìn)行結(jié)構(gòu)上部的施工。因此施工是自上而下而進(jìn)行的，基坑支護(hù)、地下結(jié)構(gòu)以及因使用逆作法而產(chǎn)生的特殊要求都需在結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中得到解決。用傳統(tǒng)方法對(duì)多層且深度大的地下室施工會(huì)產(chǎn)生很多問(wèn)題。逆作法用于建筑那些深基坑支護(hù)工程，地面以下的各層地下室進(jìn)行自上而下的施工，并借助地下自身結(jié)構(gòu)能力對(duì)基坑進(jìn)行支撐，以便保證基坑上方土方的開挖，并利用各層混凝土樓板抗壓強(qiáng)度和水平剛度，使各層樓板擁有水平支撐點(diǎn)，并利用基坑外的土壓力來(lái)抵消坑壁圍護(hù)樁的不利影響。所以施工時(shí)，先進(jìn)行樓板的施工，在進(jìn)行樓板下方土方的開挖工作。

2.逆作法施工特點(diǎn)

經(jīng)過(guò)幾十年來(lái)的系統(tǒng)研究和大量的工程實(shí)踐，逆作法這一技術(shù)現(xiàn)今已相當(dāng)廣泛地應(yīng)用于城市中的地鐵、隧道、地下商場(chǎng)、高層或超高層的地下室、多層地下車庫(kù)、大型污水處理池等結(jié)構(gòu)。與傳統(tǒng)的施工方法相比較，具有如下技術(shù)特點(diǎn)：

2.1縮短工程施工的總工期

傳統(tǒng)基坑施工，其施工工序是逐層交接進(jìn)行施工。即基坑圍護(hù)和樁基礎(chǔ)、挖土、地下結(jié)構(gòu)施工、拆除支撐需逐層施工，而上部結(jié)構(gòu)施工需地下結(jié)構(gòu)完成后進(jìn)行，各工序之間無(wú)法同步施工，工序較多；逆作法基坑施工上部和下部結(jié)構(gòu)可平行搭接，上部主體結(jié)構(gòu)與下部地下結(jié)構(gòu)同時(shí)進(jìn)行施工。在應(yīng)用逆作法施工的工程中，以其自身結(jié)構(gòu)代替臨時(shí)支撐，不用拆除，從而減少施工工序、縮短了總工期，并且對(duì)于越深的基坑其效果越明顯。

2.2保護(hù)周邊環(huán)境，基坑變形小

在逆作法施工過(guò)程中，地下室水平結(jié)構(gòu)（梁、板）可作為地下圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部強(qiáng)有力的水平支撐。在水土壓力作用下的地下圍護(hù)結(jié)構(gòu)，與臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)相比，地下室水平結(jié)構(gòu)剛度大，基坑變形小。此外，與無(wú)中間立柱的情況相比，中間有立柱的情況下，會(huì)使底板增加了穩(wěn)定的支點(diǎn)，坑底的隆起的豎向位移也會(huì)明顯減少。并且逆作法施工實(shí)現(xiàn)了頂板的封閉，可以有效減少施工噪聲與揚(yáng)塵污染，防止施工造成的城市環(huán)境污染。所以，利用逆作法施工的工程能使相鄰的建（構(gòu)）筑物、道路和地下管線等的沉降和變形得到有效的控制，達(dá)到減少基坑變形、保護(hù)了周邊環(huán)境的目的。

