建筑工程逆作法施工工藝過(guò)程分析

李志宏 包頭市建筑職工教育培訓(xùn)中心

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建筑工程逆作法施工工藝過(guò)程分析

李志宏 包頭市建筑職工教育培訓(xùn)中心

現(xiàn)代城市超高層建筑的不斷涌現(xiàn)，地下空間工程深度不斷加大，很多高層建筑的地下已達(dá)到3～4層。這類(lèi)地下工程難以實(shí)施常規(guī)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(jié)構(gòu)，以下各層地下水平結(jié)構(gòu)自上而下施工，并利用地下水平結(jié)構(gòu)平衡抵消圍護(hù)結(jié)構(gòu)側(cè)向土壓力的施工方法。逆作法是相對(duì)順做法而言的，其施工程序與傳統(tǒng)的順做法正相反。

傳統(tǒng)的順做法是放坡大開(kāi)挖或用支護(hù)結(jié)構(gòu)支護(hù)后垂直開(kāi)挖，挖至基礎(chǔ)設(shè)計(jì)標(biāo)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(jié)構(gòu)，待地下結(jié)構(gòu)完成后再進(jìn)行地上結(jié)構(gòu)施工直至主體封頂；而逆做法是先沿地下建筑物周?chē)┕さ叵聡o(hù)結(jié)構(gòu)墻（一般多為地下連續(xù)墻），在地下建筑內(nèi)部按柱網(wǎng)軸線施工少量中間支撐柱，然后進(jìn)行地下首層的梁、板及樓面結(jié)構(gòu)施工。待圍護(hù)墻和支撐柱及結(jié)構(gòu)頂板完成后，利用出入口和通風(fēng)道或單獨(dú)設(shè)置豎井，自上而下施工單層或多層地下結(jié)構(gòu)，也可同時(shí)進(jìn)行地上結(jié)構(gòu)的施工，待地下室大底板完成后再施工復(fù)合柱及復(fù)合墻。在地下室澆筑鋼筋混凝土底板前，地面上的上部結(jié)構(gòu)允許施工的層數(shù)要經(jīng)計(jì)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(huán)境復(fù)雜，對(duì)四周環(huán)境保護(hù)要求特別嚴(yán)格的地下工程；施工場(chǎng)地狹窄，不具備撇開(kāi)式開(kāi)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(jīng)濟(jì)效益；基坑面積較大而且形狀復(fù)雜，采用一般支護(hù)結(jié)構(gòu)難以完成的地下工程

三、逆作法的施工過(guò)程

（一）地面施工階段

地面施工階段包括圍護(hù)墻、中間柱、頂板施工。圍護(hù)墻多為地下連續(xù)墻，在不需止水的地區(qū)也可采用排樁的支護(hù)形式。地下連續(xù)墻施工前宜進(jìn)行成槽試驗(yàn)，確定施工流程和槽段長(zhǎng)度、泥漿密度、混凝土配合比和導(dǎo)管內(nèi)初存混凝土量和控制高度等技術(shù)參數(shù)，單元槽段寬度應(yīng)根據(jù)槽壁穩(wěn)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(jī)械等多種工藝間隔施工。綁扎、吊裝和安放排樁鋼筋籠時(shí)，應(yīng)保證其安放方向與設(shè)計(jì)方向一致。

冠梁施工前，應(yīng)將地下連續(xù)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(chǔ)工藝施工。

地面施工階段對(duì)交通、市民生活及地下管道等有干擾，應(yīng)快速細(xì)致完成。頂板、圍護(hù)墻、柱是施工及運(yùn)營(yíng)期間主體結(jié)構(gòu)的一部分；施工中完成的樓板是施工階段有助于側(cè)墻穩(wěn)定和運(yùn)營(yíng)期間整體結(jié)構(gòu)的組成部分，若側(cè)墻穩(wěn)定有需要，樓板上、下方需加臨時(shí)水平撐。

（二）逆作施工階段

逆作施工階段包括土方開(kāi)挖，結(jié)構(gòu)，裝修和設(shè)備安裝。地下挖土是先從兩端的取土口直接用取土設(shè)備挖出工作面，然后用人力和小型挖掘機(jī)從取土口的挖土工作面向基坑中間開(kāi)挖，或由中間取土口直接向四周擴(kuò)散開(kāi)挖。地下連續(xù)墻與中間支撐柱周邊的土方應(yīng)采用人工開(kāi)挖，邊挖土邊對(duì)地下連續(xù)墻內(nèi)壁面與支撐柱外表面進(jìn)行人工修整。對(duì)挖出的土方用手推車(chē)或小型裝載機(jī)運(yùn)至出土口，然后用專用運(yùn)輸設(shè)備提升至地面，裝車(chē)外運(yùn)。

