關于逆作法施工技術探析

裘豐 曹雪峰

（1、江西中昌工程咨詢監理有限公司，江西 南昌 330000；2、江西昌泰高速公路有限責任公司，江西 南昌 330000）

逆作法是相對于建筑物施工的常規順序而言的。建筑物施工的常規順序是先開挖基坑，然后從基礎開始，逐層向上施工，基坑開挖所需的支護，屬于施工的措施，與建筑物的地下結構各不相干。而地下室逆作法施工是利用地下室的樓蓋結構、梁、板、柱和外墻結構作為基坑圍護結構和基礎施工的支撐結構，在坑內的水平支撐體系和圍護體系由上而下進行地下室結構的施工，與此同時可進行上部結構的施工。所以其施工順序是自上而下進行，地下結構、基坑支護以及因逆作而帶來的特殊要求，都需要在結構設計中加以解決。

對于深度大的多層地下室，用傳統方法施工存在一些問題。如開敞式施工，即大開口放坡開挖，或用支護結構圍護后垂直開挖，挖至設計標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構，待地下結構完成后再進行地上結構施工。首先支護結構的設置存在一定困難，由于基坑很深，支護結構的擋墻長度很大，費用大大增加，尤其是基坑內部支護結構的支撐用量大，一方面需用大量大規格的鋼材，另一方面也增加了地下結構施工的難度；其次如用井點設備降低地下水時，水位的降低會引起土體固結，使周圍地面產生沉降，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。

實踐證明，逆作法適用于基坑較深，建筑場地狹小，周邊環境對基坑支護結構的水平變形有嚴格限制的情況。其工藝原理是先沿建筑物地下室軸線 (地下連續墻也是地下室結構承重墻)或周圍(地下連續墻等只用作支護結構)施工地下連續墻或其他支護結構，同時在建筑物內部的有關位置(柱子或隔墻相交處等，根據需要計算確定)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構自重和施工荷載的支撐，然后施工地面一層的梁、板等樓面結構，作為地下連續墻剛度很大的支撐，隨后逐層向下開挖土方和澆筑各層地下結構，直至底板封底。

1 原理

先沿建筑物地下室軸線或周圍施工地下連續墻或其他支護結構，同時建筑物內部的有關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構自重和施工荷載的支撐。然后施工地面一層的梁板樓面結構，作為地下連續墻剛度很大的支撐，隨后逐層向下開挖土方和澆筑各層地下結構，直至底板封底。同時，由于地面一層的樓面結構已完成，為上部結構施工創造了條件，所以可以同時向上逐層進行地上結構的施工。如此地面上、下同時進行施工，直至工程結束。

2 逆作法分類

2.1 全逆作法：利用地下各層鋼筋混凝土肋形樓板對四周圍護結構形成水平支撐。樓蓋混凝土為整體澆筑，然后在其下掏土，通過樓蓋中的預留孔洞向外運土并向下運入建筑材料。

2.2 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，對圍護結構形成框格式水平支撐，待土方開挖完成后再二次澆筑肋形樓板。

