逆作法施工技術在建筑工程深基坑中的應用

傅錢挺 潘臻峰

(1.慈溪市質監站,浙江寧波 315300;2.慈溪市大地建設有限公司,浙江寧波 315300)

逆作法施工技術在建筑工程深基坑中的應用

傅錢挺1潘臻峰2

(1.慈溪市質監站,浙江寧波 315300;2.慈溪市大地建設有限公司,浙江寧波 315300)

在介紹逆作法施工技術原理、特點的基礎上,對逆作法在深基坑工程中的應用情況進行了分析,主要針對密集建筑區和軟土質地質條件下逆作法的應用;最后對逆作法在深基坑工應用中應注意的問題及技術發展趨勢進行了簡述。

逆作法 深基坑 應用

隨著城市空間的不斷拓展，建筑空間逐漸呈現出“向上要空間、向下要空間”的發展趨勢。隨著地下空間開發力度的不斷增大，地下室層數越建越多，基坑工程設計和施工日益呈現出“越挖越深、越挖越大、周邊環境越挖越復雜”的狀態，對于如此大規模的深基坑工程施工設計，應用新型施工技術則成為必然。

1 逆作法技術原理及逆作法基坑工程發展歷程

逆作法技術是利用地下室基坑四周的圍護墻和坑內的豎向立柱作為“逆作”階段的豎向承重體系，利用地下室自身結構層的梁板作為基坑圍護的內支撐，以±0．000層為起始面，由上而下進行地下結構施工，同時由下而上進行上部主體結構施工[1]。逆作法具有以下特點：①支撐剛度大，有利于深基坑開挖的穩定；②主體地下結構和基坑支護結構結合，避免支撐的設置拆除，節約資源；③地下連續墻作為圍護結構和地下室外墻兩墻合一，可省去施工操作空間，可使地下室空間外放2～3m。既提高土地的利用率，也增加了一定的經濟效益[2][3]。

2 逆作法施工技術在建筑工程深基坑中的應用

2.1 逆作法在密集建筑區域內深基坑中的應用

對于建筑物密集區域進行深基坑開挖時，需要綜合考慮環境保護、建筑物超載、場地施工條件等問題。

為評價基坑開挖對周邊環境的影響，可采用有限元計算程序對基坑施工全過程進行數值模擬分析，通過選取合理本構模型，考慮基坑與周邊建筑物的相互影響，同時考慮土體與結構的相互接觸作用、初始地應力場和基坑開挖工序等因素，在施工期間，通過監測設備對周邊建筑物的沉降、傾斜情況和裂縫等進行監測，同時監測的要素還包括路面的沉降、連續墻的側向位移、連續墻的主筋應力、土壓力、坑外土體側斜、立柱沉降和坑外地下水位等，并通過實測數據進行反分析確定合理土體參數，可預估復雜環境條件下基坑開挖產生周邊建筑物的附加變形，從而為基坑變形控制設計提供支持[4][5][6]。

2.2 逆作法在軟土地質深基坑中的應用

逆作法在深基坑工程應用過程中一個關鍵點就是差異隆沉問題[3]，這一問題在軟土地質深基坑施工過程中更要特別關注。引起差異隆沉的原因主要在于在深基坑施工過程中，土方卸載、應力場、位移場的變化會引起較大的坑內土體回彈和隆沉量，土體的差異回彈值、載荷與開挖順序不同造成立柱樁之間以及立柱樁與地下連續墻之間出現隆沉問題。

針對軟土地質深基坑運用逆作法施工技術出現的差異隆沉問題，工程實踐中主要通過以下幾種方式加以控制[3][7][8]：①樁端位于顯著回彈區之外，可增加土對立柱樁向下摩阻力，減小單樁隆沉，最終減小樁間差異隆沉；②通過數值模擬方法進行隆沉預估算，可有效減小差異隆沉帶來的不利影響；③在軟土基坑中，實行分塊開挖，減小每步開挖空間尺寸，控制卸荷量，并縮短基坑擋墻在未支撐前的暴露時間，減小土體的流變變形，有效控制坑底回彈；同時，減少每步開挖結束后的土體暴露時間，限時形成樓板和支撐，可以使立柱樁上部所受樓板、支撐荷載抵消部分下部土體對立柱樁向上的摩阻力，從而控制立柱樁隆沉量，減小差異隆沉。④加強監控管理，做到動態化設計、信息化施工。及時將差異變形情況匯總反饋，并根據現場情況調整挖土順序、局部加快或放慢挖土、調整場地內車輛行進路線等。

3 應注意的問題及技術趨勢

3.1 逆作法施工應注意的問題

逆作法施工技術在深基坑工程建設應用中一個特別注意的問題就是施工過程的安全監測問題，主要包括對立柱沉降的監測、立柱內力的監測、結構梁板的內力監測以及坑底隆起變形的監測等。其中3個項目的監測要十分注意[1]，即立柱差異沉降及立柱與圍護墻差異沉降監測、結構梁板的內力監測以及坑底土體隆起監測。

3.2 逆作法施工技術趨勢

針對傳統逆作法施工存在的缺點和不足，文獻[9]提出了一種大開口的逆作法施工技術，在保留傳統逆作法不做支撐的優點的同時，又兼顧了順作法留設大開口出土空間的優點。對于大開口逆作法，關鍵技術在于在確保結構變形和拉應力在設計允許范圍內，確定大開口的位置和尺寸大小以及對主體結構的加固方式等。

此外，對逆作結構受力機理和變形特點的研究、支護墻體形式的多樣化發展、設計施工一體化研究等均是未來的發展方向，并且隨著計算機模擬技術的不斷發展，計算模型的精準性隨之提高，對逆作法在深基坑工程中的應用進行三維模擬計算也成為可能[10]，進一步提升了工作效率和安全系數。

4 結語

文章在介紹逆作法施工技術原理、特點的基礎上，對逆作法在深基坑工程中的應用情況進行了分析，主要針對密集建筑區和軟土質地質條件下逆作法的應用；最后對逆作法在深基坑工應用中應注意的問題及技術發展趨勢進行了簡述，相信隨著城市空間的不斷發展，逆作法施工技術會有越來越廣泛的應用前景。

[1]楊學林,周平槐.逆作地下室設計中的若干關鍵問題[J].巖土工程學報,2010,32(7):238-244.

[2]賈堅.逆作開挖深基坑控制卸載變形的方法與實踐[J],巖土工程學報,2007,29(2):304-308

[3]郭曉航,謝小林,賈堅.軟土深基坑逆作開挖差異隆沉控制研究[J],巖土工程學報,2012,34(11):72-76.

[4]戴斌,王衛東,徐中華.密集建筑區域中深基坑全逆作法的設計與實踐[J],地下空間與工程學報,2005,1(4):579-583.

[5]鐘錚,許亮.緊鄰保護建筑的深基坑逆作法設計與實踐[J],巖土工程學報,2010,32(7):249-255.

[6]丁勇春,程澤坤,王建華.深基坑施工對歷史建筑的變形影響及控制研究[J],巖土工程學報,2012,34(11):644-648.

[7]王允恭.逆作法設計施工與實例[M].北京:中國建筑工業出版社,2011.

[8]劉建航,侯學淵.基坑工程手冊[M].北京:中國建筑工業出版社,1997.

[9]賴允瑾,周生華.大開口逆作法技術在深大基坑中的應用[J],巖土工程學報,2010,32(7):299-305.