逆作法施工技術(shù)在深基坑支護(hù)工程中的應(yīng)用研究

劉堅

中鼎國際工程有限責(zé)任公司 江西萍鄉(xiāng) 337000

隨著城市建設(shè)步伐的加快，特別是市區(qū)城中村的改造工程的日益增多，出現(xiàn)大量緊鄰已有建筑物的深基坑。此類基坑多為土方開挖無故坡條件，需垂直開挖的2-3層地下室，同時靠近市中心主要交通道路和建筑年代較久的建筑物，周邊管線眾多，建筑物基礎(chǔ)形式和埋深多難以查明，地質(zhì)條件復(fù)雜，深基坑開挖過程中對支護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移以及相鄰建筑物沉降變形控制要求高，這也是目前合肥地區(qū)基坑支護(hù)施工面臨的新情況與新要求。

1 概述

1.1 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)省施工時間并減少對周圍環(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間并促進(jìn)進(jìn)度目標(biāo)的順利實現(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在地下和地面上建造。這也是逆作法的主要優(yōu)點[1]。

1.2 逆作法的工藝特點

逆作法通常先沿建筑物周圍施工支護(hù)結(jié)構(gòu)，同時在建筑物內(nèi)部的有關(guān)位置澆筑中間支承樁和柱，作為施工期間于底板封底之前承受上部結(jié)構(gòu)自重和施工荷載的支撐。然后施工地面一層的梁板樓面結(jié)構(gòu)，用以支撐地下連續(xù)墻，隨后逐層向下開挖土方和澆筑各層地下結(jié)構(gòu)，直至底板封底。同時，地面一層的樓面結(jié)構(gòu)的完成，也使得地上結(jié)構(gòu)的施工可以同時逐層向上進(jìn)行。由于逆作法在施工地下室時是采用先表層樓面整體澆筑，再向下挖土施工，故其在施工中的噪音因表層樓面的封閉而大大降低，同時可以最大限度地減少揚塵。地上、地下同時施工，大約可節(jié)省工時1/3。此外，一層結(jié)構(gòu)平面可作為工作平臺，圍護(hù)墻的支撐體系由地下室樓蓋結(jié)構(gòu)代替，不必另外架設(shè)開挖工作平臺與內(nèi)撐，這樣大幅度削減了支撐和工作平臺等大型臨時設(shè)施，一般可節(jié)省地下結(jié)構(gòu)總造價的25%-35%。這種支撐體系受力良好合理，圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形量小，也可以保證周圍建筑物的安全。逆作法按施工工藝的不同通?？梢苑譃槿孀鞣ā肽孀鞣?、部分逆作法和分層逆作法。各種逆作法施工都適用于不同的工程條件且各自有其優(yōu)缺點。在激烈的市場經(jīng)濟(jì)競爭中，越來越多的施工企業(yè)開始重視項目所帶來的社會效益和環(huán)境效益。在制作逆作法施工方案時，應(yīng)結(jié)合工程實際，選擇合適、可行的施工方法，在做到安全質(zhì)量第一的同時，保證經(jīng)濟(jì)效益，從而確定最優(yōu)的施工方案。

2 逆作法施工的優(yōu)勢

高層建筑深基坑施工本身就有著較為復(fù)雜的施工技術(shù)工藝，對技術(shù)要求較高，逆作法施工技術(shù)同樣有著較難的施工工藝流程。但是在高層建筑中逆作法表現(xiàn)出了自身獨特的優(yōu)勢。第一，逆作法施工方式能夠?qū)⑹┕すて谟行Эs短，可以達(dá)到場地使用面積的擴(kuò)大。逆作法能夠加快施工進(jìn)度，能夠?qū)⑹┕すて谟行Эs短，在節(jié)省工期的同時可以達(dá)到節(jié)約成本的效果。在澆筑完分界層樓板位置后可以將分界層作為施工場地，同時完成向上、向下施工方式，保證施工進(jìn)度的同時為施工創(chuàng)造了較大的場地。第二，逆作法施工技術(shù)能夠和擋土結(jié)構(gòu)形成永久性的支撐體系。在深基坑施工中，地下連續(xù)墻發(fā)揮著非常重要的作用，可以承重、圍護(hù)、擋土，能夠和建筑的樓板、地下室等合而為一。同時采用逆作法無需開挖支護(hù)和主體之間的土方，能夠減小土體的變形，可以將支護(hù)結(jié)構(gòu)的可靠性提高[2]。

3 逆作法施工技術(shù)

3.1 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，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)對地下室進(jìn)行一定程度的土壤壓實時，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，承受的壓力是集料相對較小，因此有必要準(zhǔn)確，有效地計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，則除了及時停止上層建筑的施工以提高開挖速度外，實際上還需要加固和注入建筑的制漿工藝。

