高層建筑逆作法施工技術(shù)研究

孫洪斌

（黑龍江奔馳建筑集團(tuán)有限責(zé)任公司，黑龍江 哈爾濱 150030）

1 逆作法施工技術(shù)的歷史與現(xiàn)狀

近年來隨著深基坑開挖工程的逐漸增多，深基坑支護(hù)技術(shù)有了很大的發(fā)展，逆作法就是一項(xiàng)近幾年發(fā)展起來新興的基坑支護(hù)技術(shù)。目前，國內(nèi)北京王府井大廈、上海森茂國際大廈、天津紫金花園和天津百貨大樓等工程采用了逆作法施工，均取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，并為逆作法施工工藝積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

逆作法是施工高層建筑多層地下室和其他多層地下結(jié)構(gòu)的有效方法。國外如美、日、德、法等國家，在多層地下結(jié)構(gòu)施工中已廣泛應(yīng)用，收到較好的效果。1935年日本首次提出逆作法工藝概念，隨后試用于地下工程。經(jīng)歷了60余年的研究和工程實(shí)踐，目前已在一定規(guī)模上應(yīng)用于高層和超高層的多層地下室、大型地下商場、地下車庫、地鐵、隧道、大型污水處理池等結(jié)構(gòu)，雖然對逆作法的施工工藝和相關(guān)理論都取得一定成果，應(yīng)用也有一定的普及，但目前仍作為一種特殊施工方法應(yīng)用，主要用于對工程有特殊要求，或用傳統(tǒng)方法施工滿足不了要求而又十分不經(jīng)濟(jì)的情況下。

我國在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上亦將逆作法正式用于多層地下室施工，如上海基礎(chǔ)工程科研樓的兩層地下室、高116m上海電信大樓的3層地下室、上海延安東路黃浦江越江隧道1號風(fēng)塔的地下室、上海合流污水治理主泵房地下直徑63m的圓井、海口國際金融大廈的兩層地下室、上海明天廣場58層3層地下室、廣州新中國大廈地上43層地下5層等等，都成功地應(yīng)用了逆作法，全國有北京、上海、遼寧、深圳、廣州等地全面推廣采用了逆作法。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，到目前為止，我國約有60多項(xiàng)中大型工程采用了逆作法施工，并取得了明顯的經(jīng)濟(jì)和社會效益，出現(xiàn)了采用逆作法施工熱。

目前國內(nèi)采用逆作法施工的深基坑已到地下5層，19m深，而且向更大更深方向發(fā)展。大量深基礎(chǔ)工程集中在市區(qū)，施工場地狹小，施工條件復(fù)雜，如何減小基坑開挖對四周建 (構(gòu))筑物、道路和地下管線及市政設(shè)施的影響，發(fā)展基坑開挖擾動(dòng)環(huán)境穩(wěn)定控制理論和方法將越來越引起人們進(jìn)一步的關(guān)心和重視。

另外，逆作法已列入2001年頒布的中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范第7章基坑工程；在冶金工業(yè)部發(fā)布的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑基坑工程技術(shù)規(guī)范》(YB9258-97)第16章中也列出了基坑工程逆作法，各地方如上海、廣州等地也陸續(xù)公布了地下室逆作法施工法(YJGF02-%)和(YIGF07-98)說明逆作法施工已日趨成熟，列入規(guī)范編制施工法，目前正在全國各地順利地推廣和應(yīng)用。

實(shí)踐證明，利用逆作法施工開挖深度大的多層地下結(jié)構(gòu)是十分有效的。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，高層建筑越來越多，基坑深度越來越大，逆作法施工技術(shù)作為一種十分有效的深基坑支護(hù)技術(shù)必將得到越來越廣泛的應(yīng)用。

2 逆作法理論

逆作法是相對于建筑物施工的常規(guī)順序而言的。建筑物施工的常規(guī)順序是先開挖基坑，然后從基礎(chǔ)開始，逐層向上施工，基坑開挖所需的支護(hù)，屬于施工的措施，與建筑物的地下結(jié)構(gòu)各不相干。而地下室逆作法施工是利用地下室的樓蓋結(jié)構(gòu)、梁、板、柱和外墻結(jié)構(gòu)作為基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)施工的支撐結(jié)構(gòu)，在坑內(nèi)的水平支撐體系和圍護(hù)體系由上而下進(jìn)行地下室結(jié)構(gòu)的施工，與此同時(shí)可進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)的施工。所以其施工順序是自上而下進(jìn)行，地下結(jié)構(gòu)、基坑支護(hù)以及因逆作而帶來的特殊要求，都需要在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中加以解決。

