淺談高層建筑施工中逆作法技術(shù)的應(yīng)用

許彬彬+冷黎明

摘 要： 逆作法施工是高層建筑施工質(zhì)量提升的重要途徑，不僅能夠?qū)Ξ?dāng)前投入困難有效解決，還能滿足日益增長(zhǎng)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求。高層建筑逆作法施工可最大限度地利用現(xiàn)有資源，并能夠有效調(diào)節(jié)基坑受力情況及沉降變形，在逆作法應(yīng)用后必須確保基坑施工符合設(shè)計(jì)指標(biāo)。為此，本文主要對(duì)高層建筑逆作法施工特點(diǎn)、施工流程進(jìn)行了分析與探究。

關(guān)鍵詞： 高層建筑；逆作法；施工流程

一、建筑逆作法施工特點(diǎn)

逆作法是指順著建筑物地下軸線、附近施工地下連續(xù)墻及其他支護(hù)結(jié)構(gòu)，在建筑物內(nèi)部相關(guān)部位進(jìn)行澆筑施工，或?qū)⒅虚g支承樁、柱打入，并在底板封底前對(duì)上部結(jié)構(gòu)自重與施工荷載加以承受的支撐。隨后對(duì)地面一層梁板樓面結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工，實(shí)現(xiàn)地下連續(xù)墻剛度支撐最大化。同時(shí)逐層向下開(kāi)挖土方，并對(duì)各層地下結(jié)構(gòu)進(jìn)行澆筑施工，最終進(jìn)行底板封底施工。在完成地面一層樓面結(jié)構(gòu)施工后，可以為上部結(jié)構(gòu)提供施工條件，因此可以上、下同時(shí)進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)施工。

與傳統(tǒng)順序施工方法比較，逆作法有下述技術(shù)特點(diǎn)：

1、逆作法施工只有地下層占絕對(duì)工期，其他各層地下室可與地上結(jié)構(gòu)同時(shí)施工，不占絕對(duì)工期，因此可以縮短工程的總工期。

2、能減少基坑變形，使相鄰的建（構(gòu)）筑物、道路和地下管線等的沉降減少，在施工期間可保證其正常使用。

3、采用逆作法施工可省掉地下室外墻及外墻下工程樁的工程總造價(jià)的 1/3左右。

4、施工時(shí)底板的支點(diǎn)增多，跨度減小，較易滿足抗浮要求，甚至可減少底板配筋，使底板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)趨向合理。

5、節(jié)省支護(hù)結(jié)構(gòu)的支撐，不需要拆除內(nèi)支撐的爆破及其廢渣的外運(yùn)，避免了環(huán)境污染。節(jié)省此部分上方挖填方工程量及其費(fèi)用，據(jù)統(tǒng)計(jì)可節(jié)省土方 1/4左右。簡(jiǎn)化基坑的施工工序，經(jīng)濟(jì)效益明顯。

二、高層建筑工程逆作法施工流程

1、施工準(zhǔn)備

進(jìn)場(chǎng)施工前，首先要組建項(xiàng)目經(jīng)理部，落實(shí)施工材料和工作人員，合理安排施工材料和工作人員，與業(yè)主及監(jiān)理保持密切協(xié)作，安排專(zhuān)人負(fù)責(zé)進(jìn)料，并由工程師核定，確保井壁管、過(guò)濾管、黏土等材料的質(zhì)量。

2、人工挖孔樁施工

本工程采用地下排樁支護(hù)體系，排樁采用挖孔樁，人工挖孔樁采用間隔跳段施工，成孔后下鋼筋籠澆筑C35號(hào)混凝土。按設(shè)計(jì)圖施工中間支承柱和基礎(chǔ)，人工挖孔樁分為基樁與上部空段兩部分。當(dāng)基樁部分澆筑到樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，便由工人下去布置定位環(huán)安裝定位鋼板并調(diào)校水平，然后由工人在下面扶正、卡位，保證其垂直度后，在地面用十字架固定鋼管柱上端，然后澆筑管內(nèi)混凝土。