2.3 部分逆作法：用基坑內四周暫時保留的局部土方對四周圍護結構形成水平抵擋，抵消側向壓力所產生的一部分位移。

2.4 分層逆作法：此方法主要是針對四周圍護結構，是采用分層逆作，不是先一次整體施工完成。分層逆作四周的圍護結構是采用土釘墻。

3 逆作法施工特點

3.1 可使建筑物上部結構的施工和地下基礎結構施工平行立體作業，在建筑規模大、上下層次多時，大約可節省工時1/3。

3.2 受力良好合理，圍護結構變形量小，因而對鄰近建筑的影響亦小。

3.3 施工可少受風雨影響，且土方開挖可較少或基本不占總工期。

3.4 最大限度利用地下空間，擴大地下室建筑面積。

3.5 一層結構平面可作為工作平臺，不必另外架設開挖工作平臺與內撐，這樣大幅度削減了支撐和工作平臺等大型臨時設施，減少了施工費用。

3.6 由于開挖和施工的交錯進行，逆作結構的自身荷載由立柱直接承擔并傳遞至地基，減少了大開挖時卸載對持力層的影響，降低了基坑內地基回彈量。

3.7 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，無法調整高度，如遇較大層高的地下室，有時需另設臨時水平支撐或加大圍護墻的斷面及配筋。由于挖土是在頂部封閉狀態下進行，基坑中還分布有一定數量的中間支承柱和降水用井點管，目前尚缺乏小型、靈活、高效的小型挖土機械，使挖土的難度增大。但這些技術問題相信很快會得到解決。

4 逆作法施工技術要點

4.1 設計中應進行逆向思維。在正作法中，地下室的剪力墻如核心筒、人防墻及地下室外墻等作為豎向構件承擔荷載。但在逆作法中，剪力墻是先施工上一層，再施工下一層，受力模式已發生變化，故建立計算模型時應按大梁輸入。

4.2 鋼管柱與梁板的連接。采用環梁節點，須預先在鋼管上焊接抗剪環箍，且定位要求精確。當施工期間地下室標高發生改動時，其處理措施相當麻煩，因為現場補焊環箍操作困難，而且管內混凝土可能因溫度過高而影響受力性能。

4.3 鋼管柱吊裝的垂直度控制。由于逆作法的施工工藝的特殊性，決定了地下室的豎向構件必須采用鋼管柱或格構式鋼柱，而吊裝這一豎向構件時如何控制垂直度成為關鍵因素，先在樁頂標高以下1米處安設一定位鋼板，定位鋼板有三個調節螺栓，以調節鋼板水平，鋼管柱中部采用鋼筋制成籠狀定位架，在地面也設有井字形定位木架，實踐證明，這種定位方法取得較高的精度，可以滿足工程需要。

4.4 地下室樓面梁與連續墻的連接。在逆作法工程中。內襯墻尚未完成，邊跨的樓面梁一端支承在鋼管柱上，另一端則必須支承在地下連續墻上。原設計思路在地下連續墻鋼筋籠中預埋鋼筋，地下室開挖后鑿去砼保護層后，扳出鋼筋與梁鋼筋焊接即可，但由于施工誤差及建筑方案修改，這些預埋鋼筋位置偏差太大而失去作用，實際施工中采用植筋的辦法解決，因連續墻中鋼筋太密，將梁端彎矩適當調幅到跨中。

4.5 底板周邊連續墻連接處止水措施。這個部位的止水成功與否對整個地下室的止水乃至使用安全有著決定性作用。地下連續墻鋼筋籠中與底板位置預埋一豎向鋼板，澆筑底板前焊接一水平止水鋼板，實際效果非常理想，底板周邊未發現滲漏現象。

4.6 樁基類型的確定。從鋼管柱安裝定位的要求來看，人工挖孔樁是較好的選擇，筆者曾在另一個工程中使用鉆孔灌注樁，由于泥漿的擾動，鋼管柱難以保證垂直度，開挖后發現偏心較大。

5 逆作法的優勢

5.1 保證了上蓋結構的提前施工，縮短了整個工程結構施工的工期，經計算，本工程采用逆作法比采用正作法縮短了至少一個月工期，取得巨大的商業效益。

5.2 基坑變形小，相鄰建筑物影響小，實測結果顯示基坑頂點變形不足15mm，周邊路面沉降量也極小，對附近民居和文物均未造成不良影響。

當然，通過對本工程的研究，我們可以看出逆作法目前仍存在一些尚待完善和解決的問題，如基坑連續墻和水平支撐的優化設計對土方開挖的影響、連續墻與樓層梁板節點的準確定位、承臺與底板間施工縫的處理、連續墻槽段間的滲漏等，都有待通過工程實踐不斷進行改進。

[1] 將曙杰.逆作法化解高層建筑施工難題[J].北京:中國建設報，2006.

[2] 常士驃，張蘇民.簡明工程地質手冊[M].北京:中國建筑出版社，1998.