建筑工程逆作法施工技術(shù)的有效應(yīng)用

馮曉兵

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，施工技術(shù)的不斷改進(jìn)，傳統(tǒng)的順作法建設(shè)地下工程浮現(xiàn)出了許多問題，逆作法施工應(yīng)運(yùn)而生，并得到了快速的發(fā)展，同時(shí)也取得了較好的實(shí)踐成果，成為了現(xiàn)階段廣泛應(yīng)用的地下結(jié)構(gòu)工程的施工方式。該文首先介紹了逆作法在建筑工程施工中的優(yōu)劣性，最后重點(diǎn)介紹了建筑工程逆作法施工技術(shù)的關(guān)鍵與施工質(zhì)量控制的方式來(lái)確保逆作法的有效應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：建筑工程 逆作法 施工技術(shù) 有效 應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TU97 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2016）11（c）-0037-03

傳統(tǒng)的順作法建設(shè)地下工程浮現(xiàn)出了許多問題，逆作法施工應(yīng)運(yùn)而生，并得到了快速的發(fā)展，同時(shí)也取得了較好的實(shí)踐成果，成為了現(xiàn)階段廣泛應(yīng)用的地下結(jié)構(gòu)工程的施工方式。該文主要介紹了建筑工程逆作法施工技術(shù)的關(guān)鍵與施工質(zhì)量控制的方式來(lái)確保逆作法的有效應(yīng)用。

1 逆作法施工的優(yōu)點(diǎn)與局限性

逆作法施工可以分為3個(gè)部分：第一個(gè)部分的工作是完成地下支撐機(jī)構(gòu)，通常根據(jù)建筑物的實(shí)際情況，在地下室部分構(gòu)筑支護(hù)結(jié)構(gòu)，并且對(duì)于關(guān)鍵支撐樁進(jìn)行澆筑。第二個(gè)部分的工作則是構(gòu)筑地面與地下的連接樓面，一方面加大地下支出結(jié)構(gòu)的剛度；另一方面則是為上部施工提供一定的施工環(huán)境，從而緩解地下施工面臨的施工空間不足的問題。第三個(gè)部分則是地下與地上分項(xiàng)工程的同步施工，雙向施工能夠快速的縮短工期。

1.1 逆作法施工的優(yōu)點(diǎn)

經(jīng)過大量的工程實(shí)踐，逆作法施工已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于城市地鐵、隧道、高層建筑、地下室等建筑工程當(dāng)中，與傳統(tǒng)的順作法施工相比較，它具有以下幾個(gè)技術(shù)施工優(yōu)點(diǎn)。

1.1.1 工期短

順作法施工往往是按照空間結(jié)構(gòu)的順序進(jìn)行交接施工的，一旦某一個(gè)工序施工進(jìn)度沒有達(dá)到要求，就會(huì)影響后一工序的施工時(shí)間，造成施工工期的延長(zhǎng)。而逆作法施工則可以實(shí)現(xiàn)基坑施工上部空間和下部空間結(jié)構(gòu)的平行搭接，實(shí)現(xiàn)同步施工，同時(shí)上部空間搭建的結(jié)構(gòu)將作為建筑物的支撐性結(jié)構(gòu)，而不是臨時(shí)支撐，避免了拆除所帶來(lái)的材料浪費(fèi)、工序繁雜，還起到了縮短工期的作用。

1.1.2 造價(jià)低

在施工設(shè)計(jì)方面，逆作法施工通過“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)，同時(shí)還省去了對(duì)臨時(shí)結(jié)構(gòu)拆除的人力，也降低了廢棄物的治理費(fèi)用，從多方面降低了建設(shè)過程中的各項(xiàng)費(fèi)用，在一定程度上降低了工程造價(jià)。此外，采用逆作法施工，地下連續(xù)墻的復(fù)合結(jié)構(gòu)能夠同時(shí)承受地下結(jié)構(gòu)和地上結(jié)構(gòu)的荷載，形成“兩墻合一”，減少了地下室外墻工程量，并且讓建筑材料得到了最充分利用。逆作法利用自身結(jié)構(gòu)形成支撐結(jié)構(gòu)，還能利用地下圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)省土方填方工程量及費(fèi)用，降低了工程成本。

1.1.3 優(yōu)化施工現(xiàn)場(chǎng)

