淺談深基坑逆作法施工與順作法施工

臧園

摘 要 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，工程建設(shè)迅猛發(fā)展，深基礎(chǔ)在實(shí)際工程中出現(xiàn)得越來越多。對(duì)其施工方法的研究成為熱點(diǎn)問題。文中主要探討了深基礎(chǔ)地下室順作法施工技術(shù)和逆作法施工技術(shù)。從施工工藝、施工關(guān)鍵技術(shù)和施工特點(diǎn)三方面對(duì)順作法施工技術(shù)和逆作法施工技術(shù)做了簡(jiǎn)要介紹。從中了解到兩種方法各自的操作步驟、適用范圍及優(yōu)缺點(diǎn)。這樣可以在實(shí)際項(xiàng)目中更加合理地選取深基礎(chǔ)的施工方法，達(dá)到縮短工期、降低成本、減小對(duì)周邊環(huán)境影響等目的。

關(guān)鍵詞 順作法施工 逆作法施工 關(guān)鍵技術(shù) 施工工藝 施工特點(diǎn)

中圖分類號(hào)：TV551.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

On the Reverse Construction and Shun

Construction of Deep Foundation

ZANG Yuan

（Department of Civil Engineering， Faculty of Urban Construction， City College，

Wuhan University of Science and Technology， Wuhan， Hubei 430083）

Abstract With economic development， the rapid development of construction， deep foundation appearing more and more in the actual project. Construction methods studied to become a hot issue. This paper mainly discusses the deep basement foundation technology and construction techniques along reversed construction method. Tripartite from construction technology， construction technology and construction features of the face of the key shun technology and construction practices down construction technology made a brief introduction. Two methods learned from their steps， the scope and the advantages and disadvantages. This can be more reasonable to choose deep foundation construction methods in the actual project， to shorten the construction period， reduce costs， reduce the impact on the surrounding environment and other purposes.

Key words shun construction; reverse construction; key skill; construction technology; construction features

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，工程建設(shè)速度飛速發(fā)展，在各大城市中不斷涌現(xiàn)出高層及超高層建筑高層及超高層建筑對(duì)基礎(chǔ)部分要求較高，主要采用深基礎(chǔ)型式。深基礎(chǔ)工程具有開挖深度大且均附帶有多層地下室的特點(diǎn)。例如，北京的外經(jīng)貿(mào)綜合大樓開挖深度達(dá)到26.7m;上海的金茂大廈開挖深度達(dá)到19.65m;上海的恒積大廈地下層數(shù)為4層;深圳的地王大廈地下層數(shù)亦為4層;南京的青奧中心雙塔樓及裙樓工程地下3層;美國(guó)波斯頓郵政廣場(chǎng)地下車庫(kù)為7層，開挖深度達(dá)23.2m。在這些已完成的建筑當(dāng)中，金茂大廈采用順作法完成了深基礎(chǔ)施工，恒積大廈、南京青奧中心雙塔樓與裙樓工程均采用全逆作法完成施工，地王大廈采用半逆作法完成施工。由此看出不管是順作法還是逆作法均已被應(yīng)用于高層建筑的施工當(dāng)中。兩種施工技術(shù)也將會(huì)在未來的工程建設(shè)中發(fā)揮更大作用。

1 逆作法施工與順作法施工

經(jīng)濟(jì)與科技快速發(fā)展的過程中，逆作法與順作法的施工技術(shù)也均在不斷地更新發(fā)展。傳統(tǒng)的順作法施工中多數(shù)采用明挖順作法施工，僅少數(shù)在地質(zhì)條件允許的情況下采用淺埋暗挖法。在城市化建設(shè)過程中，很多項(xiàng)目處于繁華的都市鬧區(qū)。如果地質(zhì)條件不允許則不能使用淺埋暗挖法，如果要求不能交通的情況下完整施工則明挖順作法亦不能采用。于是，提出了蓋挖順作法這一新的工法。逆作法施工與順作法施工在思路上正好是一個(gè)相反的施工過程。早在20世紀(jì)90年代逆作法施工技術(shù)已被應(yīng)用于實(shí)際的工程項(xiàng)目中。逆作法施工目前的應(yīng)用當(dāng)中有的工程項(xiàng)目采用全逆作法，有的工程項(xiàng)目采用半逆作法，有的工程項(xiàng)目采用部分逆作法。由于該方法在城市化建設(shè)當(dāng)中能發(fā)揮較好的效益，故目前逆作法施工在實(shí)際當(dāng)中應(yīng)用得也越來越多。

