建筑施工逆作法施工技術(shù)探析

歐國(guó)原 毛祥華 柳大宇

（中建大閩臺(tái)建設(shè)發(fā)展有限公司， 福建 廈門 361026）

0 引言

隨著中國(guó)城市化進(jìn)程的加快，越來越多的人涌入城市，城市中有限的居住空間使城市的居住環(huán)境越來越差。為了減輕這個(gè)問題，有必要對(duì)城市中的高層建筑進(jìn)行加固。在高層建筑中，基礎(chǔ)建設(shè)是一個(gè)非常重要的子項(xiàng)目，其成本約為項(xiàng)目總成本的三分之一。因此，您應(yīng)注意選擇基礎(chǔ)的方法選擇。自上而下的施工技術(shù)具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，可以最大限度地消除城市建設(shè)中的環(huán)境影響。由于這些優(yōu)點(diǎn)，自上而下的建筑技術(shù)被廣泛用于高層建筑的建造中，這進(jìn)一步促進(jìn)了我國(guó)建筑業(yè)的發(fā)展。

1 逆作法闡述

在高層建筑的建造中，基礎(chǔ)通常更為復(fù)雜。為了節(jié)省施工時(shí)間并減少對(duì)周圍環(huán)境的影響，地下結(jié)構(gòu)的施工應(yīng)采用非常規(guī)的施工技術(shù)。逆作法的施工技術(shù)是：首先在結(jié)構(gòu)的外層地下連續(xù)地建墻，然后在結(jié)構(gòu)中承重柱的軸向位置建造支撐柱，以形成地下承重結(jié)構(gòu)，然后進(jìn)行挖掘從上到下。在地下室中挖掘梁和樓板結(jié)構(gòu)，創(chuàng)建梁和樓板，在地下室中完成墻、柱、梁和樓板，然后依次構(gòu)建。在第一層的屋頂結(jié)構(gòu)達(dá)到強(qiáng)度后，還可以從下至上建造地面部分結(jié)構(gòu)，從而可以縮短施工時(shí)間并促進(jìn)進(jìn)度目標(biāo)的順利實(shí)現(xiàn)。在高層建筑施工中，根據(jù)施工技術(shù)的不同，可分為全逆作法施工，半逆作法施工，部分逆作法施工和分層逆作法施工。在高層建筑的建造中，通常采用逆作法可以同時(shí)在地下和地面上建造。這也是逆作法的主要優(yōu)點(diǎn)[1]。

2 逆作法施工的優(yōu)勢(shì)與特點(diǎn)

在高層建筑的建造中，逆作法經(jīng)常用于基坑支護(hù)的建造中，并且起著重要的作用。與其他施工技術(shù)相比逆作法的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：第一，高層建筑物基坑支護(hù)施工中，逆作法具有相對(duì)穩(wěn)定的建筑效果；其次逆作法可以在一定程度上減少施工量。具有良好經(jīng)濟(jì)效益的成本；最后逆作法可有效提高高層建筑施工支撐坑的施工效率，縮短工期。高層建筑逆作法的施工技術(shù)主要具有以下特點(diǎn)：

2.1 經(jīng)濟(jì)特點(diǎn)

在高層建筑施工過程中，逆作法施工主要是將基坑擋土墻和地下室外墻進(jìn)行不同程度的組合。有效地?cái)U(kuò)大了地下室的面積并降低了支撐結(jié)構(gòu)的成本。同時(shí)，在建造期間建造單獨(dú)的封閉墻的成本的情況下，可以防止缺少部分地板覆蓋物，并且可以科學(xué)有效地保證應(yīng)變結(jié)構(gòu)本身的穩(wěn)定性和合理性。另外，采用逆作法支撐高層建筑基坑，可以在一定程度上縮短工期，有效降低工程造價(jià)，并具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。

2.2 施工方面

采用自上而下的施工方法，能有效承受地下連續(xù)墻與土層之間的彎矩，水平剪力和豎向荷載。另外，在高層建筑施工中采用自頂向下的施工技術(shù)，可以有效解決樁柱側(cè)向變形的問題，從而也可以抑制地基平整和路面塌陷。逆向施工方法可以有效保證地面的平整度。因此，在高層建筑中使用自上而下的建筑可帶來良好的社會(huì)效益。③環(huán)境的有益性：在自上而下的施工過程中，經(jīng)常采用地下坑的形狀來防止對(duì)環(huán)境的破壞。同時(shí)，在澆筑地板表面的過程中，反向施工方法可以大大降低噪音。因此，高層建筑的逆向建筑方法可以帶來良好的環(huán)境效益[2]。

