逆作法在高層建筑施工技術(shù)中的應用

【摘 要】近年來，隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展和城市建設(shè)水平的不斷提高，高層建筑也隨之不斷增多。以往高層建筑地下室作業(yè)中，通常采用的都是逆做法，該方法的施工時間在整個工程的工期中所占的比例較大。當前，伴隨著建筑技術(shù)的不斷進步，逆作法以其自身諸多的優(yōu)點逐漸被運用到高層建筑施工當中，并成為高層建筑地下室施工的一種較為有效的方法。本文首先對逆作法施工的工藝原理及分類進行簡介，進而分析了逆作法施工的特點，并在此基礎(chǔ)上提出逆作法施工在高層建筑地下室施工中的應用。

【關(guān)鍵詞】高層建筑；逆作法；施工技術(shù)；地下結(jié)構(gòu)

隨著施工技術(shù)的不斷發(fā)展，地下連續(xù)墻已經(jīng)可以作為永久支護結(jié)構(gòu)的一部分來承受地上建筑的垂直荷載，從而使地下、地上同時施工的設(shè)想變?yōu)榭赡埽矠槟孀鞣ㄊ┕ぬ峁┝吮匾臈l件。逆作法雖然是近些年才發(fā)展起來的一種施工技術(shù)，但卻以其諸多的優(yōu)點被廣泛用于高層建筑的地下結(jié)構(gòu)施工當中。本文就逆作法在高層建筑施工技術(shù)的應用展開探討，僅供參考。

1 逆作法施工的工藝原理及分類

1.1 逆作法施工的工藝原理

逆作法是高層建筑深基坑支護的一種施工技術(shù)，其主要是通過對高層建筑地下結(jié)構(gòu)自身抗力的合理利用，來達到支護基坑的目的。逆作法的工藝原理為：首先，設(shè)置地下室的邊墻或基坑的圍護結(jié)構(gòu)，即沿著建筑物周圍澆筑地下連續(xù)墻；其次，在建筑內(nèi)部打入中間支撐樁，以此來支撐底板封底之前的結(jié)構(gòu)自重以及施工荷載；再次，逐層向下開挖土方并澆筑各層地下結(jié)構(gòu)，直至底板封底。此時地面一層結(jié)構(gòu)基本完成，為上部結(jié)構(gòu)施工創(chuàng)造了有利條件，使上下部施工可同時進行。

1.2 逆作法分類

逆作法按照施工過程的不同，可分為以下幾種類型：1.全逆作施工。主要是指在施工過程中，利用各層的鋼筋混凝土樓板作為圍護結(jié)構(gòu)的支撐，建筑材料則是通過事先預留的孔洞進行放入；2.半逆作施工。先澆筑混凝土樓板，并利用其形成的交叉梁作為圍護結(jié)構(gòu)的支撐，待挖土結(jié)束后再進行樓板的二次澆筑；3.部分逆作施工。主要是利用局部土方對圍護結(jié)構(gòu)形成的支護來防止由于側(cè)向應力使圍護結(jié)構(gòu)發(fā)生位移；4.分層逆作施工。圍護結(jié)構(gòu)通常采用的都是土釘墻，整個施工過程不是一次完成的，而是分層逆作。

2 逆作法施工的特點

逆作法施工是高層建筑地下室及多層地下結(jié)構(gòu)施工的有效方法。與傳統(tǒng)施工方法相比，逆作法施工具有以下特點：

2.1 能夠縮短總工期

高層建筑通常都會帶有多層地下室，若是用傳統(tǒng)的方法進行施工，總工期=地下工期+地上工期，而采用逆作法進行施工，一般只有地下1層占絕對工期，其余各層地下室則可與地上工程同時施工，因此，能夠縮短總工期。

2.2 基坑變形小，鄰近建筑沉降少

由于逆作法施工主要是將地下室結(jié)構(gòu)作為周圍支護結(jié)構(gòu)地下連續(xù)墻的內(nèi)部支撐，與臨時的支撐結(jié)構(gòu)相比，地下室結(jié)構(gòu)的剛度相對較大，所以地下連續(xù)墻在側(cè)壓力作用下的變形則相對較小。另外，中間支撐住的存在增加了底板的支點，澆筑完成后的底板形成了多跨連續(xù)板結(jié)構(gòu)，從而減少了底板的隆起，同時也減少了臨近建筑的沉降。

2.3 能夠節(jié)省大量的施工費用

2.3.1 節(jié)省工程樁費用。采用傳統(tǒng)施工方法進行地下室施工，需設(shè)置地下室外墻及工程樁，這一費用是相當可觀的。而使用逆作法進行施工，是以地下連續(xù)墻作為基坑開挖的支護結(jié)構(gòu)，而且能夠與內(nèi)襯墻組成復合結(jié)構(gòu)，并以此作為地下室永久性的承重外墻，從而使材料得到了較為充分的利用，通常采用逆作法施工大約能夠節(jié)省地下室工程總造價的30%左右。