對(duì)于一些地質(zhì)特殊的基坑施工現(xiàn)場(chǎng)而言，采用傳統(tǒng)的基坑支護(hù)順作法施工，往往會(huì)面臨施工場(chǎng)地狹窄、施工困難的問題，而采用逆作法施工，采用上部與下部的平行施工，施工頂板可以優(yōu)先施工，不影響工程施工進(jìn)度的條件下，不僅能夠利用頂板來(lái)優(yōu)化地下工程量的施工現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)行有序的布置和規(guī)劃，同時(shí)還能夠?yàn)橄虏渴┕?chuàng)造一個(gè)封閉的建設(shè)環(huán)境，避免氣候因素對(duì)施工產(chǎn)生的影響。

1.1.4 充分利用城市地下空間

常規(guī)的基坑支護(hù)施工，往往需要在基坑外留出足夠的施工操作空間，因此，地下室外墻往往會(huì)退至規(guī)劃線內(nèi)，從而無(wú)法充分利用工程規(guī)劃的地下空間。采用逆作法施工則能夠更充分地利用地下空間，甚至可在規(guī)劃紅線處放線，并在規(guī)劃紅線下構(gòu)筑地下圍護(hù)建筑結(jié)構(gòu)，并將其成為永久性地下室結(jié)構(gòu)外墻。

1.1.5 建筑結(jié)構(gòu)性能更加優(yōu)秀

現(xiàn)代城市建筑更加趨向于高層化、超高層化，對(duì)于地下空間的利用形式也更加的廣泛，多層地下結(jié)構(gòu)十分普遍。采用順作法在回填中難以確?；靥畹拿軐?shí)性，從而造成對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性以及其他結(jié)構(gòu)性能產(chǎn)生影響。采用逆作法施工，則能夠?qū)⒌叵聡o(hù)結(jié)構(gòu)自然的與原有地質(zhì)土壤粘結(jié)，確保建筑結(jié)構(gòu)的垂直荷載能力，同時(shí)還能夠提升結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

1.2 逆作法施工的局限性

目前建筑行業(yè)內(nèi)對(duì)于逆作法施工已經(jīng)普遍認(rèn)可，但在國(guó)內(nèi)的施工時(shí)間中發(fā)現(xiàn)，逆作法施工仍舊存在一定的局限性。

第一，是對(duì)施工設(shè)計(jì)的要求較高，相較于傳統(tǒng)順作法的施工設(shè)計(jì)而言，采用逆作法施工，在設(shè)計(jì)初始，設(shè)計(jì)人員就必須要綜合考慮結(jié)構(gòu)體系的支撐維護(hù)系統(tǒng)以及永久結(jié)構(gòu)關(guān)系，對(duì)于工程各個(gè)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)也需要從多方面去考慮施工階段和試用階段的不同要求，在設(shè)計(jì)上存在較高難度。而對(duì)于我國(guó)大多數(shù)的中小型建設(shè)單位而言，需要花更多的資源投入到前期設(shè)計(jì)工作之中。

第二，是對(duì)施工單位的技術(shù)要求極高，對(duì)于施工單位來(lái)說，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)，例如：混凝土澆搗技術(shù)、垂直度調(diào)整技術(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。這些技術(shù)的實(shí)施往往更多的需要現(xiàn)場(chǎng)施工指導(dǎo)員具有豐富的逆作法施工經(jīng)驗(yàn)，并且能夠?qū)τ谑┕み^程中的相關(guān)問題及時(shí)地找到應(yīng)對(duì)措施。對(duì)于一些資歷尚淺、實(shí)踐較少的施工單位而言，他們因缺乏這樣高端人才，而在施工中極易出現(xiàn)質(zhì)量控制問題。

第三，是逆作法施工增加了更多的人工勞動(dòng)，逆作法施工往往會(huì)創(chuàng)造一個(gè)相對(duì)封閉的地下施工環(huán)境，雖然有效地緩解了地下施工場(chǎng)地狹窄的弊端，但封閉緩解往往也不利于大型施工機(jī)械的運(yùn)作，因此，大部分的工作都是由人力完成，增加了勞動(dòng)成本，同時(shí)施工精度、效率也受到了一定的局限。

2 建筑工程逆作法施工技術(shù)的有效應(yīng)用

2.1 逆作法施工關(guān)鍵技術(shù)

2.1.1 地下連續(xù)墻的施工關(guān)鍵技術(shù)