圖1 逆作法施工圖

3 逆作法施工的應(yīng)用

3.1 地下連續(xù)墻施工

在通過逆作法建造高層建筑的過程中，地下室外壁上的水和土壤負(fù)荷會(huì)產(chǎn)生一定的水平力，主要是由隔板墻承擔(dān)，因此有必要建造導(dǎo)墻。在導(dǎo)墻施工中，一般采用現(xiàn)有的混凝土結(jié)構(gòu)，有必要在充分結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際情況的基礎(chǔ)上綜合考慮表土地下水負(fù)荷等方面。通常導(dǎo)墻的深度應(yīng)控制在1m至2m之內(nèi)。施工期間必須控制高度，離地面至少一米。同時(shí)，壁厚應(yīng)控制在 15厘米至20厘米之間。注意內(nèi)壁平行于連續(xù)墻的地下軸線。在施工過程中，首先要在一定程度上平整施工現(xiàn)場(chǎng)，然后測(cè)量鉆孔和單元支架的孔。高層建筑施工完成后，拆除預(yù)設(shè)模板，搭建兩個(gè)支護(hù)避免導(dǎo)墻因擠壓效應(yīng)而變形，深挖溝是很重要的環(huán)節(jié)，通常建設(shè)時(shí)間比較長(zhǎng)，有必要在一定程度上控制建設(shè)周期。在開挖工作中，一方面必須控制鉆孔的精度，另一方面必須在一定程度上考慮不穩(wěn)定的土層，并應(yīng)有效縮短單元槽的長(zhǎng)度。開挖工作完成后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行混凝土澆筑。

3.2 節(jié)點(diǎn)施工

與通常的施工方法不同，逆作法施工工作是在地面上自上而下進(jìn)行的。在這種施工順序下，與通常的施工方法相比工作環(huán)境和施工條件發(fā)生了重大變化，因此應(yīng)特別注意迎風(fēng)處的結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)。在聯(lián)合設(shè)計(jì)過程中，一方面必須嚴(yán)格遵守有關(guān)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)規(guī)范，另一方面，有必要充分考慮施工條件的現(xiàn)實(shí)。在該項(xiàng)目過程中，應(yīng)綜合考慮連續(xù)地下墻來連接直接實(shí)心導(dǎo)體、底板底板大梁、中柱和底節(jié)點(diǎn)，以防止施工對(duì)橋墩的功能產(chǎn)生不利影響。另外建筑面積不應(yīng)太大。對(duì)于梁板結(jié)構(gòu)，通常有兩種接縫處理方法：第一，采用組合剪力導(dǎo)體結(jié)構(gòu)方法，該方法易于構(gòu)造并且具有良好的接縫抗剪力。其次采用埋鋼板法，對(duì)焊接質(zhì)量和焊接工藝要求較高。在實(shí)際施工中，有必要根據(jù)實(shí)際情況合理選擇施工方法。

3.3 土方開挖

在建造高層建筑的過程中，土方開挖是非常重要的建設(shè)環(huán)節(jié)。其程序主要包括拆卸、排渣，輸送等。在采用逆作法的施工技術(shù)時(shí)，底板、大梁和其他結(jié)構(gòu)起著水平支撐的主要作用，使地下室成為箱形結(jié)構(gòu)。在這種情況下，當(dāng)對(duì)地下室進(jìn)行一定程度的土壤壓實(shí)時(shí)，可以合理有效地分配力。通常樁體主要承受正向摩擦力、自重、負(fù)向摩擦力和阻力以及較高的外部載荷，并且當(dāng)載荷在這些載荷的共同作用下最終承受穩(wěn)定變形時(shí)，承受的壓力是集料相對(duì)較小，因此有必要準(zhǔn)確，有效地計(jì)算中間列的上升值和水準(zhǔn)。在施工過程中，相鄰立柱之間存在較大的水平差。如果水平差大于警告值，則除了及時(shí)停止上層建筑的施工以提高開挖速度外，實(shí)際上還需要加固和注入建筑的制漿工藝[3-6]。

圖2 土方開挖施工圖

3.4 地下室澆筑

總體混凝土施工中常見的質(zhì)量問題是混凝土裂縫。裂紋的原因更加復(fù)雜，并且受許多因素影響：外部負(fù)載、溫度和膨脹水平不均勻以及其他可能導(dǎo)致裂紋的因素。首先應(yīng)注意溫度控制并減少過熱。其次改善限制條件，合理地劃分裂縫，減少限制作用，縮小限制范圍。合適的材料被施加到與基礎(chǔ)的接觸表面上，墊層的表面致密且無光澤，將混凝土墊層的沙子填充物在樁周圍刮擦以減少限制。

3.5 施工測(cè)量

在自上而下的施工中，應(yīng)進(jìn)行施工測(cè)量和監(jiān)測(cè)，包括連續(xù)地下墻的樞軸定位、支撐柱定位、支撐柱垂直度，頂板控制和底板高度；監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括持續(xù)的地下監(jiān)測(cè)墻壁和支柱的傾斜偏移，確保了施工安全。

