“半逆作法”在深基坑工程中的施工設(shè)計(jì)及具體應(yīng)用

鄭衛(wèi)國

（廣西啟元建筑設(shè)計(jì)有限公司 廣西柳州 545000）

“半逆作法”在深基坑工程中的施工設(shè)計(jì)及具體應(yīng)用

鄭衛(wèi)國

（廣西啟元建筑設(shè)計(jì)有限公司 廣西柳州 545000）

在我國城市經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的情況下，高層建筑數(shù)量增加的同時施工難度也隨之增加。半逆作法是建筑深基坑工程施工中非常重要的環(huán)節(jié)，在深基坑中采用半逆作法，不僅可以提升地下工程的安全性，還可以縮短工期、節(jié)約造價，是實(shí)現(xiàn)我國建筑行業(yè)快速發(fā)展的必要前提。本文主要對深基坑工程中半逆作法施工技術(shù)原理進(jìn)行詳細(xì)介紹，并在此基礎(chǔ)上對某深基坑工程的實(shí)際情況實(shí)例進(jìn)行分析，以便提升我國建筑行業(yè)的質(zhì)量及發(fā)展速度。

半逆作法；深基坑；工程施工；設(shè)計(jì)應(yīng)用

隨著人們生活水平的不斷提升，人們對于高層建筑的質(zhì)量也越來越重視，這就對高層建筑的地下室和地下結(jié)構(gòu)大規(guī)模的建設(shè)，以及深基坑開挖支護(hù)技術(shù)提出了更高一步的標(biāo)準(zhǔn)與要求。由于深基坑的工程項(xiàng)目一般都集中的市區(qū)，施工場地比較狹小，同時施工條件也比較復(fù)雜，為確保施工過程的正常進(jìn)行，降低基坑開挖對周邊地下管、建筑物等帶來影響，一般都采用半逆作法來進(jìn)行基坑的開挖，這是由于此方法不僅在技術(shù)上可靠、安全，而且還可大幅度降低企業(yè)的成本支出。

1 深基坑半逆作法施工技術(shù)概況

1.1 半逆作法施工的基本原理

由于深基坑工程在建筑物地面以下，因此所采用的半逆作法的工藝和常規(guī)的施工方法不同。一般情況下，半逆作法的施工順序都采用以下程序：

（1）沿地下室地下結(jié)構(gòu)的外圍或外墻進(jìn)行施工，同時在建筑物的中間部位澆筑或打下中間支撐住，以此來承擔(dān)上部結(jié)構(gòu)的自重和施工荷載。

（2）完成以上工程后，開始挖土，當(dāng)高度達(dá)到地下結(jié)構(gòu)層的板底標(biāo)高相應(yīng)的位置時，便可澆筑地下層的頂板。

（3）在地面一層的樓面結(jié)構(gòu)完成之后，可以在此基礎(chǔ)上向上施工，這樣可有效縮短施工工期[1]。

1.2 半逆作法的施工優(yōu)勢

深基坑半逆作法的優(yōu)勢主要表現(xiàn)在以下三點(diǎn)：

（1）可確保施工現(xiàn)場傍邊建筑物的安全。半逆作法中的每層樓板可以連續(xù)支撐地下的連續(xù)墻，結(jié)構(gòu)的變形會縮小，深基坑主體結(jié)構(gòu)的施工過程省去排水，這樣便使得連續(xù)墻外的土體不會受到任何干擾，且在地下室土方開挖時，不會對旁邊建筑的地基沉降產(chǎn)生影響。

（2）半逆作法的施工可加大場地使用面積，縮短施工工期。等分界層的樓板位置澆筑后，便可將分界層的樓面作為是工程地，這樣既可向上施工也可向下施工。此外，逆作法可以加快建筑物地面的顯現(xiàn)時間，縮短施工工期。

（3）半逆作法可有效將臨時的擋土結(jié)構(gòu)與永久的結(jié)構(gòu)相結(jié)合。地下連續(xù)墻在施工過程中可以起到擋土、圍護(hù)、承重的作用，整個地下室各層相應(yīng)的樓板、連續(xù)墻可以連在一起形成整體。同時在深基坑相應(yīng)的支護(hù)與主體工程間施工空間不用進(jìn)行土方開挖，這樣土體的變形減少，受力就會比較可靠[2]。

