韋明

（廣西慶海建設(shè)發(fā)展有限公司廣西南寧 530000）

淺談深基坑工程逆作法施工技術(shù)的應(yīng)用

韋明

（廣西慶海建設(shè)發(fā)展有限公司廣西南寧 530000）

隨著我國城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展，土地資源變得越來越稀缺，為了緩解土地緊張的局面，有效提高土地資源利用率，政府鼓勵開發(fā)建設(shè)高層建筑，高層建筑開始逐漸成為城市建筑的主體。高層建筑具有投入大、結(jié)構(gòu)復雜、施工周期長、基礎(chǔ)埋置深等特點，且建筑基底面積小、施工場地狹小、受外界干擾因素多。由于逆作法施工技術(shù)具有縮短項目建設(shè)周期、節(jié)約投資成本、對環(huán)境影響小等優(yōu)點，在高層建筑地下建筑結(jié)構(gòu)施工中得到廣泛應(yīng)用，取得良好的社會、經(jīng)濟和環(huán)境效益。本文以逆作法施工技術(shù)為研究對象，對逆作法施工技術(shù)施工要點及應(yīng)用進行探討。

高層建筑；深基坑；逆作法；施工技術(shù)

前言

隨著城市規(guī)模的不斷擴大和城市空間資源的日益緊縮，如何有效地開發(fā)和利用城市空間資源，解決人地矛盾，成為了城市化進程中亟待解決的問題。在這樣的情況下，高層建筑得到迅速發(fā)展，大大提高土地資源利用率。高層建筑地下結(jié)構(gòu)越挖越深，越來越大，對施工技術(shù)及工藝要求不斷提高，傳統(tǒng)深基坑工程經(jīng)常采用的放坡開挖、土釘墻支護、樁板墻支護等施工方法因建設(shè)周期長、項目成本高、對環(huán)境影響大，顯然已經(jīng)不能滿足人們對項目社會經(jīng)濟效益的要求。逆作法施工技術(shù)的應(yīng)用，為高層建筑多層地下建筑結(jié)構(gòu)的施工提供了更多選擇。

1 逆作法施工技術(shù)的產(chǎn)生

高層建筑設(shè)計中越來越多采用超大、超深地下室結(jié)構(gòu)，而深基坑工程施工過程中面臨著諸多問題，如基坑支護墻體失穩(wěn)、周圍地基不均勻沉降、支撐體系破壞、基坑隆起等。從總體來看，深基坑工程施工面臨的問題是異常復雜的，產(chǎn)生原因也多種多樣，實際施工過程中無法做到完全避免，因此要求我們在施工技術(shù)及工藝方面不斷創(chuàng)新，逆作法施工技術(shù)正是在這樣的環(huán)境下誕生的。逆作法施工技術(shù)的出現(xiàn)，彌補了順作法施工的缺陷，對深基坑工程施工過程出現(xiàn)的問題提供了很好的解決辦法，其具體優(yōu)點如下：地下建筑結(jié)構(gòu)的中間樁柱、樓蓋、梁板、連續(xù)墻等組成的整體結(jié)構(gòu)起到圍護支撐作用，代替了基坑開挖所需要的大量臨時或永久支護結(jié)構(gòu)，從而節(jié)約資源，節(jié)省項目投資成本；同時進行地下結(jié)構(gòu)和地上結(jié)構(gòu)的施工，提高施工進度，極大縮短項目建設(shè)周期；地下建筑整體結(jié)構(gòu)圍護支撐體系較好的穩(wěn)定性，減小了對基坑周圍建筑物、構(gòu)筑物及市政管網(wǎng)的影響，使得周圍地基的不均勻沉降得到較好的控制，且在較為封閉的地下進行施工產(chǎn)生的施工噪音和建筑粉塵較小，對環(huán)境影響較小。實踐證明，逆作法在深基坑工程施工中具有安全、高效、經(jīng)濟、環(huán)保的特點，是高層建筑物深基坑工程目前最先進的施工技術(shù)，將會在城市化建設(shè)中發(fā)揮更大的作用。

2 逆作法施工技術(shù)的基本概況

一般情況下，建筑物會依照由下自上的順序進行施工，先開挖基坑，再完成建筑物地下結(jié)構(gòu)部分施工，然后逐層向上進行建筑物地上結(jié)構(gòu)部分施工，直至工程完工。而逆作法施工則有所不同，它主要應(yīng)用于地下建筑結(jié)構(gòu)施工，利用建筑物內(nèi)部插入地基的中間支承樁柱、地面一層樓蓋梁板結(jié)構(gòu)、地下連續(xù)墻等組成的一個整體，達到承重、圍護、支撐作用。在此基礎(chǔ)上，逐層向下進行地下結(jié)構(gòu)施工和向上進行地上結(jié)構(gòu)施工，如此達到地上結(jié)構(gòu)、地下結(jié)構(gòu)同時施工，直至工程完工。