地下連續(xù)墻的施工關(guān)鍵主要包括4個(gè)部分：節(jié)點(diǎn)施工、導(dǎo)墻、平整度控制以及垂直度控制。

節(jié)點(diǎn)施工一般可以分為剛性接頭和柔性接頭兩種，一般按照實(shí)際工況而定。柔性接頭主要包括楔形接頭、波形管接頭、橡膠接頭等，這類由于其受自身抗剪、抗彎能力的局限性，因此此種接頭在地下連續(xù)墻作為主體結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用相對(duì)較少，只有當(dāng)結(jié)構(gòu)或者構(gòu)件不承受上部的垂直荷載或者承擔(dān)荷載較小時(shí)采用，同時(shí)還需采取一些構(gòu)造措施，如，設(shè)置壓頂梁、接頭處設(shè)置壁柱、底板內(nèi)設(shè)置底環(huán)梁等措施。相對(duì)而言，剛性接頭在實(shí)際工程中的應(yīng)用更廣，常見的接頭形式包括穿孔鋼板、鋼筋搭接、型鋼街頭等方式。剛性接頭的施工流程一般為：水平凹凸搭接—鋼筋籠衍生—預(yù)留搭接空間—施工槽段施工—鋼筋搭接—澆筑施工槽段混凝土。鋼筋搭接接頭構(gòu)造簡(jiǎn)圖如圖1所示。

導(dǎo)墻施工：在槽段開外墻，在連續(xù)墻兩側(cè)構(gòu)筑導(dǎo)墻，應(yīng)該確保導(dǎo)墻墻面應(yīng)該確保垂直，頂面必須要水平。

垂直控制：通常情況下作為此種類型的地下連續(xù)墻其垂直度需控制在1/300以內(nèi)，而對(duì)于超深基坑中的地下連續(xù)墻對(duì)成槽垂直度要求更加嚴(yán)格，需要控制在1/600之內(nèi)。在施工過程中，要加強(qiáng)對(duì)機(jī)械的精度調(diào)整，在成槽過程中，要加強(qiáng)對(duì)操作人員的技術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)規(guī)范，確保施工操作的規(guī)范性，同時(shí)在工藝設(shè)計(jì)方面，應(yīng)該按照工況的實(shí)際情況，決定挖槽的次序，操作過程中要密切關(guān)注槽壁的垂直度。

2.1.2 樁的施工關(guān)鍵技術(shù)

逆作法施工中，樁通常經(jīng)過結(jié)構(gòu)處理成為建筑物的結(jié)構(gòu)柱，承擔(dān)一部分荷載，根據(jù)樁的不同，其施工方法也有所不同。

人工挖孔樁的施工流程為：放線—定位樁—鋼筋綁扎—支模板澆筑混凝土護(hù)壁—安裝活動(dòng)井蓋、相關(guān)起重設(shè)施、照明設(shè)施—第二節(jié)樁身—持力層檢查—擴(kuò)底—清理現(xiàn)場(chǎng)—吊放鋼筋籠—澆筑樁身。在人工挖孔樁施工中，必須要考慮到施工安全，對(duì)于護(hù)壁的施工需要根據(jù)挖方土質(zhì)條件與現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境來(lái)制定合理的護(hù)壁措施。

鉆孔灌注樁的施工流程為：樁位放線—開挖—護(hù)筒埋設(shè)—孔位校正—成孔—清孔換漿—終孔驗(yàn)收—下鋼筋籠—澆筑水下混凝土—成樁。當(dāng)支承柱采用鉆孔灌注樁時(shí)，首先在地面成樁孔，之后提鉆注漿，然后提出鉆機(jī)，最后放入鋼筋籠及鋼立柱并澆筑混凝土。要求樁頂標(biāo)高以下混凝土強(qiáng)度必須滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求，因此，混凝土一般都有2 m以上的泛漿高度，可在基坑開挖過程中逐步鑿除。實(shí)施過程中，將樁身鋼筋籠和鋼立柱一起放入已完成的樁孔中，只有鋼立柱的位置和垂直度調(diào)整到設(shè)計(jì)要求后，再澆筑樁身混凝土。在允許的條件下，立柱樁可以是專門加打的鉆孔灌注樁，但應(yīng)盡可能地利用工程樁以降低臨時(shí)支撐體系的工程量，降低造價(jià)。

2.1.3 挖方施工關(guān)鍵技術(shù)