對于深度大的多層地下室，用傳統(tǒng)方法施工存在一些問題。如開敞式施工，即大開口放坡開挖，或用支護(hù)結(jié)構(gòu)圍護(hù)后垂直開挖，挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高后澆筑鋼筋混凝土底板，再由下而上逐層施工各層地下室結(jié)構(gòu)，待地下結(jié)構(gòu)完成后再進(jìn)行地上結(jié)構(gòu)施工。首先支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)置存在一定困難，由于基坑很深，支護(hù)結(jié)構(gòu)的擋墻長度很大，費(fèi)用大大增加，尤其是基坑內(nèi)部支護(hù)結(jié)構(gòu)的支撐用量大，一方面需用大量大規(guī)格的鋼材，另一方面也增加了地下結(jié)構(gòu)施工的難度；其次如用井點(diǎn)設(shè)備降低地下水時(shí)，水位的降低會引起土體固結(jié)，使周圍地面產(chǎn)生沉降，如不采取特殊措施，亦會危及基坑附近的建筑物、地下管線和道路。深基坑的開挖，基坑的變形和周圍地面的沉降是施工中急待解決的問題之一。

實(shí)踐證明，逆作法適用于基坑較深，建筑場地狹小，周邊環(huán)境對基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的水平變形有嚴(yán)格限制的情況。其工藝原理是先沿建筑物地下室軸線 (地下連續(xù)墻也是地下室結(jié)構(gòu)承重墻)或周圍(地下連續(xù)墻等只用作支護(hù)結(jié)構(gòu))施工地下連續(xù)墻或其他支護(hù)結(jié)構(gòu)，同時(shí)在建筑物內(nèi)部的有關(guān)位置(柱子或隔墻相交處等，根據(jù)需要計(jì)算確定)澆筑或打下中間支承樁和柱，作為施工期間在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、板等樓面結(jié)構(gòu)，作為地下連續(xù)墻剛度很大的支撐，隨后逐層向下開挖土方和澆筑各層地下結(jié)構(gòu)，直至底板封底。與此同時(shí)，由于地面一層的樓面結(jié)構(gòu)已完成，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。但是在地下室澆筑鋼筋混凝土底板之前，地面上的上部結(jié)構(gòu)允許施工的層數(shù)要經(jīng)計(jì)算確定。

建筑深基坑支護(hù)采用逆作法，是地面以下各層地下室是自上而下施工，并借助于地下結(jié)構(gòu)自身的能力對基坑產(chǎn)生支護(hù)作用，來保證基坑土方開挖，并利用地下各層的鋼筋混凝土樓板的水平剛度和抗壓強(qiáng)度，使各層樓板成為基坑圍護(hù)樁(墻)的水平支撐點(diǎn)，并利用基坑外不同方向的土壓力(包括被動(dòng)土壓力)的自相平衡來抵消對坑壁圍護(hù)樁(墻)的不利影響。因此在施工時(shí)一般先施工樓板，再挖樓板下面的土方。

3 逆作法適用的意義

3.1 高層建筑推廣應(yīng)用逆作法，能夠提高地下工程的安全性，可以大大節(jié)約工程造價(jià)，縮短施工工期，防止周圍地基出現(xiàn)下沉，是一種很有發(fā)展前途和推廣價(jià)值的深基坑支護(hù)技術(shù)。

3.2 逆作法施工可以利用建筑結(jié)構(gòu)本身作內(nèi)支撐。由于結(jié)構(gòu)本身的側(cè)向剛度是無限大的，因此，可以從根本上解決支護(hù)樁的側(cè)向變形，從而使周圍環(huán)境不至出現(xiàn)因變形值過大而導(dǎo)致路面沉陷、基礎(chǔ)下沉等問題，保證了周圍建筑物的安全。

3.3 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承受垂直荷載，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)。

[1]董 昀.逆作法施工技術(shù)在高層建筑施工中的應(yīng)用.上海銀錦建設(shè)工程咨詢有限公司. 【期刊】山西建筑.2010-02-20.

[2]黃紹新.高層建筑的"逆作法"施工.建筑工人.【期刊】建筑工人.1998-03-15.

[3]張愛青.高層建筑的施工技術(shù).唐山市房管局.【期刊】工程建設(shè)與設(shè)計(jì).2009-06-20