建筑工程逆作法施工工藝過程分析

李志宏 包頭市建筑職工教育培訓中心

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建筑工程逆作法施工工藝過程分析

李志宏 包頭市建筑職工教育培訓中心

現代城市超高層建筑的不斷涌現，地下空間工程深度不斷加大，很多高層建筑的地下已達到3～4層。這類地下工程難以實施常規的明挖順做法，故目前多采用暗挖逆作法施工。

一、概念

逆作法是在逆作面處先形成豎向結構，以下各層地下水平結構自上而下施工，并利用地下水平結構平衡抵消圍護結構側向土壓力的施工方法。逆作法是相對順做法而言的，其施工程序與傳統的順做法正相反。

傳統的順做法是放坡大開挖或用支護結構支護后垂直開挖，挖至基礎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直至主體封頂；而逆做法是先沿地下建筑物周圍施工地下圍護結構墻（一般多為地下連續墻），在地下建筑內部按柱網軸線施工少量中間支撐柱，然后進行地下首層的梁、板及樓面結構施工。待圍護墻和支撐柱及結構頂板完成后，利用出入口和通風道或單獨設置豎井，自上而下施工單層或多層地下結構，也可同時進行地上結構的施工，待地下室大底板完成后再施工復合柱及復合墻。在地下室澆筑鋼筋混凝土底板前，地面上的上部結構允許施工的層數要經計算確定。

二、選用該法主要考慮因素

宜為2層及2層以上較深較大的地下工程；周邊環境復雜，對四周環境保護要求特別嚴格的地下工程；施工場地狹窄，不具備撇開式開挖條件；工期要求緊，縮短施工工期有特別重要的意義或有巨大的經濟效益；基坑面積較大而且形狀復雜，采用一般支護結構難以完成的地下工程

三、逆作法的施工過程

（一）地面施工階段

地面施工階段包括圍護墻、中間柱、頂板施工。圍護墻多為地下連續墻，在不需止水的地區也可采用排樁的支護形式。地下連續墻施工前宜進行成槽試驗，確定施工流程和槽段長度、泥漿密度、混凝土配合比和導管內初存混凝土量和控制高度等技術參數，單元槽段寬度應根據槽壁穩定性及鋼筋籠起吊能力劃分，宜控制在4～8米。排樁可采用人工、機械等多種工藝間隔施工。綁扎、吊裝和安放排樁鋼筋籠時，應保證其安放方向與設計方向一致。

冠梁施工前，應將地下連續墻或排樁上部的混凝土浮漿鑿除。中間支撐柱一般為鋼筋混凝土柱、鋼管混凝土柱、型鋼柱等，多采用樁基礎工藝施工。

地面施工階段對交通、市民生活及地下管道等有干擾，應快速細致完成。頂板、圍護墻、柱是施工及運營期間主體結構的一部分；施工中完成的樓板是施工階段有助于側墻穩定和運營期間整體結構的組成部分，若側墻穩定有需要，樓板上、下方需加臨時水平撐。

（二）逆作施工階段

逆作施工階段包括土方開挖，結構，裝修和設備安裝。地下挖土是先從兩端的取土口直接用取土設備挖出工作面，然后用人力和小型挖掘機從取土口的挖土工作面向基坑中間開挖，或由中間取土口直接向四周擴散開挖。地下連續墻與中間支撐柱周邊的土方應采用人工開挖，邊挖土邊對地下連續墻內壁面與支撐柱外表面進行人工修整。對挖出的土方用手推車或小型裝載機運至出土口，然后用專用運輸設備提升至地面，裝車外運。

根據地下室樓板結構的形式，模板一般采用土模承重法。先將基坑內的土按施工組織設計要求挖至預定標高，做混凝土墊層，待混凝土墊層稍有強度后，按圖彈出軸線與梁邊線，并在模板的支點上進一步用水泥砂漿找平，使標高誤差控制在規定要求內，然后支模板澆筑混凝土，達到養護齡期后拆模，最后施工大底板。基礎底板施工是地下主體結構的最后部分，是實現結構閉合的重要環節，對保證逆作施工安全穩定有重要意義，因此應采取各種輔助措施確保底板達到設計要求，特別在結構對接、底板與外側墻處防水、混凝土澆筑等環節，須采取可靠的技術保證措施。

四、逆作法施工特點

（一）優點

1.利用地下室樓板作為地下連續墻的水平支撐體系，可節約圍護工程造價，取消臨時支撐體系的施工和拆除，工期相對縮短。2.由于利用地下室梁板樓面結構作為地下連續墻的內部支撐，與臨時支撐相比其剛度大，受力好，圍護結構變形小，對相鄰建筑物和周邊管線影響小。3.由于地上結構可與地下結構同時施工，可縮短工期，但地上結構允許施工層數要事先計算。4.與傳統方法相比，由于與地上結構同步施工，逆作法施工基礎底板較易滿足抗浮要求，使底板設計趨向合理。5.由于土方開挖和主體結構施工交錯進行，逆作結構的自身荷載由立柱直接承擔并傳至地基，可減少大開挖時卸載對持力層的影響，降低基坑內地基的回彈量。6.首層結構平面可作為工作平臺，不必另架設開挖工作平臺與內撐，可大幅削減支撐和工作平臺等臨時設施，減少施工費用。7.由于只挖走地下室結構范圍內的土方，可比傳統明挖減少土方量，亦消除了外墻周邊回填土的施工作業。8.施工可少受風雪雨的影響，且土方量開挖較少或基本不占總工期。

（二）缺點

1.施工環境較差。自上而下施工，上面覆蓋使下面的施工作業條件較差，很難使用大型施工機械設備，投入人力和物資量大，管理難度大。2.由于挖土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撐柱和降水用井點管，目前尚缺乏靈活，高效的小型挖土機械，使挖土難度大，進度緩慢。

3.鋼筋預埋位置準確性差，鋼筋接頭一般在同一截面。接頭方式多采用焊接，焊接施工環境差。4.混凝土施工縫多，易出現滲漏，處理較困難。5.在含水層部位施工時易影響相鄰建筑物的基礎受力狀態和地面交通。6.逆作法支撐位置受地下室層高限制，無法調整高度，若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截面及配筋。

五、施工注意事項

1.逆作法施工中，地下連續墻作為施工階段的擋土、止水結構，同時也是地下室的永久結構外墻，其混凝土在水下灌注，若控制不好易出現夾泥、滲漏等現象，更嚴重的是強度達不到設計要求，因此在地下連續墻施工中，對水下混凝土的質量控制至關重要，否則出現問題難以補償。

2.逆作法施工中，作為豎向支撐的支撐柱分為兩種；一種是利用被包裹在框架柱內部的永久性結構柱；另一種是僅起豎向支撐作用，待結構完成后被拆除的臨時性支撐柱。支撐柱的樁孔的質量控制易被忽視，故應確保樁孔持力層下沒有不符合設計要求的夾層、軟弱下臥層，并確保樁的擴底尺寸滿足設計要求，避免因樁承載力不足而出現質量問題。

3.逆作法施工中，地下室梁板與地下連續墻、中間支柱須二次施工連接的節點多，節點的鋼筋連接量大，新舊混凝土接口不易處理，施工難度大，要加強控制。