盧爭(zhēng)艷

摘 要：新的時(shí)期，隨著我國(guó)現(xiàn)代化建筑的大力推動(dòng)，城市飛速發(fā)展，很多大中型城市地上建筑空間日趨減少，高層和超高層建筑以及地下空間的利用顯得尤為重要。規(guī)模都在不斷擴(kuò)大，那些深基坑工程的深度也在不斷增加，其中包括了高層和超高層建筑地下部分的工程、地鐵工程等在內(nèi)的深基坑工程逐漸成為建筑施工的主要組成部分。文中主要探討了深基坑的順作法施工技術(shù)和逆作法施工技術(shù)。

關(guān)鍵詞：高層建筑；深基坑；逆作法施工；順作法施工

1 前言

針對(duì)目前高層建筑的特點(diǎn)，為加快塔樓施工進(jìn)度，解決施工場(chǎng)地狹小的難題，同時(shí)合理安排資金投入，本文提出了順逆作法綜合施工的設(shè)計(jì)方法。即塔樓基坑先行順作法施工，此時(shí)裙樓暫時(shí)作為施工場(chǎng)地，塔樓基坑順作法面積較小可加快施工的速度。在塔樓進(jìn)入上部結(jié)構(gòu)施工后裙樓基坑采用逆作法施工，裙樓逆作法施工不占用絕對(duì)工期，并且會(huì)最大可能減少工程量，資金也可以減緩?fù)度搿４嗽O(shè)計(jì)方法在一定程度上解決了施工場(chǎng)地狹小、操作困難的問(wèn)題，縮短了總工期，延緩了前期投資，更加快了塔樓的施工速度。結(jié)構(gòu)剛度大，裙樓基坑施工采用結(jié)構(gòu)梁板作為水平支撐，還能夠有效地控制基坑的變形，并且也省去了常規(guī)做法的支撐支出，在日益密集的城市建筑群中該設(shè)計(jì)施工方法有著非常好的前景。

2 深基坑工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)特點(diǎn)

2.1 深基坑施工技術(shù)的特點(diǎn)分析

我國(guó)城市化進(jìn)度不斷加快，城市建筑中出現(xiàn)大量的高層建筑。在城市環(huán)境中，由于有建筑密集存在，建筑物的深度也逐漸加深，建筑物施工環(huán)境日益復(fù)雜，深基坑施工技術(shù)的應(yīng)用得到了廣泛的注意，我國(guó)建筑界中，深基坑的開(kāi)挖與支護(hù)問(wèn)題成為一個(gè)研究熱點(diǎn)。

2.2 基坑深度大

高層建筑的數(shù)量以及規(guī)模增大，基坑深度也逐漸提升。高層建筑所需要實(shí)現(xiàn)的功能很多，涉及到的空間范圍比較大，結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，需要使用高超的施工技術(shù)。在建筑施工中，需要通過(guò)向下擴(kuò)展來(lái)實(shí)現(xiàn)空間的擴(kuò)展，因此，高層建筑一般擁有的地下室也增多。在此背景下，高超建筑基坑的深度逐漸提升，最終使得深基坑施工技術(shù)的施工難度提升了較大的檔次。

2.3 施工環(huán)境復(fù)雜

深基坑施工技術(shù)的周期逐漸加長(zhǎng)，施工的場(chǎng)地多狹窄，難度比較大，容易受到當(dāng)?shù)氐慕涤暌约暗孛娴闹匚锒逊诺纫蛩氐挠绊?，?duì)基坑穩(wěn)定性造成負(fù)面影響。相鄰場(chǎng)地的施工，容易造成相互之間的影響，進(jìn)而影響到施工的進(jìn)度，提高施工協(xié)調(diào)的難度。深基坑施工的環(huán)境比較復(fù)雜，主要體現(xiàn)在深基坑的開(kāi)挖需要在保證基坑穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，保護(hù)周?chē)慕ㄖ?。基坑的開(kāi)挖面積、寬度以及長(zhǎng)度等都變大，使得深基坑的支護(hù)問(wèn)題難度大幅度提高。在具體的深基坑施工技術(shù)的開(kāi)挖階段，地基的地下水位容易產(chǎn)生變化，影響到應(yīng)力場(chǎng)，最終造成周?chē)馏w的變形，最終影響到地下管網(wǎng)的安全性。另外，在高水位等復(fù)雜地形處展開(kāi)深基坑施工技術(shù)，容易發(fā)生土體劃移等問(wèn)題，同時(shí)容易有樁體變形等嚴(yán)重后果，進(jìn)而影響到建筑物的安全性能。

