高層建筑施工中逆作法的應(yīng)用分析

姚向輝

摘 要：近年來，市場經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，使得建筑工程如雨后春筍般紛紛涌起，逆作法施工得到了應(yīng)用。這種技術(shù)以地面為起始點，向上、向下同時進(jìn)行施工，直至工程完工，具有一定的便利性。為此，本文在充分了解逆作法施工原理的基礎(chǔ)上，對逆作法施工技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行了分析與探究。

關(guān)鍵詞：逆作法;高層建筑;應(yīng)用

1 逆作法的理論概述

逆作法是指先沿建筑物地下室軸線或周圍施工地下連續(xù)墻或其他支護(hù)結(jié)構(gòu)，同時建筑物內(nèi)部的有關(guān)位置澆筑或打下中間支承樁和柱，作為施工期間于底板封底之前承受上部結(jié)構(gòu)自重和施工荷載的支撐。然后施工地面一層的梁板樓面結(jié)構(gòu)，作為地下連續(xù)墻剛度很大的支撐，隨后逐層向下開挖土方和澆筑各層地下結(jié)構(gòu)，直至底板封底。同時，由于地面一層的樓面結(jié)構(gòu)已完成，為上部結(jié)構(gòu)施工創(chuàng)造了條件，所以可以同時向上逐層進(jìn)行地上結(jié)構(gòu)的施工。如此地面上、下同時進(jìn)行施工，直至工程結(jié)束。分類逆作法可以分為全逆作法、半逆作法、部分逆作法、分層逆作法。推廣應(yīng)用逆作法，能夠提高地下工程的安全性，可以大大節(jié)約工程造價，縮短施工工期，防止周圍地基出現(xiàn)下沉，是一種很有發(fā)展前途和推廣價值的深基坑支護(hù)技術(shù)。

2 逆作法施工技術(shù)所帶來的效益

1）社會效益。逆作法施工技術(shù)的社會效益主要表現(xiàn)在：第一，逆作法采用“表層支撐、底部施工”的作業(yè)方式，所以能夠保持地面道路的暢通，在土建中有很大益處;第二，逆作法能夠從根本 解決支護(hù)樁側(cè)向變形的問題，可以避免周圍環(huán)境因變形值超過臨界值而產(chǎn)生基礎(chǔ)下沉、路面塌陷等現(xiàn)象，保障了周圍建筑的安全;第三，逆作法大大提高了建筑物的抗震能力，土體與地下連續(xù)墻之間的摩擦力、粘結(jié)力不僅能夠承受垂直荷載，而且可以承受地震作用下的傾覆力矩和巨人的水平剪力。

2）環(huán)境效益。逆作法施工技術(shù)的環(huán)境效益主要表現(xiàn)：第一，揚塵。逆作法采耿暗挖的挖土方式，避免了傳統(tǒng)開敞開挖手段所產(chǎn)生的大量建筑灰塵對城市所帶來的環(huán)境影響;第二，除噪。逆作法施工技術(shù)在地下室施工時先是整體澆注表層樓面，然后再向下挖土，所以在施工過程中，噪音會因為表層樓面的阻隔而大幅度降低，避免了夜間施工的噪音問題。

3）經(jīng)濟(jì)效益。高層建筑施工采用逆作法施工同時還具有較大的經(jīng)濟(jì)效益，通常基坑維護(hù)墻和地下室外墻采用兩墻合一的形式，一方面能夠在工程用地范圍內(nèi)最大限度地拓展地下室的有效面積，另一方面單獨設(shè)立維護(hù)墻的投資得以節(jié)省。另外，地下室的樓蓋結(jié)構(gòu)替代了圍護(hù)墻的支撐體系，支撐結(jié)構(gòu)的費用得以節(jié)省，使得受力更加趨于合理。

3 逆作法在高層建筑施工中的具體應(yīng)用

1）地下連續(xù)墻施工。地下連續(xù)墻應(yīng)用較多的形式主要有人工挖孔排樁連續(xù)墻以及機械成槽連續(xù)墻兩種形式。人工挖孔排樁連續(xù)墻通過將人工開挖成孔并澆筑水泥混凝土而成的人工挖孔樁連續(xù)而成，需要注意的是樁身之間應(yīng)該采用楔形并利用鋼筋扣接處理，對于地下水位較高以及含水較多的涂層，在人工挖孔排樁連續(xù)墻的外側(cè)應(yīng)預(yù)先設(shè)置止水幕墻。機械成槽連續(xù)墻的深度應(yīng)該進(jìn)入密不透水而且具有一定地基強度的持力層，主要通過鉆機以及專用抓土機機械成槽而成。

