建筑工程中逆作法施工技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用
秦皇島職業(yè)技術(shù)學(xué)院 ：張榮建,張楊,李靜冉0 前言
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展， 城市高層建筑也越來(lái)越多，隨之而來(lái)的是各種地下室形式也層出不窮，地下室的施工工藝也不斷發(fā)展。“逆作法” 是近些年來(lái)興起的新型地下室施工工藝。“逆作法” 是一種“封閉式”施工方法，相對(duì)傳統(tǒng)地下室的“敞開(kāi)式”工藝來(lái)說(shuō)，具有自身的特點(diǎn)。其工藝原理是：先沿建筑物周圍施工地下連續(xù)墻， 在建筑物內(nèi)按柱網(wǎng)軸線施工柱下支承樁， 然后進(jìn)行首層施工， 完成后同時(shí)施工地上、地下結(jié)構(gòu)，待地下室大底板完成后，再進(jìn)行復(fù)合柱、復(fù)合墻的施工。該法的最大特點(diǎn)是利用柱下樁及基坑周邊地下連續(xù)墻圍護(hù)作為逆作法施工期間承重地上、地下結(jié)構(gòu)的荷載及其施工荷載，利用地下室樓板， 作為基坑施工的支撐。這樣不僅能保護(hù)周邊環(huán)境，且具有施工工期快，支護(hù)費(fèi)用省等優(yōu)點(diǎn)。
1 特點(diǎn)
1.1 “逆作法”優(yōu)點(diǎn)
如前所述，“逆作法” 是先施工完一層頂板及相應(yīng)的結(jié)構(gòu)， 給地下、地上提供一個(gè)很好的施工作業(yè)面，這樣地上、地下可以同時(shí)進(jìn)行施工，進(jìn)而縮短工期。之外，由于樓板代替支撐，其剛度遠(yuǎn)大于支撐，故周邊環(huán)境得到了有效保護(hù)。
逆作法施工是由多種工藝組合而成。其施工的施工流程一般為： 準(zhǔn)備→邊樁→結(jié)構(gòu)頂板→負(fù)一層土方開(kāi)挖→鋼筋綁扎澆筑負(fù)一層結(jié)構(gòu)→負(fù)二層土方開(kāi)挖→鋼筋綁扎澆筑負(fù)二層結(jié)構(gòu)→依次循環(huán)。根據(jù)施工工藝的不同，“逆作法” 可以分為以下幾類：
（1）全逆作法：利用地下各層鋼筋混凝土肋形樓板對(duì)四周圍護(hù)結(jié)構(gòu)形成水平支撐。
（2）半逆作法：利用地下各層鋼筋混凝土肋形樓板中先期澆筑的交叉格形肋梁， 對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)形成框格式水平支撐， 待土方開(kāi)挖完成后再二次澆筑肋形樓板。
（3）分層逆作法：此方法主要是針對(duì)四周圍護(hù)結(jié)構(gòu)，采用分層逆作，不是一次整體施工完成。
1.2 “逆作法”施工難點(diǎn)
因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)自上至下施工， 逆作法最應(yīng)重視防水及施工縫處理， 由地下連續(xù)墻或帶止水的排樁墻構(gòu)成的圍護(hù)結(jié)構(gòu)是逆作法施工的前提條件， 墻式支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量及止水效果是逆作法施工的第1 個(gè)關(guān)鍵。在基坑內(nèi)土方未完全開(kāi)挖的情況下施工結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)， 有效地解決結(jié)構(gòu)豎向荷載的傳遞是第2 個(gè)關(guān)鍵。
逆作法存在的不足， 如逆作法支撐位置受地下室層高的限制，無(wú)法調(diào)整高度，如遇較大層高的地下室， 有時(shí)需另設(shè)臨時(shí)水平支撐或加大圍護(hù)墻的斷面及配筋。由于挖土是在頂部封閉狀態(tài)下進(jìn)行， 基坑中還分布有一定數(shù)量的中間支承柱和降水用井點(diǎn)管，目前尚缺乏小型、靈活、高效的小型挖土機(jī)械,使挖土的難度增大。