2.4 支護(hù)方法多

深基坑施工技術(shù)可采用的支護(hù)形式比較多樣化，目的是為了應(yīng)對(duì)多樣化的施工環(huán)境，同時(shí)施工技藝也逐漸豐富。針對(duì)不同的施工環(huán)境，由工程設(shè)計(jì)人員來(lái)具體分析，判斷采用何種的施工工藝，需要結(jié)合實(shí)際的地形以及環(huán)境進(jìn)行具體考慮。

2.5 支護(hù)病害影響大

由于高層建筑的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，深基坑施工技術(shù)中支護(hù)占據(jù)重要的地位，起到了良好的防護(hù)作用。因此，深基坑中支護(hù)的病害具有比較大的破壞力，容易影響到作為建筑物、管線等的安全，甚至容易出現(xiàn)安全事故，影響到建筑功能的發(fā)揮，進(jìn)而會(huì)影響到市政設(shè)施以及管線，具有較大的影響力與威脅力。在高層建筑深基坑施工技術(shù)的具體應(yīng)用中，必須要重點(diǎn)探究支護(hù)病害的危害程度，做好相應(yīng)的防護(hù)措施，提高工程設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)的合理性以及科學(xué)性，應(yīng)用可靠性高的施工工藝。

3 順作法施工

3.1 順作法施工特點(diǎn)

基坑順作法施工工藝成熟，支護(hù)結(jié)構(gòu)體系與主體結(jié)構(gòu)相對(duì)獨(dú)立，設(shè)計(jì)、施工均比較便捷；對(duì)施工單位管理水平和技術(shù)水平要求較低，施工單位選擇面廣；基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和主體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)關(guān)聯(lián)度較低，受主體設(shè)計(jì)進(jìn)度約束小，基坑工程有條件盡早開(kāi)工。順作法除了以上優(yōu)點(diǎn)以外也存在著一些缺陷，明挖順?lè)ɑ娱_(kāi)挖過(guò)程中及開(kāi)挖后均對(duì)周邊環(huán)境影響較大?；娱_(kāi)挖時(shí)設(shè)置的支護(hù)結(jié)構(gòu)體系均為臨時(shí)支撐，在結(jié)構(gòu)體系完成后還需將其拆除。

3.2 順作法關(guān)鍵技術(shù)

順作法在一次性開(kāi)挖基坑的過(guò)程中主要存在的危險(xiǎn)問(wèn)題有基坑坍塌滑坡、坑底隆起、支護(hù)側(cè)向位移、涌砂涌水等。因此，順作法在土方開(kāi)挖的施工過(guò)程中關(guān)鍵技術(shù)有以下幾點(diǎn)：①在地質(zhì)條件及周邊環(huán)境不允許放坡的情況下，基坑開(kāi)挖支護(hù)與其水平支撐的設(shè)置成為基坑開(kāi)挖過(guò)程中的關(guān)鍵技術(shù)之一，因?yàn)樵撽P(guān)鍵技術(shù)可以預(yù)防基坑坍塌滑坡事故的發(fā)生。②順作法深基坑開(kāi)挖過(guò)程中僅僅做好基坑支護(hù)和水平支撐是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，因?yàn)樵谏罨娱_(kāi)挖過(guò)程中會(huì)遇到地下水的影響，該因素對(duì)基坑影響較大，不容忽視，故基坑開(kāi)挖過(guò)程中必須做好降水、排水工作。③水平支撐的拆除。對(duì)于水平支撐的拆除需由專業(yè)的設(shè)計(jì)單位提供拆除順序及專項(xiàng)方案，不能隨意拆除以免引起坑塌方事故。

4 逆作法施工

4.1 逆作法施工特點(diǎn)

①社會(huì)資源消耗少：特別是可利用施工場(chǎng)地狹小時(shí)，逆作法的效果更加明顯。②減少施工支出：外墻、地下室每一層梁板都可以采用土模；為了能夠減少土方開(kāi)挖量和運(yùn)輸量，只開(kāi)挖有效范圍內(nèi)的土方；外墻是可以同時(shí)起擋土截水作用的。③對(duì)周?chē)h(huán)境影響?。毫己煤侠淼氖芰?，相鄰的建筑物沉降小，圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形量小，當(dāng)場(chǎng)地為軟土地基時(shí)效果更加明顯。④縮短施工日期：當(dāng)上下結(jié)構(gòu)同時(shí)進(jìn)行時(shí)是可以極大縮短日期的。⑤提高施工安全性：避免基坑長(zhǎng)時(shí)間暴露導(dǎo)致的邊坡風(fēng)化，不會(huì)因?yàn)榛訐Q撐而引起內(nèi)重力分布。憑借逆作法的這些優(yōu)點(diǎn)，既可以獲得可觀的經(jīng)濟(jì)效益，又可以加快業(yè)主的銷(xiāo)售和資金周轉(zhuǎn)速度。

