淺談高層建筑工程中逆作法施工技術(shù)的應(yīng)用

■趙慧勇 ■濟(jì)源市建設(shè)集團(tuán)有限公司，河南 濟(jì)源 459003

1 逆作法施工技術(shù)的原理

逆作法是指順著建筑物地下軸線、附近施工地下連續(xù)墻及其他支護(hù)結(jié)構(gòu)，在建筑物內(nèi)部相關(guān)部位進(jìn)行澆筑施工，或?qū)⒅虚g支承樁、柱打入，并在底板封底前對(duì)上部結(jié)構(gòu)自重與施工荷載加以承受的支撐。隨后對(duì)地面一層梁板樓面結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工，實(shí)現(xiàn)地下連續(xù)墻剛度支撐最大化。同時(shí)逐層向下開挖土方，并對(duì)各層地下結(jié)構(gòu)進(jìn)行澆筑施工，最終進(jìn)行底板封底施工。在完成地面一層樓面結(jié)構(gòu)施工后，可以為上部結(jié)構(gòu)提供施工條件，因此可以上、下同時(shí)進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)施工。

2 逆作法的分類

選用逆作法作為高層建筑深基坑支護(hù)的重要方式，可以通過地面以下各層地下室由上到下進(jìn)行施工，并利用地下結(jié)構(gòu)本身作用對(duì)基坑產(chǎn)生支護(hù)，進(jìn)而確?；油练介_挖施工的順利進(jìn)行。同時(shí)，通過地下室各層鋼筋混凝土樓板的水平剛度與抗壓強(qiáng)度，將每層樓板作為基坑圍護(hù)樁的水平支撐點(diǎn)，坑壁圍護(hù)樁的不利影響則可通過基坑外的各種土壓力進(jìn)行消除。基于此，通常都會(huì)對(duì)樓板先進(jìn)行施工，再對(duì)樓板下方進(jìn)行土方開挖施工。目前常用的逆作法主要包括以下幾種:

(1)全逆作法。四周圍護(hù)結(jié)構(gòu)可通過地下各層鋼筋混凝土肋形樓板形成水平支撐。

(2)半逆作法。圍護(hù)結(jié)構(gòu)框格式水平支撐的形成可通過地下每層鋼筋混凝土肋形樓板內(nèi)先澆筑的交叉格形肋梁形成，二次澆筑肋形樓板作業(yè)必須在完成土方開挖施工后進(jìn)行。

(3)部分逆作法。附近圍護(hù)結(jié)構(gòu)水平抵擋可通過基坑附近存留的部分土方形成，并能對(duì)側(cè)向土出現(xiàn)的位移情況進(jìn)行消除。根據(jù)正作法施工原理進(jìn)行基坑中部施工，逆作法可以應(yīng)用于基坑附近。

3 逆作法施工技術(shù)在高層建筑工程中的應(yīng)用要點(diǎn)

3.1 地下連續(xù)墻技術(shù)的施工工藝

在高層建筑工程施工中，逆作法技術(shù)的餓應(yīng)用是要求在建筑物地下結(jié)構(gòu)施工中充分考慮其施工要點(diǎn)。通常情況下，地下連續(xù)墻主要對(duì)地下室結(jié)構(gòu)外墻水土荷載進(jìn)行承擔(dān)，并在高層建筑逆作法施工中發(fā)揮著關(guān)鍵性作用。在實(shí)際施工中，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注以下幾點(diǎn):首先，修筑導(dǎo)墻。在建筑工程導(dǎo)墻施工中，現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是其關(guān)鍵的技術(shù)要點(diǎn)，并能進(jìn)行多次的重復(fù)應(yīng)用，一般控制導(dǎo)墻深度為1～2m，且高于地面1m左右即可，厚度控制在15～20cm 以內(nèi)，通常情況下，地下室結(jié)構(gòu)外墻主要承擔(dān)的是水土荷載所產(chǎn)生的水平力，在高層建筑逆作法施工中，該環(huán)節(jié)需重點(diǎn)關(guān)注。其次，開挖深槽，在對(duì)地下連續(xù)墻進(jìn)行施工的過程中，關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)則是挖槽。一般在地下連續(xù)墻施工周期內(nèi)，有一半的時(shí)間是進(jìn)行挖槽施工的，在施工過程中必須控制好施工工期，同時(shí)還應(yīng)注重挖槽施工的精度溫度，特別是土層的穩(wěn)定度。若當(dāng)土層出現(xiàn)不穩(wěn)定問題時(shí)，應(yīng)將單元槽長(zhǎng)度縮短，在挖槽施工結(jié)束之后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行澆筑混凝土施工，其目的是為了縮短工期，最大限度地降低倒塌問題得產(chǎn)生。