2 工程應(yīng)用
2.1 工程概況
某商業(yè)會(huì)展中心，占地面積8 788.537 m2，建筑基底面積5 560 m2，地上建筑面積10 823.1 m2，地下建筑面積8 900 m2（ 擬設(shè)置二層地下室） ，總建筑面積19 723.10 m2，基礎(chǔ)形式為人工挖孔樁，基坑支護(hù)為“ 攪拌樁+旋噴樁+噴錨網(wǎng)+放坡”。采用逆作法施工， 地下連續(xù)墻與土體之間粘結(jié)力和摩擦力不僅可利用來(lái)承受垂直荷載， 而且還可充分利用它承受水平風(fēng)力和地震作用所產(chǎn)生建筑物底部巨大水平剪力和傾覆力矩，從而大大提高了抗震效應(yīng)。
因該工程體量大、工期緊，為確保工程如期交付使用，同意建設(shè)單位提出地下室主體結(jié)構(gòu)采用“ 逆做法”施工方案。
該工程是以人工挖孔樁中預(yù)埋鋼柱作為中間逆作柱,利用逆作柱作各層面的支撐承重,由首層樓板作為水平分界層, 同時(shí)向分界層上下各層組織施工,并把逆作柱逐層處理成原設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)柱, 柱及逆作柱承受臨時(shí)施工的全部荷載， 并將荷載傳至人工挖孔樁基礎(chǔ)。
逆作法施工隨之帶來(lái)了需要解決的問(wèn)題之一，即本道水平支撐結(jié)構(gòu)施工完畢后進(jìn)行下一步土方開(kāi)挖時(shí)，已施工完畢的水平支撐結(jié)構(gòu)懸空了，需要設(shè)計(jì)豎向承重構(gòu)件來(lái)承受各道水平支撐向下傳遞的荷載， 工程設(shè)計(jì)中通長(zhǎng)采用鋼格構(gòu)柱來(lái)作為豎向承重構(gòu)件使用。鋼格構(gòu)柱在工程樁基施工階段預(yù)埋在灌注樁頂，土方開(kāi)挖后格構(gòu)柱露出，基坑各道水平支撐結(jié)構(gòu)與之連接， 其荷載通過(guò)鋼格構(gòu)柱豎向傳遞到灌注樁， 以解決逆作法施工中水平支撐結(jié)構(gòu)荷載的豎向傳遞問(wèn)題。其中框架柱與格構(gòu)柱重合位置的柱頭施工較為復(fù)雜， 柱頭插筋就是逆作法最重要的施工工序之一，其施工質(zhì)量直接關(guān)系到工程的結(jié)構(gòu)安全。結(jié)合該工程特點(diǎn)，工程的重點(diǎn)或難點(diǎn)主要有：
（ 1） 降排水及水位監(jiān)測(cè)；
（ 2） 基坑周邊支護(hù)；
（ 3） 土方開(kāi)挖；
（ 4） 結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測(cè)；
（ 5） 地下室防水；
（ 6） 地下室結(jié)構(gòu)的防裂、抗?jié)B措施。
2.2 施工部屬
（ 1） 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)安裝與降水
土方開(kāi)挖階段基坑邊坡土體及上部主體結(jié)構(gòu)由業(yè)主委托專業(yè)公司進(jìn)行監(jiān)測(cè)， 監(jiān)測(cè)邊坡土體穩(wěn)定性及建筑物沉降，發(fā)現(xiàn)異常情況如變形速率突變、超過(guò)允許或設(shè)計(jì)變形量（ 沉降量） 及其它突發(fā)情況應(yīng)立即停止土方開(kāi)挖，及時(shí)將情況向監(jiān)理公司、建設(shè)單位匯報(bào)，并采取應(yīng)急措施防止發(fā)生安全質(zhì)量事故。
（ 2）±0.00 梁板混凝土澆筑
現(xiàn)有場(chǎng)地平均標(biāo)高為5.5m 左右，±0.00 相對(duì)于絕對(duì)高程+9.13 m，兩者高差3.13 m 左右，滿足模板支設(shè)空間要求，采用鋼管木模板體系支設(shè)梁板模。
（ 3） 土方開(kāi)挖
