逆作法施工技術的原理探析

摘 要：在最近幾年最新開發流行的一項基坑支護措施是逆作法，其是在建筑高層多層建筑物的地下構造以及其他多層地下室構造有用的措施。在美、法、德、日等國外的建筑中已經被廣泛的運用，成果較好，雖然逆作法的建筑技術和相應的理論都得到了一定的發展，也在一些地區普及使用，但是這項措施現在仍然是一項特殊的建筑技術，針對于有特殊要求的建筑，或者傳統建筑技術不能達到要求的標準以及成本又較高的狀態下使用。

關鍵詞：逆作法；施工；建筑；原理應用

1 逆作法施工技術的原理

首先順著建筑物地下結構的中心線或者附近建筑地下連續墻或者別的支護構造，并且建筑物內部構造地下支撐柱和樁或者有關的位置澆筑，在建筑物建筑中作為底板封底前承載上部構造的重量和建筑負荷重量的支撐物。地下連續墻的剛度在很大程度上依靠建筑層面一層的梁板露面構造的支撐，然后慢慢的向下挖掘土以及澆灌每層地下構造，直到板底封底。與此同時，因為地面一層的建筑已經完工，為建筑上面的構造奠定了基礎，所以能夠一起建筑上部構造。這樣，地面上下結構一起建筑，直到建筑完工。

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 逆作法施工工藝特點

3.1 在建筑施工時，可以使建筑物地下基礎構造和地上構造一起進行平面立體建筑，如果建筑物上下層數比較多，規模不小的情況下，可以節約三分之一的工時。

3.2 受力在合理良好的范圍內，所以圍護構造不用大幅度的變動，對旁邊建筑物的影響很小。

3.3 建筑施工能夠少受天氣環境的影響，而且挖掘的土方很少或者根本不會占用總施工的時間。

3.4 最大程度的發揮利用地下空間，增加地下室可使用的面積。

3.5 地面一層的構造可以作為施工的平臺，這樣可以不用再架設施工平臺和內部支撐，大幅度的降低了施工平臺和內部支撐的機械設備，降低了成本開支。

3.6 因為建筑和挖掘交錯施工，逆作構造自身的重量由立柱直接承載并且傳至地基，降低了挖掘時對持力層的影響，減少了基坑內部地基的回彈量。

3.7 逆作法具有的缺點，因為地下室層數制約了逆作法支撐的部位，沒有辦法調整高度，如果地下室的層高較大的情況下，需要增加圍護的斷面積和配置的鋼筋數量或者需要搭設臨時的水平支撐。因為挖掘土方是在上面的構造封閉的情況下開展的，基坑中還存在著少量的降水用井點管以及中間支撐柱，現在小型靈活的挖掘機又很缺乏，增加了挖掘的難度。但是相信這些技術難題能夠很快得到解決。

4 逆作法施工技術的要點

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 梁板以及鋼管柱的連接。在建筑中使用環梁節點的技術，首先要把抗剪環箍焊在鋼管柱上，同時焊接的位置一定要準確。在進行地下室建筑中，如果地下室的標準高度發生改變的時候，再處理起來就會很麻煩，因為在施工現場再進行焊接環箍是很難的一項技術，同時管內的混凝土受現場溫度升高而升高會影響了其性能。

4.3 連續墻和地下室樓面梁的連接。在采取逆作法建筑中，當內襯墻還沒有完工前，邊側的樓面梁一端要借助地下連續墻支撐，另一端依靠鋼管柱支撐。在設計的計劃中要把鋼筋預先埋在連續墻的鋼筋籠中，在挖掘好地下室的土方開鑿出保護層之后，拔出預先埋入的鋼筋和梁鋼筋進行焊接就可以了，但是在實際的建筑現場中因為建筑出現的誤差以及修改建筑計劃，之前預先埋入的鋼筋會因為建筑偏差太大而派不上用場，在建筑現場使用移植鋼筋的措施，由于在連續墻內預埋的鋼筋很多，把梁端彎折調整到跨中的位置。

4.4 確定樁基的種類。從裝置鋼管柱的位置標準來看，挖孔柱最好選擇人工的方式，本人曾經在一個建筑現場觀看過使用鉆孔設備挖孔柱，因為泥漿的影響，所挖的孔柱垂直度不能夠得到保證，成型后的孔柱偏心比較嚴重。

5 經濟效益

使用逆作法技術，一般情況下基坑的圍護墻可以和地下室的外墻使用一套維護，不僅節省了再建設一套圍護墻的時間，還在工程用地的基礎上能夠最大程度的擴張地下室的平方，提高可使用的面積。除此之外，地下室頂部構造能夠替代圍護墻的支撐體系，能夠節約大量的支撐成本。同時頂部構造作為支撐體系，還能處理建筑特殊形狀的平面或者有的部分沒有樓蓋所產生的進行布置支撐物的難題，而且受力還很合理。綜上所述，再加上能夠縮短施工周期，所以在軟土土質上建筑地下室層數很多的多層建筑，使用逆作法技術能夠節省大量的費用。一般情況下能夠節約地下總成本的百分之二十五到三十五。

6 環境效益

6.1 噪音方面：由于逆作法在施工地下室時是采用先表層樓面整體澆筑，再向下挖土施工，故其在施工中的噪音因表層樓面的阻隔而大大降低，從而避免了因夜間施工噪音問題而延誤工期。

6.2 產生灰塵方面：一般情況下挖掘地基土方時都是開敞方式，在挖掘時產生的大量灰塵都會進入到空氣中，破壞空氣質量，影響城市環境；使用逆作法建筑，其是在封閉的地表下進行施工建筑，在很大程度上降低了灰塵。

7 社會效益

7.1 影響交通方面：因為逆作法的施工建筑是在表層進行支撐，在封閉的地表下開工，所以不會影響城市交通的正常運行，在地表上車輛正常運行的情況下，它可以繼續在地表下進行開工，防止了因為建筑而產生的交通堵塞或者繞道行的損失。

7.2 采用了逆作法，+0.00層平板結構先完成，可以利用結構本身作內支撐。由于結構本身的側向剛度是無限大的，且壓縮變形值相對圍護樁的變形要求來講幾乎等于零。因此，可以從根本上解決支護樁的側向變形，從而使周圍環境不至出現因變形值過大而導致路面沉陷、基礎下沉等問題，保證了周圍建筑物的安全。

7.3 在建筑中使用逆作法技術，土體和地下連接墻之間的摩擦力和粘結力不僅能夠承載上部的重量，還可以承受水平方向的風力以及在地震中建筑物底部所形成的傾覆力和水平剪力，很大程度上提升了抗震作用。我國是地震多發地帶，所以建筑物的抗震能力不能忽視，從施工建筑方面來看，選擇最佳的建筑技術能夠在很大程度上提高建筑物的抗震能力，逆作法技術就符合這項要求，因此，在進行基坑支護時采用逆作法技術能夠帶來很大的社會效益。

現在，我國在2001年頒發的建筑地基設計標準規則中就把逆作法納入其中；各個地區也相應的頒布了地下室逆作法技術法（YJGF07-98）和（YJGF02-96），從中可以看出逆作法技術發展也越來越成熟，此技術在基坑支護中發展前景無量。上世紀是逆作法技術的初起階段，之后在我國大范圍的廣泛使用，現在這項技術越來越成熟，肯定會有更廣闊的發展。