3.2 土方開挖技術(shù)的施工要點(diǎn)

在高層建筑施工中最重要的一項(xiàng)環(huán)節(jié)則是土方開挖。土方開挖的施工工序主要包括:破碎、松動(dòng)、挖裝和運(yùn)輸出渣等。在逆作法施工過程中，地下室的各板、梁等結(jié)構(gòu)支撐基坑周圍立體結(jié)構(gòu)，同時(shí)箱型結(jié)構(gòu)是地下室結(jié)構(gòu)的表現(xiàn)。當(dāng)?shù)叵率覍?duì)土體壓力進(jìn)行承受時(shí)，結(jié)合各部分所占剛度合理確定承受力的分配，通常情況下，正摩擦力、自重、負(fù)摩阻力、樁端阻力以及上部外荷載等是樁身承受荷載的關(guān)鍵。在所有荷載的共同作用下，會(huì)出現(xiàn)沉降變形、樁體抬升等問題。當(dāng)?shù)刭|(zhì)結(jié)構(gòu)相同，在土體壓力承受方面，與順作法支護(hù)系統(tǒng)相比，逆作法施工壓力會(huì)相對(duì)較小，此時(shí)需準(zhǔn)確計(jì)算出中間支撐柱的抬升和沉降數(shù)值。在高層建筑工程施工中，對(duì)比警報(bào)值，若相鄰柱逐漸由較大沉降差，應(yīng)將上部結(jié)構(gòu)施工停止，并不斷使開挖速度加快，同時(shí)在部分施工階段，需要適當(dāng)放慢開挖、加固及注漿施工的速度。土方開挖施工應(yīng)重視的是空間效應(yīng)，特別是對(duì)開挖長(zhǎng)度、深度及寬度的有效控制，精確計(jì)算出影響系數(shù)和范圍，并注重時(shí)間效應(yīng)。

3.3 沉降差施工的施工工藝

逆作法技術(shù)在高層建筑工程施工中的應(yīng)用必須對(duì)沉降差問題進(jìn)行關(guān)注。在建筑施工中，插入一圈地下連續(xù)墻，在基坑開挖應(yīng)力釋放和上部荷載的共同作用下，連續(xù)墻會(huì)有抬升及沉降情況出現(xiàn)，若沉降較大時(shí)，會(huì)對(duì)建筑物結(jié)構(gòu)的安全性造成直接影響。一般沉降差應(yīng)控制在小于20mm，若超過警報(bào)值時(shí)，必須停止高層建筑上的施工作業(yè)，在局部節(jié)點(diǎn)位置開展加強(qiáng)壓重，也可選用開挖速度放慢或局部加快的方法。一般為了將基坑開挖出現(xiàn)的立柱樁抬升問題得到解決，可運(yùn)用降低樁上部摩阻力的方法。例如:運(yùn)用增設(shè)職稱或預(yù)加壓力等方式進(jìn)行加固，有效降低坑底隆起所產(chǎn)生的沉降問題，立柱樁承載力的加大可以使沉降差有效降低，例如:增大樁徑、樁底注漿以及選用高承載力樁端等。

3.4 節(jié)點(diǎn)施工技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)