4 逆作法施工要點(diǎn)控制

4.1 施工前準(zhǔn)備

在正式實(shí)施基坑支護(hù)項(xiàng)目之前，需要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行一定程度的調(diào)查。通常，深基坑工程屬于整個(gè)建設(shè)工程的核心部分。因此，相關(guān)人員需要根據(jù)實(shí)際情況對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查，并在此基礎(chǔ)上確定地理環(huán)境，巖土層，地下水分布，周圍建筑條件等參數(shù)。詳細(xì)有效地記錄調(diào)查結(jié)果。這些以后的記錄在掃描過程中是深入的。如果實(shí)際情況與圖紙的設(shè)計(jì)方案相抵觸，應(yīng)及時(shí)報(bào)告，研究分析和及時(shí)修訂。只有做好施工準(zhǔn)備，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行有效的調(diào)查，并做好相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的備案，才能有效提高施工質(zhì)量。

4.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)非常重要，直接影響到工程的安全性和工程質(zhì)量。因此，支撐結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)非常重要。在設(shè)計(jì)中，應(yīng)特別注意擋土墻維護(hù)結(jié)構(gòu)，支撐結(jié)構(gòu)系統(tǒng)和基礎(chǔ)土層加固。這項(xiàng)工作必須與實(shí)際情況充分結(jié)合，并嚴(yán)格按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。另外，人員還應(yīng)根據(jù)施工圖的要求進(jìn)行支撐結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，并有效地結(jié)合測(cè)量結(jié)果，以確保整個(gè)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性和標(biāo)準(zhǔn)化，并為后續(xù)的施工提供科學(xué)有效的設(shè)計(jì)指導(dǎo)建造。

4.3 基坑開挖

在鉆基坑之前，必須對(duì)動(dòng)力設(shè)備和排水設(shè)施進(jìn)行有效的準(zhǔn)備，以確保順利，連續(xù)地進(jìn)行鉆探。在開挖過程中，有必要合理分配工作，最大限度地利用現(xiàn)有資源，提高施工效率。開挖的地面必須及時(shí)移動(dòng)，這可能會(huì)在一定程度上降低土的承載力。同時(shí)，搬運(yùn)車與基坑之間必須保持一定的安全距離，以確保施工安全。在建造支撐結(jié)構(gòu)時(shí)，有必要充分考慮項(xiàng)目的實(shí)際情況，選擇合適的支撐結(jié)構(gòu)，并在施工過程中注意施工工藝和相關(guān)的作業(yè)規(guī)范。

4.4 施工現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理

高層建筑的建造非常復(fù)雜，并具有一定程度的私密性。做好施工現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)督非常重要，這是施工安全的重要保證。在必要的施工階段，為了檢測(cè)施工現(xiàn)場(chǎng)的壓力和承載能力，必須安裝相應(yīng)的測(cè)試設(shè)備。一方面，有必要確保施工的安全性。另一方面，施工人員還可以根據(jù)檢查數(shù)據(jù)及時(shí)調(diào)整施工速度，以提高施工效率。監(jiān)事要充分發(fā)揮工作責(zé)任感，做好現(xiàn)場(chǎng)信息收集和施工人員管理工作，制定綜合計(jì)劃，確保施工安全，確保施工質(zhì)量。

4.5 垂直運(yùn)輸孔

由于逆作法施工是先在地下完成開挖和澆筑工作，因此在施工頂板時(shí)必須將孔保持在適當(dāng)?shù)奈恢靡苑奖氵M(jìn)入機(jī)械的出口和物料的運(yùn)輸。預(yù)留孔時(shí)，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)圖靈活處理，既不影響軸承結(jié)構(gòu)，也不影響后續(xù)施工效率?？椎拇笮∵€必須結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況。進(jìn)行調(diào)整，以確保后續(xù)工作的正常開展。

5 結(jié)語(yǔ)

如上所述，由于逆向法施工具有較高的經(jīng)濟(jì)效益，并且對(duì)周圍環(huán)境的影響較小，因此該技術(shù)已廣泛應(yīng)用于高層建筑地下結(jié)構(gòu)的施工中，以促進(jìn)其更好的應(yīng)用。逆向施工方法目前被廣泛應(yīng)用于中國(guó)的高層建筑。建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)的發(fā)展解決了逆向建筑施工法在高層建筑中的應(yīng)用中當(dāng)前存在的一些問題。在優(yōu)化和解決問題的同時(shí)，施工單位必須了解逆向施工技術(shù)的要點(diǎn)。逆向建筑方法在高層建筑中的應(yīng)用將進(jìn)一步促進(jìn)中國(guó)高層建筑業(yè)的發(fā)展。