2.3節(jié)約資源、避免浪費(fèi)、降低工程能耗

與常規(guī)基坑施工相比，逆作法采用的是“以樁代替柱”，“以樓板代替水平支撐”，“以圍護(hù)墻代替結(jié)構(gòu)外墻”，省去了中間施工環(huán)節(jié)和臨時(shí)結(jié)構(gòu)。地下結(jié)構(gòu)采用常規(guī)的臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)，地下室外墻下一般要求設(shè)置工程樁，并采用強(qiáng)大的內(nèi)部支撐或錨索等輔助，增加大量的材料和人工費(fèi)用，造成浪費(fèi)。而在基坑土方開挖后，利用地下結(jié)構(gòu)自身代替臨時(shí)支撐作為支護(hù)結(jié)構(gòu)，不但可以省去了結(jié)構(gòu)的臨時(shí)支撐，而且還可以省去廢棄材料外運(yùn)的麻煩，避免了環(huán)境污染；此外，地下連續(xù)墻既可以做為基坑開挖后擋土止水的結(jié)構(gòu)，又可以與內(nèi)襯墻合二為一，組合成復(fù)合結(jié)構(gòu)作為地下室永久承重外墻（兩墻合一），材料得到充分的利用，還可以有效地承受上部結(jié)構(gòu)和地下結(jié)構(gòu)傳來(lái)的豎向荷載。采用“兩墻合一”的逆作法施工既可減少地下室外墻工程量又可以省去地下室外墻下工程樁，這部分造價(jià)有時(shí)可達(dá)到結(jié)構(gòu)總造價(jià)的1/3左右。此外，“兩墻合一”的逆作法自身有很好的防水性，可降低大量建筑防水層的費(fèi)用。

2.4使得施工現(xiàn)場(chǎng)布置合理、規(guī)范

與傳統(tǒng)基坑支護(hù)做法相比，逆作法施工頂板可以優(yōu)先施工，利用這個(gè)有利的條件，在頂板上對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行有序的布置和規(guī)劃，解決施工中場(chǎng)地狹小問(wèn)題，滿足文明施工要求。同時(shí)下部基坑施工是處于一種相對(duì)封閉的環(huán)境下，因此基坑施工受氣候影響較小。

2.5對(duì)設(shè)計(jì)人員和施工隊(duì)伍的專業(yè)素質(zhì)要求高

與傳統(tǒng)基坑做法比較，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)開始就必須綜合考慮臨時(shí)結(jié)構(gòu)體系的支撐圍護(hù)系統(tǒng)與永久結(jié)構(gòu)的關(guān)系。永久結(jié)構(gòu)支撐圍護(hù)體系的設(shè)計(jì)必須同時(shí)滿足支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力要求和永久結(jié)構(gòu)的使用要求，逆作法節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)也必須同時(shí)滿足施工階段和使用階段的要求。而對(duì)于施工單位來(lái)說(shuō)，由于逆作法施工技術(shù)要求高，必須掌握相關(guān)的核心技術(shù)：如逆作法支撐柱的垂直度調(diào)整技術(shù)（逆作法支撐柱的垂直度要求達(dá)到1/300以上，有的設(shè)計(jì)要求達(dá)到1/500）、鋼管混凝土柱和柱下樁的混凝土澆搗技術(shù)、逆作法施工節(jié)點(diǎn)處理技術(shù)、豎向結(jié)構(gòu)的鋼筋綁扎和混凝土逆作澆搗技術(shù)、逆作法時(shí)空效應(yīng)挖土技術(shù)、逆作法不均勻沉降控制技術(shù)等，這些核心技術(shù)一旦控制不好，往往導(dǎo)致工程事故，甚至造成施工失敗。

3.逆作施工技術(shù)操作方法

3.1施工準(zhǔn)備工作

3.1.1材料的儲(chǔ)備

在進(jìn)行逆作法施工前，應(yīng)首先確保施工資料是否齊全、施工材料的來(lái)源和質(zhì)量是否可靠等等。石、沙、鋼筋、防水材料和水泥等都是施工材料，這些材料都需在工程開始前備齊并做好相關(guān)質(zhì)量監(jiān)測(cè)的工作，確保材料質(zhì)量符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

3.1.2施工資料的整理

施工資料指在施工過(guò)程中將會(huì)用到的圖紙、施工地地質(zhì)地貌勘測(cè)結(jié)果、地下管道分布情況、和設(shè)計(jì)方案等。這些是直接影響逆作法技術(shù)應(yīng)用重要的資料，因此，在施工前應(yīng)進(jìn)行充分的了解和掌握。