4.2 逆作法—地下連續(xù)墻施工方法

地下連續(xù)墻剛度大、強(qiáng)度高，可作為永久或臨時(shí)地下結(jié)構(gòu)，得到了廣泛的應(yīng)用。施工步驟一般為：先沿建筑物地下室軸線或周?chē)┕さ叵逻B續(xù)墻或其他支護(hù)結(jié)構(gòu)，同時(shí)建筑物內(nèi)部的有關(guān)位置澆筑或打下中間支承樁和柱，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。然后施工地面一層層的梁板樓面結(jié)構(gòu)，作為地下連續(xù)墻剛度很大的支撐，隨后逐層向下開(kāi)挖土方和澆筑各層地下結(jié)構(gòu)，直至底板封底。同時(shí)，由于地面一層的樓面結(jié)構(gòu)已經(jīng)完成，為上部結(jié)構(gòu)施工創(chuàng)造了條件，所以可以同時(shí)向上逐層進(jìn)行地上結(jié)構(gòu)的施工。如此地面上、下同時(shí)進(jìn)行施工，直至工程結(jié)束。

4.3 逆作法—中間支撐柱和立樁柱

沉降、變形觀測(cè)逆作法施工中，作為臨時(shí)的支護(hù)結(jié)構(gòu)和地下結(jié)構(gòu)一部分的地下墻、板、柱，應(yīng)按照永久結(jié)構(gòu)的要求嚴(yán)格控制其沉降和變形，因承擔(dān)新澆混凝土的重量，坑底地基土在必要時(shí)必須進(jìn)行變形控制。觀測(cè)點(diǎn)的布置一定要依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，還要結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境而定。由于觀測(cè)環(huán)境的不同觀測(cè)對(duì)象也需要選用相應(yīng)的觀測(cè)儀器，以便觀測(cè)地足夠清楚，比如觀測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)所使用的儀器不能夠清晰地觀察裂縫，就應(yīng)該換用帶度數(shù)的顯微鏡觀察其中的變化情況。觀測(cè)技術(shù)的主要發(fā)展方向是保護(hù)措施以及觀測(cè)測(cè)儀器的改進(jìn)，觀測(cè)點(diǎn)十分重要而且一般設(shè)置于墻柱邊處，所以一定要做好保護(hù)措施，以確保后續(xù)觀測(cè)工作不受影響。

4.4 逆作法—施工洞口及垂直運(yùn)輸

由于是在地下封閉的環(huán)境下進(jìn)行結(jié)構(gòu)施工，垂直運(yùn)輸挖出的土方以及施工材料設(shè)備的過(guò)程中也成了逆作法施工的重要一環(huán)，所以需設(shè)計(jì)用于地面直達(dá)地下結(jié)構(gòu)底層的垂直運(yùn)輸，且尺寸大小符合施工要求的預(yù)留孔道。一般的發(fā)展方向是：設(shè)計(jì)合理的挖土方案和出土路線，滿足“先柱后墻，間隔開(kāi)挖，流水作業(yè)，嚴(yán)禁超挖”的逆作法施工原則，留施工口要盡量減少，從而減少加固預(yù)留施工口所需要施工量以及施工的費(fèi)用。

4.5 逆作法—中間支撐柱和立樁柱

中間支撐柱和立樁柱是逆作法施工的重要一環(huán)，開(kāi)挖時(shí)是支撐柱，施工完成后可以作為永久的地下結(jié)構(gòu)受力柱，因此必須精確控制其軸線位置，垂直度也是重要指標(biāo)，一般需控制在立柱長(zhǎng)度的1/600以內(nèi)。在實(shí)際施工中，利用鋼管或型鋼將立柱引至地面上，然后選用精密儀器測(cè)量并調(diào)節(jié)，或是成孔之后經(jīng)過(guò)全方位測(cè)量配合垂直單位，然后下放立柱樁的鋼筋籠至設(shè)計(jì)位置，與此同時(shí)調(diào)節(jié)垂直度，并借助支架臨時(shí)固定以后，才能進(jìn)行混凝土的澆筑。對(duì)于大口徑鋼管樁，為了其能夠達(dá)到測(cè)量和控制垂直度的目的，可在孔內(nèi)埋設(shè)定位錨板。