2.1 逆作法施工技術(shù)的基本原理

在運用逆作法進行深基坑工程施工時，逆作法的工作原理及施工步驟為：①沿建筑物地下室軸線或周圍施工地下連續(xù)墻、帷幕樁或其他圍護結(jié)構(gòu)，同時在建筑物內(nèi)部從地表面向下做中間樁柱，在地面一層結(jié)構(gòu)底板封底之前，支撐樁柱可以承擔上部結(jié)構(gòu)的自重和施工荷載；②進行土方開挖，當開挖深度達到地面一層底板標高的位置，便可以進行地面一層梁板結(jié)構(gòu)的施工，并以此作為地下連續(xù)墻等地下圍護結(jié)構(gòu)的內(nèi)水平支撐體系，逐層向下進行施工；③地面一層的樓面結(jié)構(gòu)完成之后，為上部結(jié)構(gòu)施工創(chuàng)造條件，在此基礎(chǔ)上可逐層向上進行施工。需要注意的是在進行上部結(jié)構(gòu)施工時，要確保其實際荷載不超過地下結(jié)構(gòu)所能承載的最大荷載值，避免地下建筑結(jié)構(gòu)混凝土強度不足的情況下導致整體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的變形甚至受到極大破壞。

2.2 逆作法施工技術(shù)的分類

從逆作法施工技術(shù)特點及工藝來看，逆作法施工技術(shù)主要有三種，即全逆作法、半逆作法、分層逆作法。全逆作法是利用地下室每層整體澆筑的鋼筋混凝土肋形樓板對四周圍護結(jié)構(gòu)形成水平支撐，通過樓蓋上的預(yù)留孔洞向下挖土運土并運入建筑材料進行施工。半逆作法是利用地下室每層整體澆筑的鋼筋混凝土肋形樓板中預(yù)先澆筑的交叉格形肋梁，對圍護結(jié)構(gòu)形成框格式水平支撐，待土方開挖完成后再澆筑該層肋形樓板。分層逆作法主要針對建筑物地下結(jié)構(gòu)四周圍護結(jié)構(gòu)采用不能一次整體施工完成的土釘墻支護體系。

3 逆作法施工技術(shù)要點

3.1 地下土方開挖要求

深基坑工程逆作法施工進行地下土方開挖可能會引起土體應(yīng)力釋放，導致基坑內(nèi)土體回彈力過大，帶動中間樁柱上移；地下結(jié)構(gòu)及地上結(jié)構(gòu)同時施工，樁身承受的向下荷載過大，也會導致中間柱樁下沉；基坑外側(cè)強大的土壓力會引起導致圍護機構(gòu)內(nèi)支撐體系失穩(wěn)，同時圍護也發(fā)生傾斜甚至移位；如此造成地下建筑結(jié)構(gòu)整體變形，帶來極大的安全隱患。因此，在進行地下挖土施工過程中，要做好整個基坑施工監(jiān)測工作，如發(fā)現(xiàn)中間樁柱、地下連續(xù)墻、周圍建筑物等結(jié)構(gòu)的沉降接近預(yù)定的臨界警報值時，應(yīng)立即停止施工，根據(jù)實際情況加快或放慢挖土，對支撐體系、圍護體系等進行補強，必要采取壓密注漿加固措施。

3.2 地下連續(xù)墻施工要求

地下連續(xù)墻施工振動小、噪音低，整體穩(wěn)定性好，剛度大，且結(jié)構(gòu)簡單，施工速度快，具有防滲、擋土和承重的特點，在高層建筑深基坑施工經(jīng)常使用作為圍護結(jié)構(gòu)，要求保證施工質(zhì)量，做好安全防護。逆作法施工當中一定要保證地下連續(xù)墻剛度足夠，內(nèi)支撐體系的穩(wěn)定，預(yù)防基坑外側(cè)土應(yīng)力過大時，導致墻體結(jié)構(gòu)變形，對周圍建筑物、構(gòu)筑物及市政管網(wǎng)等造成較大影響。

3.3 基坑沉降監(jiān)測要求

在深基坑工程逆作法施工過程中，科學合理的監(jiān)測措施是施工方案得以有效實施的必不可少的手段之一，通過監(jiān)測得到的實時數(shù)據(jù)，及時發(fā)現(xiàn)沉降較大的部分，分析沉降產(chǎn)生的原因，及早調(diào)整應(yīng)對措施。在實際施工過程中我們一般會選擇如下對項目進行沉降監(jiān)測：地下連續(xù)墻頂平面位移及沉降；地下連續(xù)墻及土體側(cè)向變形（測斜）；地下連續(xù)墻內(nèi)力；鋼立柱變形及沉降；水平支撐軸力及梁板內(nèi)力；地下水位監(jiān)測；基坑周圍地表及鄰近建筑物沉降；其中對中間樁柱及地下連續(xù)墻的沉降監(jiān)測又是工作的重點。