1.1 順作法與逆作法的施工工藝

1.1.1 順作法施工

以四層的地下室為例描述順作法基本的施工程序?yàn)椋簣?chǎng)地平整，三通一平→深基坑支護(hù)及結(jié)構(gòu)樁施工→負(fù)一、二層土方施工→第一道水平支撐施工→負(fù)三層土方施工→第二道水平支撐及負(fù)四層土方施工→地下室底板、負(fù)三層板、第二道水平支撐拆除施工→負(fù)二層板、第一道水平支撐拆除、負(fù)一層板及頂板施工。

在以上的順作法施工程序中深基坑支護(hù)與水平支撐施工是施工過程中的關(guān)鍵技術(shù)之一。二者共同構(gòu)成了支護(hù)體系，完成了深基坑開挖過程中需解決的擋土、擋水、支撐三大技術(shù)問題。常用的擋土體系有鋼板樁、鋼筋混凝土板樁、深層水泥攪拌樁、鉆孔灌注樁、地下連續(xù)墻、土釘支護(hù)、錨桿支護(hù)。常用的擋水體系有深層水泥攪拌樁、旋噴樁、壓密注漿、地下連續(xù)墻、鎖口鋼板樁。常用的支撐體系有鋼管與型鋼內(nèi)支撐、鋼筋混凝土支撐、鋼與鋼筋混凝土組合支撐等。

1.1.2 逆作法施工

由于受施工場(chǎng)地及周邊環(huán)境影響較大，采用放坡及明挖順作施工受限時(shí)可以采用逆作法施工。逆作法即先施工地下結(jié)構(gòu)的地面部分，然后按順序由上往下逐層開挖土方、施工地下結(jié)構(gòu)直至施工到地下室底板為止。具體的施工程序仍以四層地下結(jié)構(gòu)的施工為例，圖1中顯示了逆作法的施工工藝流程。

圖1 逆作法施工工藝流程

在以上的施工過程當(dāng)中地下連續(xù)墻起到基坑圍護(hù)的作用，在有的設(shè)計(jì)當(dāng)中除了用地下連續(xù)墻充當(dāng)基坑圍護(hù)墻外也會(huì)用其充當(dāng)?shù)叵率彝鈮Γ磧蓧弦?。中間支撐樁或柱在地下結(jié)構(gòu)封底前起到支撐上部結(jié)構(gòu)自重和施工荷載的作用。而地下結(jié)構(gòu)中每一層樓板結(jié)構(gòu)的施工充當(dāng)了地下連續(xù)墻橫向支撐的角色。

1.1.3 順作法與逆作法施工的關(guān)鍵技術(shù)

（1）順作法在一次性開挖基坑的過程當(dāng)中主要存在的危險(xiǎn)問題有基坑坍塌滑坡、坑底隆起、支護(hù)側(cè)向位移、涌砂涌水等。因此，順作法在土方開挖的施工過程中關(guān)鍵技術(shù)主要有以下幾點(diǎn)：

①在地質(zhì)條件及周邊環(huán)境不允許放坡的情況下深基坑支護(hù)與其水平支撐的設(shè)置成為基坑開挖過程中的關(guān)鍵技術(shù)之一。因?yàn)樵撽P(guān)鍵技術(shù)可以預(yù)防基坑坍塌滑坡事故的發(fā)生。②順作法深基坑開挖過程中僅僅做好基坑支護(hù)和水平支撐是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，因?yàn)樵谏罨娱_挖過程中會(huì)遇到地下水的影響，該因素對(duì)基坑影響較大，不容忽視，故基坑開挖過程中必須做好降水、排水工作。③水平支撐的拆除。對(duì)于水平支撐的拆除需由專業(yè)的設(shè)計(jì)單位提供拆除順序及專項(xiàng)方案，不能隨意拆除以免引起基坑塌方事故。

（2）逆作法采用支護(hù)結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)相結(jié)合的方式，自上而下交替挖土和施工地下結(jié)構(gòu)。其關(guān)鍵的施工技術(shù)有以下幾方面：

