逆作法在地下工程施工中的應用探析

蕭 洋

(貴州地礦基礎工程有限公司，貴州 貴陽 550000)

隨著高層建筑的發展，地下室層數不斷增加，基坑也不斷加深，且這類深基坑多在城市核心區，周邊環境復雜，對環境保護要求較高。逆作法為從上至下逐層開挖土方和澆注各層地下結構，各層結構作為圍護結構的水平支撐，直至底板封底。同時，由于地面一層結構已經完成，為上部結構的施工提供了條件，因此可同時進行上部結構施工。與常規臨時支護方式相比具有諸多優點，因此，對逆作法在地下工程施工中的應用進行深入研究迫在眉睫。

1 逆作法施工原理分析

逆作法在當前地下工程施工建設中的應用方式為，在確定工程軸線的基礎上進行連續墻等支護結構基礎施工，同時在地下工程內部確定位置，然后進行混凝土澆筑工作，在中間部分設置支撐樁，可為上層地基結構產生有效的支撐作用。地下逆作法應用的關鍵是支撐樁施工以及底板封底工作，以此為上部結構施工提供有效的荷載支撐。在上層支撐結構施工完成后，即可進行下一層梁板樓面結構的施工建設，此種施工原理與地下連續墻相當，可作為連續墻，在連續墻澆筑施工中，要求沿著地層從上向下開挖和澆筑施工。

2 工程概況

某項目地上部分由2 棟辦公塔樓、2 棟公寓塔樓和位于基座部分的商業裙樓構成。四棟塔樓分別位于基地四角，圍繞商業裙房布置。辦公塔樓高度約200m。公寓塔樓高度約120m。商業裙樓地上5 層，高度約26m。地下部分共4 層，其中地下1 層為商業及配套物業服務設施；地下2 層至地下4 層為汽車庫，地下3 層、地下4 層為人防工程。項目總建筑面積約36 萬m2，其中地下建筑面積約11 萬m2。底板埋深約20m，地下室穿越土層由上至下依次為：填土、粉質粘土、粉土、粉質粘土。地下水埋深0.6m?；迂Q向共設置3道水平支撐，第一道支撐為臨時支撐，第二、三道支撐為結構板兼做支撐即逆作板。地下室逆作板平面布置形式如圖1所示。

3 逆作層結構體系

3.1 主要結構參數

圍護結構（地下室外墻） 1000mm 地下連續墻，采用C30 混凝土。基坑深19.85m，連續墻嵌固深度24.65m，墻底以上9.65m 為素混凝土。主體結構地下一層梁板結構（順做）；地下二層梁板結構（順做）；地下三層頂板為核6 級人防臨空板（逆作），普遍板厚400mm；地下四層頂板為核5級人防臨空板（逆作），普遍板厚500mm；底板為樁筏，板厚1200mm。各道支撐中，第一道支撐為臨時支撐，第二、三道支撐為地下三、四層頂板即逆作板。

3.2 構造形式

逆作板與連續墻節點部位采用腰梁連接的形式，腰梁尺寸400×800，連續墻內預埋結構框架主梁主筋接駁器且垂直主梁豎向延墻體設置壁柱，板筋不做預埋，板主筋錨固于腰梁內，腰梁通過預埋插筋與連續墻連接。連續墻與逆作板節點如圖2 所示。

3.3 計算模型

節點處樓板主筋不在連續墻內做預埋，樓板與腰梁整澆，樓板鋼筋錨固于腰梁內，因腰梁剛度要遠低于連續墻剛度，故主體結構樓板與地下連續墻節點在此處不能完全按照剛性節點模擬。對此，設計中對于節點處邊跨樓板跨中內力計算，可采用一端固結一端鉸接的模型，對于樓板支座內力計算，可采用兩段固結的模型。腰梁預埋插筋計算模型構建要求以《混凝土結構設計規范》作為依據。

3.4 節點施工縫防水構造

由于地下連續墻直接作為地下室外墻，無法鋪設全包柔性防水層，腰梁與連續墻間存在施工縫，本工程采用在腰梁中部位置預埋止水鋼板及膨脹止水條，其中止水鋼板與預埋槽鋼焊接，同時在施工縫內預埋袖閥管。