3.4 結(jié)構(gòu)節(jié)點設(shè)計施工要求

逆作法首先遵循的是自上至下的施工順序，并可以同時進行地上結(jié)構(gòu)和地下結(jié)構(gòu)的施工，對逆作法施工結(jié)構(gòu)節(jié)點設(shè)計，既要滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范對節(jié)點位置受力荷載最大值的要求，又要滿足施工工況受荷條件下的受力要求。逆作法施工主要有如下三個結(jié)構(gòu)節(jié)點：中間樁柱與梁板節(jié)點，地下連續(xù)墻與梁板節(jié)點，地下連續(xù)墻與底板節(jié)點，其中又以中間樁柱與梁板節(jié)點設(shè)計施工最為重要。圖1為采用環(huán)梁節(jié)點和一柱雙梁節(jié)點兩種類型的中間樁柱與梁板節(jié)點示意圖。

圖1 支撐柱與梁板節(jié)點

逆作法施工中各種受力結(jié)構(gòu)間的合理連接，既要滿足節(jié)點受力條件，又要與目前“逆作法”施工工藝相適宜，這些節(jié)點構(gòu)造從工藝上保證了節(jié)點施工質(zhì)量。

4 逆作法在深基坑工程施工的應(yīng)用實例

某商業(yè)大廈為三棟31層高樓，占地面積為15863m2，建筑面積為25萬m2。地下室為4層，南北寬60m，東西長150m，建筑面積約4萬m2，局部為人防設(shè)施，其中負一、負二層為商場，負三、負四層為地下車庫，基坑開挖深度可到18m，且項目周邊環(huán)境較復雜，基坑南側(cè)50m邊上有一字排開的3棟29層的居民樓，西側(cè)40m邊上為多棟8～12層高的居民住宅區(qū)，東、北兩側(cè)25m邊上市政道路分布有燃氣、電力電纜、給排水等眾多管線。

該工程基礎(chǔ)土質(zhì)從上自下分層依次為素填土、粉土、粉細砂、淤泥質(zhì)粘土、粉礫土，比較適宜采用逆作法施工。項目實際施工過程中，中間豎向支承結(jié)構(gòu)采用鋼管柱和格構(gòu)柱結(jié)合形式，中間支撐盡量才利用主體結(jié)構(gòu)本身的中間立柱以降低工程造價，深基坑圍護結(jié)構(gòu)采用地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)體系。

土方開挖采用蓋挖逆作法施工，分區(qū)同步開挖、結(jié)構(gòu)分塊同步施工原則。首先在地表面向下做基坑的圍護結(jié)構(gòu)和中間樁柱，隨即可開挖表層土體至主體結(jié)構(gòu)頂板地面標高，利用未開挖的土體作為土模澆筑頂板。頂板可以作為基坑圍護結(jié)構(gòu)的內(nèi)支撐體系，以防止圍護結(jié)構(gòu)向基坑內(nèi)傾斜或位移，待結(jié)構(gòu)頂板混凝土強度滿足要求后，可同時向上、向下逐層進行施工?；咏邓捎每油夤芫邓鶆虿贾迷诨訃o結(jié)構(gòu)范圍外，達到降水深度大，降水速度快。

高層建筑高大深基坑施工困難較大，技術(shù)復雜，也最容易發(fā)生安全隱患，為了地下室施工的安全，保證工程質(zhì)量，同時使周圍已有建筑物、市政設(shè)施、地下管線等不受破壞，居民少受干擾，在施工過程中制定詳細的基坑監(jiān)測方案，進行系統(tǒng)監(jiān)控，做到及時發(fā)現(xiàn)問題，及時解決問題。

5 結(jié)束語

隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，高層建筑深基坑工程施工技術(shù)及工藝也在不斷創(chuàng)新，雖然逆作法施工存在暗挖施工難度大靈活性小、混凝土施工縫處理困難、結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性難控制等問題，但是逆作法施工技術(shù)工藝已日趨成熟，其建設(shè)周期短、項目成本低、環(huán)境影響小的特點，有著較好社會經(jīng)濟效益，目前在高大深基坑工程施工中已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，發(fā)展前景非常樂觀。

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[3]鄭明，孔維華，石寶霞.淺談深基坑支護逆作法設(shè)計與施工[J].中國科技財富，2010，02.

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TU753

A

1673-0038（2015）24-0090-02

2015-5-20

韋明（1986-），男，助理工程師，大專，主要從事土木工程項目管理工作。