3、柱樁定位

逆作法施工時(shí)，是由工程樁接高的鋼管柱支承豎向荷載的，將來(lái)在立柱外再包裹混凝土作正式地下室柱，所以其軸線位置與垂直度必須精確，要求偏差在20mm以內(nèi)，否則會(huì)影響正式工程柱子位置的準(zhǔn)確性，由于鋼管柱支承在人工挖孔樁上，故兩者的準(zhǔn)確連接是施工中的一大重點(diǎn)和難點(diǎn)。本工程采用設(shè)置限位鋼板的方法來(lái)固定鋼管柱，在人工挖孔樁樁芯混凝土上安裝25mm厚M1型環(huán)形鋼板，在其上焊接三個(gè)16mm厚限位鋼板用于固定鋼管位置，然后吊裝鋼管柱及澆筑樁芯混凝土封住鋼管柱腳，這樣就能最大限度地保證鋼管柱的準(zhǔn)確連接，且施工快捷。

4、土方開(kāi)挖

土方開(kāi)挖是高層建筑工程施工中的重要階段，其階段相關(guān)工序主要包括破碎、松動(dòng)、挖裝及運(yùn)輸出渣等。在逆作法施工中，基坑周?chē)Ⅲw結(jié)構(gòu)中起水平支撐作用的主要是地下室的各板、梁等結(jié)構(gòu)，同時(shí)使地下室以現(xiàn)箱型結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出來(lái)，這樣在地下室承受土體壓力時(shí)，其承受力可以按照各部分所占剛度比進(jìn)行分配，通常樁身承受的荷載有正摩擦力、自重、負(fù)摩阻力、上部外荷載及樁端阻力等，在這些荷載共同作用下，會(huì)出現(xiàn)樁抬升及沉降變形等情況。如地質(zhì)構(gòu)造相同，在土體壓力承受方面，逆作法施工應(yīng)用承受的壓力要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于順作法支護(hù)系統(tǒng)，這就要求準(zhǔn)確計(jì)算中間支撐柱的升抬及沉降數(shù)值。當(dāng)高層建筑工程施工中，相鄰柱之間的沉降差比警報(bào)值大時(shí)，應(yīng)將上部結(jié)構(gòu)施工停止，并對(duì)開(kāi)挖速度進(jìn)行不斷加快，同時(shí)在部分施工段要根據(jù)相關(guān)情況放慢，或加固及注漿等。土方開(kāi)挖施工中要重視空間效應(yīng)，特別是對(duì)開(kāi)挖長(zhǎng)度、深度及寬度進(jìn)行有效控制，要準(zhǔn)確計(jì)算其影響系數(shù)及范圍，并重視時(shí)間效應(yīng)。

5、沉降差施工

在高層建筑工程施工中應(yīng)用逆作法技術(shù)，必須重視沉降差問(wèn)題。在建筑施工中，將有一圈地下連續(xù)墻插入，在基坑開(kāi)挖應(yīng)力釋放及上部荷載共同作用下，會(huì)有抬升及沉降情況在地下連續(xù)墻出現(xiàn)，如沉降過(guò)大時(shí)，將直接影響到建筑物結(jié)構(gòu)的安全性。通常沉降差必須在20毫米以下，如大于警報(bào)值，必須將高層建筑上部施工作業(yè)停止，在局部節(jié)點(diǎn)位置進(jìn)行壓重的加強(qiáng)，也可以選用開(kāi)挖速度放慢或局部加快等方式。通常情況下為解決基坑開(kāi)挖出現(xiàn)的立柱樁抬升問(wèn)題，可以選用將樁上部摩阻力降低的方式。如通過(guò)支撐增設(shè)或壓力預(yù)加等方式進(jìn)行加固，將坑底隆起所產(chǎn)生沉降問(wèn)題進(jìn)行有效降低。將立柱樁承載力加大也可以將沉降差有效降低，如增大樁徑、樁底注漿及選擇高承載力樁端等。通過(guò)剪刀撐臨時(shí)增加及完成永久墻體結(jié)構(gòu)來(lái)解決立柱間剛性所產(chǎn)生不均勻變形問(wèn)題。