4 逆作法在地下工程施工中的應用

4.1 土方施工

在土方施工中，如出現土方結構變形等嚴重的安全隱患，需暫停施工，拖延工程進度，因此，很難估計成本的增加，特別是在惡劣的條件下，還可能導致建筑安全事故。根據工程施工情況，土方施工主要有3 種方法：開挖法、地下開挖法和屋面開挖法。高層建筑施工一般以地下挖掘為主。施工前，應提前設置集水井基坑，保證高程開挖面深度可超過1.0m，發揮排水、降水作用，提升開挖施工安全性。土方開挖初期，道路通暢，機械設備健康，降水條件、排水系統等與開挖條件一致，如果上部承重柱可靠有效，即可進行土方開挖，在開挖前，還需要了解土方壓力強度。土方開挖時，上部和下部同時施工，有利于保證工程進度。此外，在地下封閉施工中，土方開挖所造成的粉塵和噪聲比較小，不會對周圍環境造成較大不良影響。采用反向施工技術，樓板可代替水平支撐，需要注意對沉降量進行準確計算。如果相鄰2 根立柱間沉降差大于規定值，則應暫停上部立柱結構施工，同時加快基底施工，加固支護柱，保證基礎承載力達標。

4.2 節點施工

在墻梁節點和柱梁節點施工中，應提前將鋼環安裝在柱樁的中間位置，并準備好墻內預埋件，柱梁和墻梁的鋼筋需要捆綁在一起，同時澆筑混凝土。在整個基礎板施工完成之前，在組合柱和墻體部位，還需要進行混凝土澆筑、振搗。在高層建筑施工中，為了保證施工質量達到理想的水平，應該注意，在梁模板完成后，根據圖紙確定墻體和復合柱節點，對節點進行處理，以確保施工能達到理想的質量水平。

4.3 地下室樓面梁與連續墻施工

當襯砌墻未完工時，可采用逆向施工技術，將裸露梁兩端與襯砌墻連接，從而提高建筑整體的穩定性和安全性。另外，在土方開挖時，可以采用逆向施工技術。在內襯墻內設置一定量的鋼筋，以保護建筑圍護結構。在地下室施工過程中，如果施工工序控制不當，就會造成施工方案和實際操作過程偏差，嵌入鋼很難提前工作，對此，可以采用逆作法施工技術，采用種植鋼筋的方法，提高地下室地板梁和防滲墻的密度和質量。對于地下水位較高的地質構造，應先設置水幕墻，再進行人工挖掘和打樁，形成連續墻結構，一般可采用機械開槽，可有效提高施工效率。

5 地下工程逆作法施工注意事項

在采用逆作法施工的過程中，中間支撐柱有兩種，一種是永久結構柱，另一種是臨時支撐柱。在中間支護柱的施工過程中，容易忽視樁孔的質量控制，而中間支護柱的質量受樁孔的影響。因此，必須采取有效措施，保證樁孔承臺下的軟弱下臥層和中間層滿足設計要求，確保樁的擴徑符合設計要求，提升中間支承柱承載力。

在逆作法施工過程中，地下室梁板、中間支撐柱和地下連續墻之間有許多連接節點。在處理這些連接時，存在著鋼筋連接量大，施工難度大，節點間連接困難等問題。對此，應加強對滲漏、開裂等問題的預防控制，為建筑后期使用中留下安全隱患。在逆作法施工過程中，地下連續墻是結構的外墻。地下連續墻與梁、板之間的連接主要取決于嵌入的連接鋼筋和各種類型的連接鋼板。因此，在土方開挖后，應注意清除預埋連接鋼筋和各種接頭鋼板中的淤泥，將地下連續墻與連接鋼筋和各種節點鋼板進行有效連接，同時在預埋件施工中，嚴格控制預埋件精度和質量。

6 結語

綜上所述，本文主要結合實例，對地下工程逆作法施工技術要點進行了詳細探究。地下逆作法是地下施工中的創新技術。在各層結構以及土方開挖施工中，可在圍護墻和頂板結構的掩護下作業，施工安全性較高，并且施工進度塊，不會發生下沉現象。另外，由于自上而下的逆作法施工結構，在每一層施工完成后即可交付使用，可有效提升地下工程施工效益，因此值得推廣應用。