①在逆作地下結(jié)構(gòu)的過程中，如果采用一柱一樁作為地下結(jié)構(gòu)柱，其施工過程中必須將“一柱一樁”的垂直度嚴(yán)格控制在允許的范圍內(nèi)。②逆作法施工中對(duì)于土方開挖技術(shù)必須要選好取土口位置、挖土機(jī)械，做好土方的開挖與外運(yùn)工作以便為施工現(xiàn)場(chǎng)提供足夠的場(chǎng)地空間。③逆作施工中因需在相對(duì)封閉的環(huán)境施工作業(yè)，因此必須采取措施解決施工環(huán)境中的通風(fēng)和照明問題，以確保工人安全作業(yè)。④逆作水平結(jié)構(gòu)及豎向結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)。逆作水平結(jié)構(gòu)主要是地下結(jié)構(gòu)的樓板結(jié)構(gòu)體系。其除了擔(dān)當(dāng)結(jié)構(gòu)樓板外還可以充當(dāng)基坑的永久水平支撐。豎向結(jié)構(gòu)主要包括中間支撐柱、剪力墻等的施工。

1.2 順作法施工與逆作法施工的特點(diǎn)

1.2.1 順作法施工的特點(diǎn)

順作法施工具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）基坑順作法施工工藝成熟，支護(hù)結(jié)構(gòu)體系與主體結(jié)構(gòu)相對(duì)獨(dú)立，設(shè)計(jì)、施工均比較便捷;對(duì)施工單位管理水平和技術(shù)水平要求較低，施工單位選擇面廣;（2）基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和主體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)關(guān)聯(lián)度較低，受主體設(shè)計(jì)進(jìn)度約束小，基坑工程有條件盡早開工。

順作法除了以上優(yōu)點(diǎn)外也存在一些缺陷，明挖順作法基坑開挖過程中及開挖后均對(duì)周邊環(huán)境影響較大?；娱_挖時(shí)設(shè)置的支護(hù)結(jié)構(gòu)體系均為臨時(shí)支撐，在結(jié)構(gòu)體系完成后還需將其拆除。

1.2.2 逆作法施工的特點(diǎn)

逆作法施工的特點(diǎn)中可以對(duì)順作法起到互補(bǔ)作用。其優(yōu)點(diǎn)如下：

（1）基坑中設(shè)置的水平支撐用結(jié)構(gòu)本身代替，這樣可以大量減少臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)的使用，從而節(jié)約資源，節(jié)省成本，具有較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)性。（2）可以縮短施工的總工期。圖1顯示順作法施工時(shí)需先完成基礎(chǔ)部分的施工，再施工上部結(jié)構(gòu)。圖2顯示逆作法施工時(shí)上部結(jié)構(gòu)可以與地下結(jié)構(gòu)的施工平行作業(yè)，故逆作法明顯可以縮短施工工期。（3）逆作法施工基坑變形小，對(duì)周邊環(huán)境影響小。

圖2 順作法施工

圖3 逆作法施工

逆作法施工中存在的主要缺點(diǎn)有：（1）上部結(jié)構(gòu)與地下結(jié)構(gòu)平行施工時(shí)，上部結(jié)構(gòu)的施工進(jìn)度需控制好，必須嚴(yán)格遵守設(shè)計(jì)要求。（2）逆作法施工中受層高和結(jié)構(gòu)跨度的影響，機(jī)械開挖時(shí)操作空間受限，效率低下。（3）逆作法施工工人需在相對(duì)封閉的環(huán)境施工，因此作業(yè)環(huán)境較差。（4）逆作法施工中因施工中的荷載主要作用在導(dǎo)柱上，故對(duì)導(dǎo)柱的垂直度和承載力有較高要求，施工中控制垂直度和承載力有較大的困難。

2 結(jié)語

綜上所述，深基坑地下室施工既可以選用順作法施工也可以采用逆作法施工。兩種方法各有其優(yōu)缺點(diǎn)，兩種方案在實(shí)際當(dāng)中選用時(shí)需綜合考慮地質(zhì)條件、社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益等因素。在同等地質(zhì)條件下，如果為了縮短工期同時(shí)減小對(duì)周邊環(huán)境的影響，雖然采用明挖順作法無法實(shí)現(xiàn)，但是可以采用選用蓋挖順作法和逆作法施工達(dá)到要求。

工程建設(shè)迅速發(fā)展的過程中，高層和超高層建筑深基礎(chǔ)順作法施工技術(shù)會(huì)被不斷地創(chuàng)新，逆作法這種相對(duì)新穎的施工技術(shù)在現(xiàn)實(shí)中也會(huì)不斷推廣應(yīng)用。雖然逆作法施工中仍有差異沉降施工控制，導(dǎo)柱垂直度控制，土方開挖方法改進(jìn)等問題需解決，但是其總體的發(fā)展趨勢(shì)仍需關(guān)注綠色、環(huán)保與可持續(xù)發(fā)展。

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