3.1.3施工場(chǎng)地的清理

確保施工場(chǎng)地的清潔是逆作法施工得以進(jìn)行的必要保證，對(duì)施工場(chǎng)地中的管道、電線、排水溝等具體事項(xiàng)都應(yīng)做好事先清理和保護(hù)工作。采取清潔措施后保證現(xiàn)場(chǎng)的整潔后，方可進(jìn)行后續(xù)施工環(huán)節(jié)。

3.2逆作法施工過(guò)程

逆作施工技術(shù)擁有地下與地上同時(shí)作業(yè)的優(yōu)勢(shì)，施工過(guò)程便利，且有利于縮短工程時(shí)間。但在具體施工過(guò)程中，應(yīng)充分掌握施工技術(shù)操作要點(diǎn)。

3.2.1地下連續(xù)墻體施工

具體施工的過(guò)程中，地下的連續(xù)墻體主要使用機(jī)械成槽和人工挖孔排樁兩種方法。前一種主要依托抓土機(jī)等機(jī)械施工，施工強(qiáng)度大，但應(yīng)注意透水問(wèn)題。后一種方法依靠人工力量，挖孔成功后進(jìn)行混凝土的澆筑，重點(diǎn)應(yīng)將樁身采用將楔形處理方式，處理過(guò)程中，利用鋼筋扣接方式。如遇地下水位較高情況，做好防水的工作并設(shè)置防水墻進(jìn)行阻隔。

3.2.2支撐柱的操作

支撐柱是指利用工程支撐結(jié)構(gòu)，對(duì)地下及地上施工場(chǎng)地構(gòu)建起支撐的空間，一般都是采用鉆孔灌注樁、核心支撐樁和強(qiáng)勁支撐柱等方法。鉆孔灌注樁是在施工現(xiàn)場(chǎng)地面上所進(jìn)行的，此過(guò)程需要保證灌注樁的長(zhǎng)度，還應(yīng)注意預(yù)埋件設(shè)置和管理，以此來(lái)確保鋼筋豎立的焊接。核心支撐柱方法需通過(guò)人工挖孔，且樁頂面應(yīng)達(dá)到地面的首層以上1.5m。最后，強(qiáng)勁支撐柱也將通過(guò)人工挖孔放人安放設(shè)施，但應(yīng)注意確?？椎纳疃龋⑶以O(shè)置臨時(shí)的水平支撐，從而確保支撐的穩(wěn)定性。

3.2.3基坑挖土環(huán)節(jié)的操作

基坑挖土環(huán)節(jié)影響著整個(gè)工程的施工質(zhì)量，如果沒(méi)有依據(jù)相應(yīng)操作流程標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的施工，很容易導(dǎo)致坑及土體變形，進(jìn)而促使建筑工程出現(xiàn)嚴(yán)重的質(zhì)量問(wèn)題。在具體挖土過(guò)程中，主要是利用蓋挖、明挖和暗挖三種方式。對(duì)高層建筑挖土施工過(guò)程中，主要采用暗挖方式進(jìn)行施工。挖土工程開始前，應(yīng)在坑內(nèi)適當(dāng)位置設(shè)置集水井，深度不應(yīng)過(guò)大。挖土過(guò)程中，基坑跨度過(guò)大就應(yīng)使用機(jī)械進(jìn)行結(jié)合施工，主要運(yùn)用小型的挖掘機(jī)施工，并伴隨進(jìn)行人工清理工作，最終達(dá)到完成基坑挖土的工作。

4.結(jié)語(yǔ)

總之，隨著國(guó)內(nèi)城市人口壓力大，建筑面積不足，人們的居住問(wèn)題只能通過(guò)高層建筑解決，由此建筑逆作法施工技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。其不但可以縮減建筑工程造價(jià)及施工工期，而且還能保障建筑施工的安全性。逆作法施工技術(shù)在建設(shè)多層地下室的高層和超高層建筑以及多層地下結(jié)構(gòu)建筑工程施工中是很完善的新技術(shù)。