5 高層建筑順逆作法施工的關(guān)鍵要點(diǎn)

5.1 地下連續(xù)墻施工

地下墻的連續(xù)施工，為確保工程按照正確方向進(jìn)行，應(yīng)首先選取地下室的墻面作為水平和垂直的基準(zhǔn)，即導(dǎo)墻。地下連續(xù)墻是建造深基礎(chǔ)工程和地下構(gòu)建物的一項(xiàng)新技術(shù)，該技術(shù)是在地面采用挖槽機(jī)械，沿著深開(kāi)挖工程的周邊軸線，在泥漿護(hù)壁的條件下，開(kāi)挖出一條狹長(zhǎng)的深槽，在槽內(nèi)放入鋼筋籠，然后用導(dǎo)管法澆筑水下混凝土，筑成一個(gè)單元槽段，如此逐段進(jìn)行，以特殊接頭方式，在地下筑成一段連續(xù)的鋼筋混凝土墻壁。

5.2 逆作法中間支承柱施工

在逆作法的高層建筑施工過(guò)程中，中間支承柱至關(guān)重要，在地下室底板澆注前，其主要承受地上和地下各層的自重和荷載，待地下底板澆注后，其與底板連接，可將上部結(jié)構(gòu)的荷載傳給地下底板。在逆作法的施工過(guò)程中，為了提高其承載能力，底板以上的中間支撐柱大多采用H型鋼或鋼管混凝土上柱。

5.3 節(jié)點(diǎn)構(gòu)造的設(shè)計(jì)

與常規(guī)施工方法相比，逆作法施工順序不同，其地下室結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造設(shè)計(jì)也應(yīng)有所不同。在實(shí)踐中，地下室結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)需滿足多種要求，如結(jié)構(gòu)永久受荷狀態(tài)下的要求，一定的抗?jié)B防水要求及現(xiàn)有工藝手段與能力的要求等。

5.4 加強(qiáng)設(shè)計(jì)與施工的協(xié)調(diào)

我國(guó)目前的工程建設(shè)體制，決定了施工組織的設(shè)計(jì)工作與設(shè)計(jì)院的設(shè)計(jì)工作是分離的，而建筑基坑施工中逆作法施工的地下結(jié)構(gòu)和支護(hù)設(shè)計(jì)都是要求統(tǒng)一的，這樣就導(dǎo)致了設(shè)計(jì)與施工缺乏協(xié)調(diào)性，在實(shí)際工作中經(jīng)常造成一些本來(lái)就可以采用逆作法進(jìn)行施工的工程由于設(shè)計(jì)和施工不協(xié)調(diào)而無(wú)法進(jìn)行。這個(gè)方面也是建筑基坑施工中逆作法施工需要改進(jìn)的，逆作法的發(fā)展同時(shí)也不能離開(kāi)設(shè)計(jì)施工一體化。在施工還沒(méi)有開(kāi)始的時(shí)候，如果由施工總承包單位來(lái)進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)的施工，在保證和尊重原創(chuàng)作的受力的條件下，應(yīng)該保證施工與設(shè)計(jì)的協(xié)調(diào)，并且允許施工單位在實(shí)際施工應(yīng)用逆作法對(duì)工藝實(shí)施進(jìn)一步的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

6 結(jié)束語(yǔ)

工程建設(shè)迅速發(fā)展的過(guò)程中，高層和超高層建筑深基礎(chǔ)順作法技術(shù)會(huì)被不斷創(chuàng)新，逆作法這種相對(duì)新穎的施工技術(shù)在現(xiàn)實(shí)生活中也會(huì)被不斷推廣應(yīng)用，二者綜合在一起，可以利用其中的優(yōu)點(diǎn)共同發(fā)展。雖然逆作法施工中仍有差異沉降施工控制、導(dǎo)柱垂直度控制、土方開(kāi)挖方法改進(jìn)等問(wèn)題解決，但是其總體的發(fā)展趨勢(shì)仍需關(guān)注綠色、環(huán)保與可持續(xù)發(fā)展?？茖W(xué)技術(shù)的大力發(fā)展以及大量全自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備的應(yīng)用，大大降低了逆作法施工的成本和風(fēng)險(xiǎn)，且為信息化提供了必要的依據(jù)。隨著不斷完善的逆作法施工理論，相信以后會(huì)有更多處于特殊地質(zhì)條件或密集區(qū)的地下工程將選擇逆作法進(jìn)行施工。

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