淺談高層建筑工程中逆作法施工技術(shù)的應(yīng)用

王東++趙艷麗++張東碩

摘 要：與傳統(tǒng)的深基坑施工方法相比，逆作法具有保護(hù)環(huán)境、節(jié)約社會(huì)資源、縮短建設(shè)周期等諸多優(yōu)點(diǎn)，它克服了常規(guī)臨時(shí)支護(hù)存在的諸多不足之處，是進(jìn)行可持續(xù)發(fā)展的城市地下空間開發(fā)和建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的有效經(jīng)濟(jì)手段。本文通過對逆作法施工技術(shù)原理及施工技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行了分析與探究。

關(guān)鍵詞：高層建筑；逆作法；技術(shù)要點(diǎn)；原理

一、逆作法施工技術(shù)的原理及特點(diǎn)

1、逆作法施工技術(shù)的原理

逆作法施工技術(shù)原理為由上到下把高層建筑地下結(jié)構(gòu)一層一層的施工換言之，順著建筑物地下室附近進(jìn)行連續(xù)墻、密排樁施工，并將其作為地下室外墻或基坑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，同時(shí)，在建筑物內(nèi)部相應(yīng)部位，進(jìn)行樓層中心支撐樁施工，以此形成逆作豎向承重系統(tǒng)。隨后對地面一層梁板樓面結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工，為地下連續(xù)墻提供支撐。與此同時(shí)，應(yīng)按照順序一層一層往下進(jìn)行土方開挖與每層地下結(jié)構(gòu)澆筑，確保底板封底后停止施工。在先完成地面一層樓面結(jié)構(gòu)后，可為上部結(jié)構(gòu)施工提供便利，最后同時(shí)實(shí)施地面上、下結(jié)構(gòu)完成整體工程施工。目前，最常見的逆作法主要包括：全逆作法、半逆作法、分層逆作法等。

2、逆作法施工技術(shù)工藝特點(diǎn)

可使建筑物上部結(jié)構(gòu)的施工和地下基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工平行立體作業(yè)，在建筑規(guī)模大、上下層次多時(shí)，大約可節(jié)省工時(shí)1/3。施工可少受風(fēng)雨影響，且土方開挖可較少或基本不占總工期。一層結(jié)構(gòu)平面可作為工作平臺(tái)，不必另外架設(shè)開挖工作平臺(tái)與內(nèi)撐，這樣大幅度削減了支撐和工作平臺(tái)等大型臨時(shí)設(shè)施，減少了施工費(fèi)用。由于開挖和施工的交錯(cuò)進(jìn)行，逆作結(jié)構(gòu)的自身荷載由立柱直接承擔(dān)并傳遞至地基，減少了大開挖時(shí)卸載對持力層的影響，降低了基坑內(nèi)地基回彈量。受力良好合理，圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形量小，因而對鄰近建筑的影響亦小。

二、高層建筑工程逆作法施工技術(shù)的要點(diǎn)分析

1、地下連續(xù)墻技術(shù)要點(diǎn)

逆作法在高層建筑工程施工中的應(yīng)用，要求在建筑物地下結(jié)構(gòu)施工中對逆作法施工要點(diǎn)進(jìn)行充分考慮。一般地下室結(jié)構(gòu)外墻水土荷載所產(chǎn)生水平力是由地下連續(xù)墻來承擔(dān)的，這在高層建筑逆作法施工中尤為關(guān)鍵。要注意以下兩點(diǎn)具體施工要求：首先，修筑導(dǎo)墻。通常情況下，建筑工程導(dǎo)墻主要以現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)為主，能夠多次重復(fù)應(yīng)用。在具體施工中要對表層土特點(diǎn)、地下水情況及荷載狀況等情況進(jìn)行充分考慮，一般將其導(dǎo)墻深度控制在1米到兩米的范圍，比地面高度要多出1米左右，將其厚度控制在15厘米到20厘米的范圍內(nèi)，通常地下室的結(jié)構(gòu)外墻是地下連續(xù)墻來承擔(dān)水土荷載所產(chǎn)生水平力，這在高層建筑逆作法施工當(dāng)中是非常重要的，其具體施工的技術(shù)要點(diǎn)應(yīng)注意下列兩點(diǎn)，一是導(dǎo)墻修筑，在工程施工里，導(dǎo)墻一般是以現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)顯現(xiàn)的，并且能重復(fù)多次使用，在施工過程里，需要考慮到表層土特點(diǎn)、地下水情況及荷載狀況等，通常導(dǎo)墻深度為1m-2m之間，高度比地面要高出1dm，厚度為0.15m-0.2m之間，墻趾要大于20厘米，頂面處于水平狀態(tài)，基底緊貼土面，內(nèi)墻面平行與地下連續(xù)墻軸線，防止槽中滲入泥漿，通常情況下導(dǎo)墻要遵循以下順序進(jìn)行施工：場地平整—挖槽測量—棄土-支撐模板并拆模-導(dǎo)墻外側(cè)-回填土等，模板要在高層建筑工程結(jié)束后進(jìn)行拆除，并進(jìn)行上下兩道木的設(shè)置用來支撐，防止因擠壓等情況導(dǎo)墻產(chǎn)生變形。其次，深槽開挖，挖槽在地下連續(xù)墻施工的重要環(huán)節(jié)，相關(guān)施工人員必須對其施工過程加以重視。一般情況下地下連續(xù)墻施工周期中一半的時(shí)間都是用來進(jìn)行挖槽作業(yè)，在施工中必須控制好施工工期。同時(shí)還要重視其精度問題，特別是土層穩(wěn)定度，如出現(xiàn)土層不穩(wěn)定情況，要將單元槽長度縮短，在挖槽施工結(jié)束后要及時(shí)進(jìn)行混凝土澆筑作業(yè)，縮短工期，以此最大限度地降低倒塌危險(xiǎn)度。當(dāng)施工現(xiàn)場附近存在高大建筑，且具有復(fù)雜的施工條件時(shí)，還應(yīng)將單元槽段長度及暴露在外面的時(shí)間盡可能地減少，并保證槽壁具有一定穩(wěn)定性，在施工地下連續(xù)墻接頭時(shí)，主要接頭有兩種：剛性接頭和柔性接頭，要依據(jù)實(shí)際情況來確定應(yīng)用哪一種接頭方式。

2、土方開挖技術(shù)要點(diǎn)

土方開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，基坑周圍立體結(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，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，并對開挖速度進(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。土方開挖施工中要重視空間效應(yīng)，特別是對開挖長度、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)。

3、沉降差施工技術(shù)

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(huì)有抬升及沉降情況在地下連續(xù)墻出現(xiàn)，如沉降過大時(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(shí)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(diǎn)施工技術(shù)要點(diǎn)

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，要對施工中受荷載條件要求進(jìn)行最大限度地滿足，對逆作法中水平結(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，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。

三、結(jié)束語

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)無法對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，可以對高層建筑工程中面臨的諸多問題進(jìn)行有效解決。基于此，施工企業(yè)必須對逆作法施工技術(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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