6、節(jié)點(diǎn)施工

節(jié)點(diǎn)就是地下水平支撐與垂直支撐體系的交匯點(diǎn)，逆作法相比其他施工方法存在極大的不同，這種情況下，運(yùn)用逆作法的地下室結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)施工將不同于正常施工的節(jié)點(diǎn)作業(yè)。逆作法主要遵循自上至下施工的順序，在設(shè)計(jì)時(shí)逆作法結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)，必須符合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范，要對(duì)施工中受荷載條件要求進(jìn)行最大限度地滿足，對(duì)逆作法中水平結(jié)構(gòu)與順作法施工豎向結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效處理。在整個(gè)基坑施工中，其主要水平支撐結(jié)構(gòu)就是梁板結(jié)構(gòu)，這些板墻梁柱節(jié)點(diǎn)留置必須在剪力最小位置，主要有兩種節(jié)點(diǎn)處理方式，也就是預(yù)埋剪力連接件施工法和預(yù)埋連接鋼板法，預(yù)埋剪力連接件施工法具有施工便捷及較好接頭抗剪性的優(yōu)勢(shì)，預(yù)埋連接鋼板法也具有施工便捷及接頭受力強(qiáng)的特點(diǎn)，但要求具有較高的電焊質(zhì)量，焊接量大，技術(shù)性強(qiáng)，有時(shí)會(huì)對(duì)施工進(jìn)度造成一定影響，在實(shí)際施工中，必須按照設(shè)計(jì)規(guī)范及具體施工情況進(jìn)行節(jié)點(diǎn)施工。

7、安全措施

（1）為保證工程施工時(shí)的基坑安全，必須對(duì)基坑進(jìn)行監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括環(huán)境監(jiān)測(cè)和基坑工程本體監(jiān)測(cè)。（2）由于采用逆作法施工，其挖土工作在室內(nèi)環(huán)境下進(jìn)行，與傳統(tǒng)的挖土和運(yùn)輸方式有所不同，因此必須采取安全措施。a.機(jī)械明挖土階段。機(jī)械明挖期間，開(kāi)機(jī)人員上班前必須檢查機(jī)械操作情況，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)修理，嚴(yán)禁帶病操作。挖土機(jī)在前、后行走及回轉(zhuǎn)時(shí)必須看清楚前后方是否有人或有障礙物，特別要防止碰撞鋼管樁。配合機(jī)械挖土人員必須看清卸斗挖點(diǎn)及回轉(zhuǎn)禁區(qū)，嚴(yán)禁在禁區(qū)內(nèi)配合作業(yè)。b.人工地下暗挖土階段。在地下暗挖土?xí)r，必須按規(guī)定的路線挖掘，必須從高至下，挖土必須按比例放坡挖掘，嚴(yán)禁亂挖，以防造成塌方傷人。挖土至模板松動(dòng)時(shí)，必須先拆除模板和其他墜落物，然后繼續(xù)開(kāi)挖。拆除的材料必須隨時(shí)清除，不準(zhǔn)堆放在挖土的上方，以防下滑擊傷人體。

三、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，伴隨高層建筑規(guī)模的不斷擴(kuò)大，其施工難度也隨之增大，傳統(tǒng)施工技術(shù)已經(jīng)無(wú)法對(duì)高層建筑施工要求進(jìn)行有效滿足，逆作法在高層建筑施工中的大量應(yīng)用，可以對(duì)高層建筑工程中面臨的諸多問(wèn)題進(jìn)行有效解決。基于此，施工企業(yè)必須對(duì)逆作法施工技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確把握，只有這樣才能有效提高建筑工程的質(zhì)量，才能推動(dòng)企業(yè)的發(fā)展。■

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