節(jié)點(diǎn)是位于地下水平支撐和垂直支撐體系的交匯位置。對(duì)比其他施工方法，逆作法存在較大的不同之處，在這種情況下，與正常施工的節(jié)點(diǎn)作業(yè)相比，地下室結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)施工中逆作法的應(yīng)用較為不同。逆作法施工的施工順序是自上而下的，在逆作法結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的過程中，必須符合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范，最大限度地滿足施工中荷載條件要求，有效地將水平結(jié)構(gòu)和順作法施工豎向結(jié)構(gòu)得到處理，將板墻梁柱節(jié)點(diǎn)在剪力最小位置留置，處理節(jié)點(diǎn)的方式主要包括預(yù)埋剪力連接件施工法和預(yù)埋連接鋼板法兩種，預(yù)埋剪力連接件施工法具有良好的接頭抗剪性及施工便捷的特點(diǎn)，而預(yù)埋連接鋼板法的特點(diǎn)是較強(qiáng)的接頭受力、施工便捷，但要求有較高的電焊質(zhì)量，焊接量大且技術(shù)性較強(qiáng)，施工技術(shù)特點(diǎn)會(huì)對(duì)施工進(jìn)度造成直接影響。在實(shí)際施工中，必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)規(guī)范和具體施工狀況實(shí)施節(jié)點(diǎn)進(jìn)行操作。

4 高層建筑施工中逆作法技術(shù)的注意事項(xiàng)

4.1 鋼管柱與梁板的連接

在環(huán)梁節(jié)點(diǎn)的實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)在鋼管上先對(duì)抗剪環(huán)箍進(jìn)行焊接，并對(duì)其定位的精確性得到保障。當(dāng)?shù)叵率沂┕み^程中出現(xiàn)標(biāo)高位置改變的狀況時(shí)，會(huì)有較大的處理難度出現(xiàn)，大大增加了現(xiàn)場(chǎng)補(bǔ)焊環(huán)箍的操作難度，由于溫度過高會(huì)直接影響到管內(nèi)混凝土的受力性能，所以應(yīng)在實(shí)際操作中注重好各個(gè)施工工序。

4.2 鋼管柱吊裝垂直度的控制

由于逆作法施工過程中具有獨(dú)特的特工特性，因此在選用地下室豎向構(gòu)件時(shí)，應(yīng)運(yùn)用鋼管柱或格構(gòu)式鋼柱進(jìn)行作業(yè)。在對(duì)豎向構(gòu)件吊裝的過程中，最為重要的是對(duì)垂直度問題的控制。首先將鋼板樁頂標(biāo)高下方1m 位置作為定位點(diǎn)，設(shè)置三個(gè)定位鋼板調(diào)節(jié)螺栓，便于鋼板水平的調(diào)整，選用鋼筋進(jìn)行籠狀定位架的制作，并放置于鋼管柱中部，運(yùn)用井字形木架在地面上放置，根據(jù)相關(guān)施工經(jīng)驗(yàn)，該定位方式的運(yùn)用具有較高的精度，最大程度的滿足工程施工的要求。

5 結(jié)束語

工程施工難度隨著高層建筑規(guī)模的進(jìn)一步擴(kuò)大而得到提升。在現(xiàn)有高層建筑工程施工中，傳統(tǒng)的施工技術(shù)的應(yīng)用已無法滿足實(shí)際需求。因此逆作法在高層建筑施工中的餓應(yīng)用能夠?qū)⒃搯栴}得到有效改善。在該基礎(chǔ)上，施工單位必須對(duì)逆作法施工的技術(shù)要點(diǎn)及施工要求進(jìn)行重點(diǎn)掌握，只有這樣才能使建筑工程質(zhì)量得到有效提升，促進(jìn)企業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

［1］郭曉梅.建筑施工新技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展前景［J］;中國(guó)城市經(jīng)濟(jì)，2011(12).

［2］鐘華龍.淺析逆作法設(shè)計(jì)施工關(guān)鍵技術(shù)［J］.科技資訊，2009(8).

［3］王立明.試論建筑工程中逆作法施工技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用［J］.廣西城鎮(zhèn)建設(shè)，2010(9).

［4］謝小松.大型深基坑逆作法施工關(guān)鍵技術(shù)研究及結(jié)構(gòu)分析［D］.同濟(jì)大學(xué)，2007 年.

［5］白碧波，余林森.逆筑法施工技術(shù)在地下工程中的應(yīng)用探析［J］.山西建筑，2009(05).

［6］蔣利學(xué).逆作法施工基坑對(duì)周圍建筑沉降影響的工程實(shí)例分析［J］.建筑結(jié)構(gòu)，2005(07).