逆作法土方工程是影響整個(gè)工程進(jìn)度的關(guān)進(jìn)因素，在地下室結(jié)構(gòu)土方開挖過程中，大多數(shù)的土方開挖都是暗挖施工，一方面挖土施工環(huán)境較為復(fù)雜；另一方面在開挖過程中也極其容易造成圍護(hù)結(jié)構(gòu)與基坑土體產(chǎn)生變形，這些都會(huì)對(duì)開挖施工帶來(lái)較大困難。因此，逆作法施工首要解決問題就是要編制出科學(xué)合理的土方工程施工組織涉及，并在土方施工過程中做好安全措施和應(yīng)急方案。挖土施工的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)如下。

（1）在開挖形式的選擇上，不同的開挖形式的側(cè)重點(diǎn)往往有所不同，在逆作法施工開挖之前，首先要對(duì)基坑土方的現(xiàn)場(chǎng)做出全面的勘測(cè)工作，確定基坑的土壤條件等；其次，則是要根據(jù)建筑物的地下空間規(guī)劃，來(lái)合理的規(guī)劃各層分段，通常情況下，在地面樓板沒有施工之前，都采用明挖法施工。

（2）開挖方式的不同，施工效率也將會(huì)產(chǎn)生較大的影響，對(duì)整體工程施工經(jīng)濟(jì)效益會(huì)產(chǎn)生影響。經(jīng)濟(jì)性和施工進(jìn)度通常是開挖方式選擇的兩大考慮因素，對(duì)于面積較大的基坑，可以采用盆式開挖方式，即從基坑中部進(jìn)行明挖，不僅能夠有效地提升開挖的工作量和出土效率，還能夠起到一定的控制基坑變形的作用。對(duì)于挖土面凈空較大的基坑開挖，特別是當(dāng)基坑所緊鄰的坑底關(guān)系到鄰近建筑物時(shí)，則需要換一種方式來(lái)進(jìn)行開挖施工，一般采用中心島開挖方式，在基坑中部通過澆筑底板來(lái)構(gòu)造一個(gè)中心島，達(dá)到強(qiáng)度要求后，以這個(gè)中心島采取抽條開挖，并分條澆筑。

2.2 逆作法施工控制

2.2.1 技術(shù)控制

對(duì)于逆作法植筋技術(shù)的控制措施主要包括：位于樁內(nèi)的柱（墻）插筋，下部應(yīng)綁扎不少于3道定位箍筋（水平筋），并與樁豎向鋼筋焊牢。在塔吊吊裝范圍以外，底層柱鋼筋籠全部采用在地面進(jìn)行就位綁扎，集中時(shí)間用汽車吊吊裝下落到孔內(nèi)。逆作法部分樁鋼筋的接長(zhǎng)全部采用直螺紋機(jī)械連接。

開挖技術(shù)控制：在開挖過程中土方不穩(wěn)定，形不成土壁時(shí)，采用M5水泥砂漿砌頁(yè)巖磚做磚護(hù)壁或支竹木擋土板。地下室擋墻的底模應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況確定，若開挖后土層較軟，用腳手架鋼管作支撐有困難時(shí)，可建議甲方采用磚砌地模作底板的方法，澆筑本階擋墻后，將地模全部剔除。

2.2.2 管理控制

第一，是要保障現(xiàn)場(chǎng)施工的安全問題，做好施工人員的安全防護(hù)工作，施工前做好安全生產(chǎn)教育，施工中做好現(xiàn)場(chǎng)安全監(jiān)督管理，并且要對(duì)附近的建筑做出合理的隔離，保障附近的民眾的生活安全。

第二，是要考慮到施工過程的環(huán)境保護(hù)問題，應(yīng)該嚴(yán)格管理施工廢料，進(jìn)行統(tǒng)一的回收與銷毀處理，避免對(duì)施工地附近的環(huán)境造成污染。

第三，是要加強(qiáng)施工檢測(cè)，按設(shè)計(jì)要求對(duì)每一個(gè)工況控制其變形和沉降值，尤其是控制地下連續(xù)墻與支承柱的不均勻沉降，防止由于差異沉降過大而產(chǎn)生樓板的拉裂。

3 結(jié)語(yǔ)

逆作法施工作為建筑施工中能夠有效地避免傳統(tǒng)地下施工的弊端，是進(jìn)一步地提升施工效益與質(zhì)量的新方法，對(duì)于推動(dòng)新時(shí)期的建筑施工有著重要的意義。因此，應(yīng)該更加積極深入的研究逆作施工技術(shù)，通過將理論與實(shí)踐緊密聯(lián)系，找出逆作施工技術(shù)存在的局限性，并進(jìn)一步完善、改進(jìn)，積極推廣，以期獲得更多的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

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