3.2 地下連續(xù)墻施工

在高層建筑施工過程中使用逆作法施工，地下室的外墻會產(chǎn)生一定的荷載力，而這些荷載力主要是由地下連續(xù)墻來承擔(dān)的，所以地下連續(xù)墻施工前需要先進(jìn)行導(dǎo)墻施工。在導(dǎo)墻的施工過程中，一般是采用現(xiàn)澆混凝土的方式。在施工過程中根據(jù)工程的實際需求，結(jié)合地下水、地表土以及荷載等多方面的因素進(jìn)行綜合考慮。一般情況下，導(dǎo)墻的深度需要控制在1-2m的范圍內(nèi)，在此過程中需要注意，施工過程中高度應(yīng)控制在地面1m以上，而墻體的厚度一般是在15-20cm。此外，還要注意地下連續(xù)墻的軸線需要滿足精度要求。在施工過程中，首先需要保證施工現(xiàn)場的平整性，然后進(jìn)行測量開挖導(dǎo)墻施工等工作。導(dǎo)墻施工好后深槽的開挖是非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，需要消耗很多的施工時間，所以在這一過程中需要嚴(yán)格控制施工周期。在開挖過程中，需要控制好開挖的精度，還要對土層不穩(wěn)定的情況進(jìn)行綜合考慮，結(jié)合建筑工程施工的實際情況，確定好單元槽的長度，挖槽中要采取相關(guān)措施注意槽壁塌方，在完成挖槽以后進(jìn)行混凝土的澆筑作業(yè)。

3.3 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的施工

圍護(hù)結(jié)構(gòu)的施工主要為地下連續(xù)墻。在不需止水的地區(qū)也可采用排樁的支護(hù)形式。地下連續(xù)墻作為地下室的“外殼”，具有非常重要的作用。其工藝主要有：導(dǎo)墻制作與養(yǎng)護(hù)、泥漿配比與護(hù)壁、機械成槽、耍壁、鋼筋籠制作與吊裝、下放接頭箱、清底、水下混凝土導(dǎo)管法澆筑、接頭箱頂拔。地下連續(xù)墻施工前宜進(jìn)行成槽試驗，確定施工流程和槽段長度、泥漿密度、混凝土配合比等技術(shù)參數(shù)。成槽過程中，一定要控制好成槽垂直度[3]。

3.4 支護(hù)結(jié)構(gòu)施工

在開展支護(hù)樁施工前需要充分做好降排水措施，明確定位每根樁的位置，確定樁底是否存在較多地下水，按照至少500mm的深度設(shè)置樁嵌巖。在具體開展施工作業(yè)時要注意一次性完整每根混凝土樁基的澆筑作業(yè)，采用植筋或者樁鋼筋籠放置的方式高效連接樁和護(hù)壁鋼筋，充分做好預(yù)埋工作，按照規(guī)范要求進(jìn)行錨固長度控制。在開展冠梁施工前需要按照誰家標(biāo)高進(jìn)行土方開挖，冠梁底模找平工作要用20mm厚度的水泥砂漿完成，清理干凈并且鑿毛處理樁頂混凝土面。完成支護(hù)樁和冠梁施工后，監(jiān)測混凝土強度，當(dāng)達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的一半后可以開挖池內(nèi)的土方并且進(jìn)行護(hù)壁作業(yè)。

3.5 豎向結(jié)構(gòu)施工

逆作法豎向結(jié)構(gòu)施工，包括地下室框架柱、剪力墻、地下室外墻（包含內(nèi)襯墻及壁柱）等界面層以下的豎向混凝土結(jié)構(gòu)。逆作法梁柱節(jié)點處由于梁主筋無法穿越鋼管柱，靠近鋼管柱邊緣的鋼筋可從鋼管柱邊繞過，當(dāng)梁主筋過多無法全部繞過時，可采用環(huán)梁節(jié)點和焊接鋼牛腿等連接方式。逆作法豎向結(jié)構(gòu)施工前應(yīng)清理接縫部位，接縫部位混凝土做鑿毛處理，并對上一層的甩筋接茬作調(diào)直除銹處理。逆作法豎向結(jié)構(gòu)施工前應(yīng)對軸線及各構(gòu)件定位及標(biāo)高進(jìn)行復(fù)核。豎向結(jié)構(gòu)對混凝土的澆注要求較高宜，混凝土應(yīng)采用高流動性低收縮混凝土，混凝土配合比應(yīng)根據(jù)逆作法特點配置，澆搗前應(yīng)對混凝土配合比及澆筑工藝進(jìn)行現(xiàn)場試驗。

4 逆作法施工要點控制

4.1 施工現(xiàn)場監(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，為了檢測施工現(xiàn)場的壓力和承載能力，必須安裝相應(yīng)的測試設(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)場信息收集和施工人員管理工作，制定綜合計劃，確保施工安全，確保施工質(zhì)量。

4.2 明確工作人員職責(zé)

為了保證深基坑逆作法施工作業(yè)的順利開展，要成立專門的管理結(jié)構(gòu)體系，詳細(xì)地劃定各個部門和工作崗位職責(zé)，同時構(gòu)建配套的獎懲機制，激發(fā)員工工作的積極性，保證每個崗位的員工都能夠充分落實自身的工作職責(zé)。在竣工后，技術(shù)人員要加強檢驗驗收工程施工質(zhì)量。技術(shù)人員、質(zhì)量管理人員、監(jiān)理人員等各個單位的人員共同分析和研究產(chǎn)生質(zhì)量問題的部分，便于及時采取有效的處理措施。最后，在確認(rèn)各個項目都合格后方可簽字確認(rèn)，做好工程的交接、防護(hù)工作。