（4）在城市建筑物稠密的地區(qū)以及水位較高的地區(qū)，采用半逆作法，能有效避免由于施工降水而引起的地面沉降及相鄰建筑物的沉降。此外，由于采用連續(xù)墻作為地下圍護(hù)及結(jié)構(gòu)外墻，正施工過程中以平衡土體來確定地下連續(xù)強(qiáng)的穩(wěn)定。逆施工過程中以結(jié)構(gòu)層作為內(nèi)支撐，可有效降低工程造價。同時，半逆作法施工工藝不受土質(zhì)條件限制。

2 工程實(shí)例

柳州某住宅小區(qū)深基坑進(jìn)行大開挖地下室時，當(dāng)開挖到-10m深度時，臨近基坑邊約8m處原有住宅小區(qū)局部地段樓房出現(xiàn)裂縫，臨近基坑邊與原來樓房的道路出現(xiàn)貫通性裂縫，樓房裂縫最大處達(dá)12mm，地面裂縫最大處達(dá)25mm，且裂縫的發(fā)展隨著降雨的持續(xù)而加劇。此部分的支護(hù)方案為支護(hù)樁加預(yù)應(yīng)力錨索，分別于樁頂、樁中共設(shè)置了3道預(yù)應(yīng)力錨索。

3 樓房裂縫產(chǎn)生原因及基坑支護(hù)處理方案的選擇

3.1 樓房裂縫產(chǎn)生原因

樓房裂縫產(chǎn)生原因主要為以下幾點(diǎn)：①支護(hù)樁采用人工挖孔樁，樁端由于涌水量大施工難度大，較多樁未達(dá)到設(shè)計(jì)要求的嵌固深度時就進(jìn)行澆筑；②預(yù)應(yīng)力錨索錨固長度沒有達(dá)到設(shè)計(jì)要求；③支護(hù)設(shè)置的泄水孔被堵，未見水從泄水孔滲漏；④位于雨季進(jìn)行大開挖，持續(xù)連日大雨，地面排水不暢，地面未進(jìn)行有效的硬化，大量雨水通過地面往下滲漏。⑤未嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測，監(jiān)測反饋不及時。

3.2 基坑支護(hù)處理方案的選擇

針對出現(xiàn)的問題，為了避免裂縫進(jìn)一步發(fā)展，對此段的排樁段實(shí)施填土反壓，并采用逆作法施工。具體施工方法為：

（1）排樁樁腳堆土反壓至-3.00m標(biāo)高反壓材料采用混合碎石渣，盡量采用鉤機(jī)分層輾壓或采用抓斗夯實(shí)，要求頂寬5.0m，底部寬12.0m，形成對排樁的有效反壓。

（2）靠近原有住宅地段的排樁在冠梁與第一道腰梁、第一、二道腰梁間打兩排泄水孔；將以上三棟樓靠近基坑側(cè)的所有下水道的蓋板掀開，檢查是否有開裂現(xiàn)象，有開裂的需要注漿。

（3）靠近原有住宅地段采用逆作法施工。具體實(shí)施方法為：在臨近住宅地段回填反壓土區(qū)域進(jìn)行逆作，未反壓土區(qū)域采用順作。具體做法如圖1所示。

圖1 采用逆作法施工圖

4 深基坑半逆作法施工技術(shù)

4.1 半逆作法支撐樁施工

半逆作法支撐樁不僅是工程施工的臨時支撐，同時也是今后主體的結(jié)構(gòu)柱，而且在逆作法中承受地下、地上樓層結(jié)構(gòu)自重和全部施工荷載。本工程的逆作區(qū)間采用樁徑800mm的人工挖孔擴(kuò)底樁，支撐樁采用端承樁的方式，樁端落于硬塑狀紅粘土層，樁設(shè)計(jì)時僅考慮一層～負(fù)二層的施工活載及結(jié)構(gòu)的自重荷載，支撐樁（柱）根據(jù)反壓土面標(biāo)高分別施工至一層及負(fù)一層處。此外，在進(jìn)行施工時，應(yīng)對基樁的承載力以及沉降做充分的運(yùn)算，以便確保逆、正施工時變形一致[4]。