2.3.2 節(jié)省土方挖填方費用。多層地下室若采用臨時支護結(jié)構(gòu)施工，為了便于外防水層作業(yè)，通常會留出1m左右的凈距離作為施工空間之用，那么勢必會使基坑上方的開挖土方量有所增加，當完成地下室施工后，又要增加外墻周圍超挖的回填土方量。采用逆作法施工則可在地下室外墻位置直接構(gòu)件連續(xù)墻，節(jié)省了這部分土方開挖工程及費用，大約可節(jié)省土方25%左右。

2.3.3 節(jié)省防水墻費用。采用地下室臨時支護結(jié)構(gòu)施工時，一般都需要做防水墻。而逆作法施工是以復合式結(jié)構(gòu)作為自防水的地下室外墻，因此，能夠節(jié)省這部分費用。

2.4 簡化施工工序，經(jīng)濟效益明顯

采用逆作法進行施工，使地下室的外墻與基坑的圍護墻兩墻合一，不僅省去了單獨設(shè)立圍護墻的工序，而且在工程用地范圍內(nèi)最大限度擴大了地下室的面積，從而增加了有效使用面積。另外，地下室的樓蓋板代替了圍護墻的支撐體系，一方面使受力更為合理，另一方面節(jié)省了大量的支撐費用，因此，逆作法施工具有明顯的經(jīng)濟效益。

3 逆作法施工在高層建筑地下室施工中的應用

3.1 中間支撐柱的施工

中間支撐柱不僅是逆作法施工中最重要的環(huán)節(jié)，而且也是整個施工過程中的主要承重結(jié)構(gòu)。底板以下的支承柱是整體結(jié)構(gòu)的樁基部分，一般都采用混凝土灌注樁；底板以上的支承柱則屬于地下室結(jié)構(gòu)柱，通常采用的是鋼管柱。在高層建筑的施工過程中，支承柱基本都是置于結(jié)構(gòu)柱的位置或縱橫墻相交處。由于支承柱屬于永久性的結(jié)構(gòu)柱，所以必須對其精度進行嚴格控制，偏差需小于20mm。

3.2 沉降差異的控制

在高層建筑中采用逆作法施工，由于最先施工的部位是地下室樓板，接著是上部結(jié)構(gòu)，最后是基礎(chǔ)大底板，所以施工前期的工程樁一部分是受力的，一部分是不受力的，這樣就會使地下墻與立柱之間存在很大的沉降差，導致澆筑完成的梁與樓板之間會產(chǎn)生裂縫，從而是整體結(jié)構(gòu)的安全性受到威脅。因此，在實際施工過程中，必須對沉降差異加以控制，具體措施如下：1.工況設(shè)定及沉降計算。應根據(jù)低級裝、地質(zhì)指標、荷載等情況對地下墻與立柱之間的受力進行沉降差異估算，在土方開挖的各個階段，應確保兩者的沉降差符合結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求；2.動態(tài)控制。在施工過程中，應對地下水位、變形情況、挖土工況、地下墻以及立柱樁等進行全面監(jiān)測，并以監(jiān)測結(jié)果作為依據(jù)，進行土體力學參數(shù)的反算，以此來修正下階段的工況。若相鄰兩柱之間的沉降差超過安全值時，必須立即停止施工，并采取相應措施加以控制。

3.3 挖土技術(shù)

挖土技術(shù)分為蓋挖、明挖和暗挖三種，在逆作法施工中主要采用的是暗挖。挖土技術(shù)在逆作法施工中具有相當重要作用，其不僅直接影響工程的安全性和工期，同時也是導致土體變形的主要原因。在挖土技術(shù)中，土口設(shè)置是較為重要的環(huán)節(jié)。土口的大小必須滿足結(jié)構(gòu)受力的要求；各個土口之間的水平距離一方面應滿足暗挖時自然通風的要求，另一方面還應滿足二次翻土的要求；土口的具體數(shù)量可根據(jù)一個取土口能兼顧3塊抽條區(qū)域的出圖要求進行確定。另外，在暗挖施工中應遵循限時、對稱、平衡、分層、分塊的原則進行施工。

3.4 地下室樓板模板的支設(shè)

在高層建筑施工中，采用逆作法施工進行地下室支模最重要的兩種類型是：塔架支模和土模承重。塔架支撐的具體做法如下：首先將地下一層高出的土體挖掉，接著搭建梁板模板并澆筑混凝土，然后向下延伸垂直方向的結(jié)構(gòu)。需注意的是應盡量避免梁板支撐結(jié)構(gòu)發(fā)生沉降和變形；土模承重的具體做法如下：先挖土至設(shè)計高度，并整平夯實，然后澆筑混凝土墊層，厚度盡量控制在50mm左右，待混凝土稍微變硬時再用水泥砂漿找平，以此來控制標高誤差，最后搭置模板即可。

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