根據(jù)地下室樓板結(jié)構(gòu)的形式，模板一般采用土模承重法。先將基坑內(nèi)的土按施工組織設(shè)計(jì)要求挖至預(yù)定標(biāo)高，做混凝土墊層，待混凝土墊層稍有強(qiáng)度后，按圖彈出軸線與梁邊線，并在模板的支點(diǎn)上進(jìn)一步用水泥砂漿找平，使標(biāo)高誤差控制在規(guī)定要求內(nèi)，然后支模板澆筑混凝土，達(dá)到養(yǎng)護(hù)齡期后拆模，最后施工大底板?；A(chǔ)底板施工是地下主體結(jié)構(gòu)的最后部分，是實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)閉合的重要環(huán)節(jié)，對(duì)保證逆作施工安全穩(wěn)定有重要意義，因此應(yīng)采取各種輔助措施確保底板達(dá)到設(shè)計(jì)要求，特別在結(jié)構(gòu)對(duì)接、底板與外側(cè)墻處防水、混凝土澆筑等環(huán)節(jié)，須采取可靠的技術(shù)保證措施。

四、逆作法施工特點(diǎn)

（一）優(yōu)點(diǎn)

1.利用地下室樓板作為地下連續(xù)墻的水平支撐體系，可節(jié)約圍護(hù)工程造價(jià)，取消臨時(shí)支撐體系的施工和拆除，工期相對(duì)縮短。2.由于利用地下室梁板樓面結(jié)構(gòu)作為地下連續(xù)墻的內(nèi)部支撐，與臨時(shí)支撐相比其剛度大，受力好，圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形小，對(duì)相鄰建筑物和周邊管線影響小。3.由于地上結(jié)構(gòu)可與地下結(jié)構(gòu)同時(shí)施工，可縮短工期，但地上結(jié)構(gòu)允許施工層數(shù)要事先計(jì)算。4.與傳統(tǒng)方法相比，由于與地上結(jié)構(gòu)同步施工，逆作法施工基礎(chǔ)底板較易滿足抗浮要求，使底板設(shè)計(jì)趨向合理。5.由于土方開(kāi)挖和主體結(jié)構(gòu)施工交錯(cuò)進(jìn)行，逆作結(jié)構(gòu)的自身荷載由立柱直接承擔(dān)并傳至地基，可減少大開(kāi)挖時(shí)卸載對(duì)持力層的影響，降低基坑內(nèi)地基的回彈量。6.首層結(jié)構(gòu)平面可作為工作平臺(tái)，不必另架設(shè)開(kāi)挖工作平臺(tái)與內(nèi)撐，可大幅削減支撐和工作平臺(tái)等臨時(shí)設(shè)施，減少施工費(fèi)用。7.由于只挖走地下室結(jié)構(gòu)范圍內(nèi)的土方，可比傳統(tǒng)明挖減少土方量，亦消除了外墻周邊回填土的施工作業(yè)。8.施工可少受風(fēng)雪雨的影響，且土方量開(kāi)挖較少或基本不占總工期。

（二）缺點(diǎn)

1.施工環(huán)境較差。自上而下施工，上面覆蓋使下面的施工作業(yè)條件較差，很難使用大型施工機(jī)械設(shè)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(tài)下進(jìn)行，基坑中還分布有一定數(shù)量的中間支撐柱和降水用井點(diǎn)管，目前尚缺乏靈活，高效的小型挖土機(jī)械，使挖土難度大，進(jìn)度緩慢。

3.鋼筋預(yù)埋位置準(zhǔn)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(huán)境差。4.混凝土施工縫多，易出現(xiàn)滲漏，處理較困難。5.在含水層部位施工時(shí)易影響相鄰建筑物的基礎(chǔ)受力狀態(tài)和地面交通。6.逆作法支撐位置受地下室層高限制，無(wú)法調(diào)整高度，若遇較大層高的地下室，有時(shí)需另設(shè)臨時(shí)水平支撐或加大圍護(hù)墻的截面及配筋。

五、施工注意事項(xiàng)

1.逆作法施工中，地下連續(xù)墻作為施工階段的擋土、止水結(jié)構(gòu)，同時(shí)也是地下室的永久結(jié)構(gòu)外墻，其混凝土在水下灌注，若控制不好易出現(xiàn)夾泥、滲漏等現(xiàn)象，更嚴(yán)重的是強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，因此在地下連續(xù)墻施工中，對(duì)水下混凝土的質(zhì)量控制至關(guān)重要，否則出現(xiàn)問(wèn)題難以補(bǔ)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(nèi)部的永久性結(jié)構(gòu)柱；另一種是僅起豎向支撐作用，待結(jié)構(gòu)完成后被拆除的臨時(shí)性支撐柱。支撐柱的樁孔的質(zhì)量控制易被忽視，故應(yīng)確保樁孔持力層下沒(méi)有不符合設(shè)計(jì)要求的夾層、軟弱下臥層，并確保樁的擴(kuò)底尺寸滿足設(shè)計(jì)要求，避免因樁承載力不足而出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題。

3.逆作法施工中，地下室梁板與地下連續(xù)墻、中間支柱須二次施工連接的節(jié)點(diǎn)多，節(jié)點(diǎn)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(qiáng)控制。