2）支承柱的施工。支撐柱在逆作法施工中主要是對地下室樓層以及逆筑地上結(jié)構(gòu)及施工荷載起到支撐的作用。常見形式主要有鋼筋混凝土鉆孔灌注樁、鋼筋混凝土核心支承柱以及勁性支承柱三種。 鋼筋混凝土鉆孔灌注樁主要利用高層建筑結(jié)構(gòu)的柱與樁基礎(chǔ)，通過在施工區(qū)域地面施工而成，鋼筋混凝土鉆孔灌注樁需要注意的是，必須確保樁長并使其能夠達(dá)到持力層，同時對于地下室各結(jié)構(gòu)層的標(biāo)高位置應(yīng)設(shè)置鋼板預(yù)埋件，以便于與結(jié)構(gòu)層的鋼筋進(jìn)行焊接;鋼筋混凝土核心支承柱則是通過在高層建筑結(jié)構(gòu)的柱位置，首先通過人工挖孔形式，待達(dá)到地下室底板位置時，進(jìn)行機械成孔直至地下室底板位置，并施工鋼筋混凝土核心支承柱，樁頂面應(yīng)達(dá)到地面首層以上1.50m左右;勁性支承柱則是在高層建筑結(jié)構(gòu)的柱位處，通過人工成孔，孔深至設(shè)計樁基礎(chǔ)深度后安裝鋼筋籠并澆筑混凝土成樁，勁性支承柱與孔壁需要設(shè)置臨時水平支撐，以滿足支撐住的剛度與穩(wěn)定性要求。

3）柱樁定位。逆作法施工時，是由工程樁接高的鋼管柱支承豎向荷載的，將來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和難點。本工程采用設(shè)置限位鋼板的方法來固定鋼管柱，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）基坑挖土施工。基坑挖土施工直接關(guān)系到逆作法施工的工程施工進(jìn)度以及施工安全，稍有不慎容易發(fā)生基坑土體變形，影響施工的順利進(jìn)行。土體的開挖方式主要包括明挖、暗挖以及蓋挖三種形式，在高層建筑逆作法施工技術(shù)中一般采用暗挖方法。首先在基坑內(nèi)設(shè)置集水井，集水井的深度需要在挖土面標(biāo)高下0.5m-1.0m左右，確保施工安全。基坑土體的開挖深度需要綜合考慮多方面因素，確保地下連續(xù)墻的結(jié)構(gòu)強度、變形與位移滿足施工要求，同時便于施工零層板和基礎(chǔ)柱，并盡可能的減少下部封閉條件下挖土施工工程量。對于暗挖挖土施工，如果基坑內(nèi)的跨度相對較大，一般通過小型挖掘機施工，并由人工輔助清理。如果基坑內(nèi)作業(yè)空間狹小，可以通過人力挖土，并由輸送機具作水平和垂直運輸。

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)，必須重視沉降差問題。在建筑施工中，將有一圈地下連續(xù)墻插入，在基坑開挖應(yīng)力釋放及上部荷載共同作用下，會有抬升及沉降情況在地下連續(xù)墻出現(xiàn)，如沉降過大時，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，如大于警報值，必須將高層建筑上部施工作業(yè)停止，在局部節(jié)點位置進(jìn)行壓重的加強，也可以選用開挖速度放慢或局部加快等方式。通常情況下為解決基坑開挖出現(xiàn)的立柱樁抬升問題，可以選用將樁上部摩阻力降低的方式。如通過支撐增設(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。通過剪刀撐臨時增加及完成永久墻體結(jié)構(gòu)來解決立柱間剛性所產(chǎn)生不均勻變形問題。

4 節(jié)點的施工

節(jié)點是地下水平支撐體系與垂直支撐體系的交匯點，因此它也成為結(jié)構(gòu)施工最容易出現(xiàn)問題的地方。節(jié)點的處理有兩種方式：一是將要連接的構(gòu)件混凝土保護(hù)層鑿掉，暴露出鋼筋，然后將后續(xù)的構(gòu)件的主筋與暴露的主筋焊牢，支模、澆注混凝土;二是按設(shè)計圖紙，在節(jié)點處預(yù)埋鋼筋或型鋼等，并與后續(xù)的構(gòu)件鋼筋焊牢，支模、澆注混凝土。由于逆作法施工，其地下室結(jié)構(gòu)節(jié)點形式與常規(guī)施工方法有著較大的區(qū)別。墻梁和柱梁的節(jié)點施工是先在中柱樁預(yù)留的鋼圈上與地下連續(xù)墻下預(yù)埋件分別焊上鋼板，并在鋼板上再焊鋼筋，然后綁扎梁的鋼筋，澆注混凝土，待基礎(chǔ)底板完成后，再澆注外包復(fù)合柱和復(fù)合墻的混凝土，復(fù)合柱、墻與梁的節(jié)點是當(dāng)模板墊層完成后先接施工圖定出柱、墻的豎向主筋位置。

5 結(jié)論

綜上所述，在社會經(jīng)濟(jì)水平提升的過程中，逆作法作為高層建筑工程施工的主要技術(shù)之一，引起了行業(yè)人員的高度重視。能夠在提高施工效率的基礎(chǔ)上，降低施工造價，必須針對實際情況，控制好各個施工步驟，防止出現(xiàn)地基下沉的現(xiàn)象，促進(jìn)建筑工程事業(yè)的健康穩(wěn)定發(fā)展。

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