在±0.00 m 梁板混凝土澆筑完畢28 d，且在預(yù)應(yīng)力張拉完成以后，地下室土方開(kāi)挖隨即開(kāi)始，開(kāi)挖采用機(jī)械與人工配合方式，機(jī)械以小型挖掘機(jī)械為主。在北側(cè)附近各設(shè)一個(gè)出土口， 出土口規(guī)格7 000mm×6 000 mm，2 個(gè)出土口配備一臺(tái)龍門吊車，在洞口上方安裝龍門吊， 直接將地下室土方調(diào)運(yùn)至自卸汽車。
（ 4） 安裝鋼管柱
地下室鋼管柱定位器在人工挖孔樁樁芯混凝土澆筑至設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)預(yù)先埋設(shè)， 或者人工挖孔樁澆至承臺(tái)底150 mm，清理浮漿安裝定位器后按設(shè)計(jì)要求澆筑混凝土。應(yīng)注意校核定位器軸線偏差在允許范圍之內(nèi)， 樁基礎(chǔ)檢測(cè)完畢并合格后即分段安裝鋼管柱，同時(shí)在鋼管柱底部澆灌1 500 mm 高C35 柱芯混凝土，以增強(qiáng)其底部節(jié)點(diǎn)的受力性能。
（ 5）±0.00 m 梁板混凝土澆筑
現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際場(chǎng)地平均高程為6.0 m 左右， 若±0.00m 相當(dāng)于絕對(duì)標(biāo)高9.13m，高差近3.13m，將現(xiàn)有場(chǎng)地平整好后用100 厚C15 混凝土硬化， 在硬化的地面上采用鋼管木模板支撐體系澆筑±0.00 m 梁板混凝土。梁與鋼管柱節(jié)點(diǎn)處理按設(shè)計(jì)圖紙施工，同時(shí)在指定位置預(yù)留出土口。
（ 6） 土方開(kāi)挖
±0.00 m 梁板混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度100%后，進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉， 在拆除支撐系統(tǒng)后即可開(kāi)始土方開(kāi)挖，開(kāi)挖首先用人工自預(yù)留洞口開(kāi)挖，具有一定工作面后由小型挖掘機(jī)械施工， 出土方式擬同時(shí)采用2種方案：
①在地下室北側(cè)2 個(gè)出土預(yù)留洞口， 采用龍門吊將土方由洞口直接調(diào)運(yùn)至自卸汽車， 以免在邊坡周邊堆放過(guò)多土方，防止邊坡失穩(wěn)。
②在地下室南側(cè)， 利用○E-○A 區(qū)段以開(kāi)挖的基坑從側(cè)面向地下室里側(cè)開(kāi)挖。
隨著開(kāi)挖的進(jìn)行，土釘支護(hù)、噴錨網(wǎng)等各種邊坡支護(hù)形式按相應(yīng)的支護(hù)方案同步施工，避免超挖。在開(kāi)挖至地下一層板面標(biāo)高以上500 mm 時(shí)， 應(yīng)停止開(kāi)挖，對(duì)鋼管柱進(jìn)行臨時(shí)加固（ 具體是否需要臨時(shí)加固，須設(shè)計(jì)院進(jìn)行受力分析） 。
（ 7） 地下室底板混凝土澆筑
即按通常做法做承臺(tái)磚胎膜（ 按整板形式考慮，不設(shè)地梁） 、C10 場(chǎng)地硬化，硬化后做底板防水基層、防水層、防水保護(hù)層，然后綁扎底板鋼筋，澆筑底板混凝土。
2.3 逆做法施工要點(diǎn)
（ 1） 西側(cè)土方開(kāi)挖與外運(yùn)
首層結(jié)構(gòu)完成并達(dá)到一定強(qiáng)度后， 須進(jìn)行出土口的布置和垂直出土龍門吊的安裝， 土石方開(kāi)挖采用大面積暗挖，用小型挖土機(jī)挖土石方，并輔以人工開(kāi)挖及修方，運(yùn)輸距離遠(yuǎn)的，可考慮用履帶推土機(jī)推運(yùn)至出土口附近， 再由挖土機(jī)裝斗， 龍門吊吊出基坑，直接裝汽車運(yùn)出場(chǎng)外。