4.2 土方開挖及水平支撐體系的施工

土方開挖采用兩步三次的模式進(jìn)行，分別建立三道水平支撐體系，使支護(hù)樁的位移得到有效的控制為進(jìn)一步施工地下室側(cè)壁做準(zhǔn)備。第一步：一層梁板混凝土澆筑完成且混凝土強(qiáng)度達(dá)到拆模強(qiáng)度以后，開挖逆作部分平衡土體，土體由順作區(qū)域往逆作區(qū)域連續(xù)挖土至至-5.9m標(biāo)高；第二步：負(fù)一層梁板混凝土澆筑完成且混凝土強(qiáng)度達(dá)到拆模強(qiáng)度以后挖至-9.9m標(biāo)高，在進(jìn)行地二步時，應(yīng)注意保留平衡土體，每間隔2～4個柱距為一施工區(qū)間，避免大面積的開挖使原有反壓土卸荷加劇支護(hù)樁位移增大，同時坡角應(yīng)與設(shè)計(jì)要求相符合。第三次采用人工開挖至基礎(chǔ)標(biāo)高，施工防水板及基礎(chǔ)，則第三道水平支撐體系完成。每施工一道水平支撐時，與支護(hù)樁連接處采用植筋做牛腿的方式作為臨時的支撐系統(tǒng)，待所有水平支撐完成后，臨近支護(hù)樁附近的土體可大面積開挖，施工地下室外側(cè)壁與原有的水平支撐形成整體的抗側(cè)力體系及結(jié)構(gòu)體系。

5 半逆作法施工安全措施

5.1 挖土過程的安全控制

基坑挖土施工對整體穩(wěn)定性和變形都有很大的影響，因此深基坑挖土方案應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，在進(jìn)行開挖時，一般從中間向四周分層開挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高。在任何情況下，都不能出現(xiàn)無序挖土和超標(biāo)挖土的情況出現(xiàn)，并且挖土機(jī)不得觸碰涼拌及支撐結(jié)構(gòu)，在條件允許的情況下可適時卸土，減少作用在墻上的土壓力。

5.2 施工過程監(jiān)測

采用半逆作法施工，是利用逆作澆注的地下室梁板結(jié)構(gòu)作為四周地下連續(xù)墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)部支撐。因此對支護(hù)結(jié)構(gòu)除了認(rèn)真設(shè)計(jì)計(jì)算和嚴(yán)密施工組織外，還應(yīng)進(jìn)行多種有效的檢測手段進(jìn)行信息化施工，此為基坑開挖和基坑降水階段安全管理的重要措施。

綜上所述，隨著建筑施工技術(shù)的大力發(fā)展，半逆作法施工技術(shù)在高層建筑中的應(yīng)用也越來越完善。在施工現(xiàn)場條件比較復(fù)雜、環(huán)境干擾因素多、施工難度大的高層建筑中，采用半逆作法施工技術(shù)可產(chǎn)生了很好的社會效益，因?yàn)榘肽孀鞣ㄔ谧冃慰刂?、可持續(xù)發(fā)展等方面具有諸多優(yōu)點(diǎn)。通過工程實(shí)例可知，半逆作法不僅可有效減少施工工期，還可大幅度減少工程造價，同時還能應(yīng)用于基坑質(zhì)量事故處理中，也是保證深基坑開挖安全的一種方法。

[1]胡建軍，田建波.高層建筑地下室逆作法施工技術(shù)探討[J].廣東建材，2012，23（14）：12～14.

[2]王衛(wèi)東，翁其平，胡玉銀.新型逆作法結(jié)構(gòu)形式的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].國防交通與技術(shù)，2012，22（34）：23～25.

[3]翁華為，許可，華錦耀.上斜撐半逆作法支護(hù)施工技術(shù)[J].浙江建筑，2013，22（31）：26～29.

[4]李斌，彭華.半逆作法施工在某大型基坑工程中的應(yīng)用[J].低溫建筑技術(shù)，2012，33（6）：6～10.

[5]徐軍.集合順做與逆作優(yōu)點(diǎn)的半逆作法工藝設(shè)計(jì)及施工探索[J].建筑施工，2012，4（18）：21～25.

TU753.8

A

1673-0038（2015）24-0125-02

2015-5-23

鄭衛(wèi)國（1978-），男，工程師，國家一級注冊結(jié)構(gòu)工程師，本科，主要從事民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、地基基礎(chǔ)工程及地基處理、支坑支護(hù)及地下空間建設(shè)技術(shù)等方面的研究。