4.3 完善管理機制

構(gòu)建完善的管理機制，可以對支護(hù)施工的整個過程加以規(guī)范和約束，防止操作不規(guī)范引起的質(zhì)量問題。尤其是當(dāng)前深基坑支護(hù)施工的復(fù)雜程度較高，如果缺乏規(guī)范化管理，則容易造成混亂狀況，難以實現(xiàn)各個單位之間的協(xié)同。為此，應(yīng)該通過專題會制度和例會制度等，增進(jìn)不同部門及負(fù)責(zé)人的交流，針對支護(hù)施工中的問題進(jìn)行研究，從而保障信息溝通的及時性，在信息傳遞及共享當(dāng)中共同做好施工質(zhì)量管理。此外，應(yīng)該以信息化手段為依托實施管理，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)交流平臺，防止造成信息孤島效應(yīng)[4]。

4.4 加強關(guān)鍵部位監(jiān)測

在建筑工程深基坑支護(hù)施工中，涉及到較多的點位，一旦施工人員沒有嚴(yán)格按照施工設(shè)計方案的要求進(jìn)行操作，就會影響到施工質(zhì)量，因此，施工企業(yè)還必須加強對施工現(xiàn)場實際點位的監(jiān)測和控制，包括標(biāo)高、沉降位及地下水位等，同時還要加強對深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的基本參數(shù)和形態(tài)進(jìn)行全面監(jiān)測，一旦在監(jiān)測工作中發(fā)現(xiàn)可能存在影響工程施工質(zhì)量及安全的問題，監(jiān)測人員應(yīng)及時做好記錄，并及時上報，以利于在最短的時間內(nèi)進(jìn)行處理，從而避免安全事故的發(fā)生。例如：施工企業(yè)的管理人員應(yīng)加強對地下水滲透現(xiàn)象的密切監(jiān)測，一旦發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)滲漏的情況，應(yīng)立即上報，并聯(lián)合現(xiàn)場施工人員，在施工部位安裝止水帷幕，以有效擋水。

4.5 健全與完善現(xiàn)場安全組織內(nèi)容，加強安全保障力度

為確保深基坑支護(hù)作業(yè)得以安全進(jìn)行，建議施工管理人員對現(xiàn)場安全組織內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)健全與完善，以確保加強對現(xiàn)場施工過程的安全保障力度。一般來說，科學(xué)使用工作許可證制度可有效規(guī)避危險作業(yè)。另外，現(xiàn)場施工人員在開展深基坑支護(hù)作業(yè)之前，應(yīng)對工作場所進(jìn)行整潔處理。通過不斷加強施工現(xiàn)場的文明施工力度，確保房建工程得以穩(wěn)定開展。除此之外，現(xiàn)場施工人員應(yīng)定期對施工工具以及機具設(shè)備進(jìn)行質(zhì)量檢測，不得存在帶病運轉(zhuǎn)或者超負(fù)荷作業(yè)的工具機具，以防止對現(xiàn)場施工作業(yè)質(zhì)量造成不利影響。

4.6 加強施工設(shè)計管理

在建筑工程深基坑支護(hù)施工中，要想提升施工的質(zhì)量，施工企業(yè)首先應(yīng)做好項目施工的設(shè)計工作，加強設(shè)計環(huán)節(jié)的管理，這也是確保深基坑支護(hù)施工質(zhì)量的關(guān)鍵和前提所在。在具體設(shè)計工作時，設(shè)計人員需要到施工現(xiàn)場進(jìn)行全面的勘探，了解并掌握施工區(qū)域的土壤類型、土質(zhì)結(jié)構(gòu)、地下水文分布以及施工現(xiàn)場周圍的建筑物與構(gòu)筑物等，然后就勘探的數(shù)據(jù)進(jìn)行全面的分析，在此基礎(chǔ)上開展設(shè)計工作，確保施工設(shè)計方案的科學(xué)性與合理性[5]。

5 結(jié)語

綜上所述，在建筑工程施工過程中使用逆作法進(jìn)行深基礎(chǔ)的施工，具備非常良好的應(yīng)用效果和優(yōu)勢，可以極大程度地提高深基礎(chǔ)的施工質(zhì)量，為整個建筑工程的施工提供可靠支持，提高施工效率。因此在實際的施工過程中，需要根據(jù)建筑工程建設(shè)的具體需求，設(shè)計完善的施工方案，進(jìn)行認(rèn)真的論證和審核，明確施工中的重點和難點。施工前進(jìn)行仔細(xì)的質(zhì)量、安全及技術(shù)交底，在施工過程中還要進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)督管理，并收集、完善施工技術(shù)資料，確保在深基礎(chǔ)的施工過程中逆作法能夠真正發(fā)揮其自身的優(yōu)勢。