摘要：逆作法就是一項(xiàng)近幾年發(fā)展起來(lái)新興的基坑支護(hù)技術(shù)。它是施工高層建筑多層地下室和其他多層地下結(jié)構(gòu)的有效方法。論文介紹了逆作法施工的優(yōu)缺點(diǎn)及其施工工藝，并對(duì)地下室主體結(jié)構(gòu)施工中的有關(guān)問(wèn)題進(jìn)行了較為詳細(xì)的研究，并提出了應(yīng)該注意的問(wèn)題，最后對(duì)逆作法施工技術(shù)經(jīng)濟(jì)進(jìn)行了分析。
　　關(guān)鍵詞：逆作法施工，工藝改進(jìn)，技術(shù)經(jīng)濟(jì)
　　
　　隨著各國(guó)建設(shè)用地的緊張和環(huán)保要求以及高、大、重型建筑物的興建，基礎(chǔ)開挖越來(lái)越深，這給地下施工提出了嚴(yán)峻考驗(yàn)。近幾年來(lái)，“逆作法”施工新技術(shù)正被逐漸運(yùn)用并趨于成熟。如北京京城大廈基礎(chǔ)深23.5m，采用了三道錨桿獲得成功取得良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。廣州市百匯廣場(chǎng)位于中山五路與起義路交匯處繁華地段，地下四層，采用逆作法取得圓滿成功。并取得良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
　　1逆作法施工工藝相關(guān)概述
　　逆作法的工藝原理是：先沿建筑物地下室軸線(地下連續(xù)墻也是地下室結(jié)構(gòu)承重墻)或周圍(地下連續(xù)墻等只用作支護(hù)結(jié)構(gòu))施工地下連續(xù)墻或其他支護(hù)結(jié)構(gòu)，同時(shí)在建筑物內(nèi)部的相關(guān)設(shè)計(jì)位置設(shè)置中間支承樁和柱，作為施工期間(地下室底板澆筑之前)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結(jié)構(gòu)，作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)的支撐體系，隨后逐層向下開挖土方和澆筑各層地下梁板結(jié)構(gòu)，直至底板封底。與此同時(shí)，由于地面一層的樓面結(jié)構(gòu)己完成，為上部結(jié)構(gòu)的施工創(chuàng)造了條件，所以可以同時(shí)向上逐層進(jìn)行地上結(jié)構(gòu)的施工。
　　逆作法施工工藝使擋土、支護(hù)、主體結(jié)構(gòu)統(tǒng)一起來(lái)，顯示出其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，目前逆作法施工可行的條件:第一，地下室分層開挖土方及向下構(gòu)筑必須有可靠擋土維護(hù)構(gòu)筑物，這就是地下連續(xù)墻自身及結(jié)構(gòu)縱橫的支撐體系，可以承受土側(cè)向壓力。第二，地面上部結(jié)構(gòu)樓層及施工荷載應(yīng)有可靠的支撐結(jié)構(gòu)，這就是由地下連續(xù)墻及支撐柱來(lái)承擔(dān)垂直荷載。
　　2逆作法施工技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)對(duì)措施簡(jiǎn)議
　　2.1逆作法施工技術(shù)優(yōu)勢(shì)
　　總的來(lái)說(shuō)逆作法施工工藝具有以下的優(yōu)勢(shì)：縮短工程施工的總工期，基坑變形小，相鄰建筑物的沉降少，可節(jié)省地下室外墻及外墻下工程樁費(fèi)用，使底板設(shè)計(jì)趨向合理，可節(jié)省土方挖填方費(fèi)用，可最大限度利用城市規(guī)劃紅線內(nèi)地下空間，擴(kuò)大地下室建筑面積，施工方案與工程設(shè)計(jì)密切配合，使逆作施工方案更趨合理，簡(jiǎn)化基坑的施工工序，有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。
　　                                       
　　                                                                             圖1逆作法施工示意圖
　　2.2逆作法施工存在的缺點(diǎn)
　　1）差異沉降問(wèn)題。在施工基礎(chǔ)底板前，全部的結(jié)構(gòu)和施工荷載主要依靠中柱樁和地下連續(xù)墻承擔(dān)。但是，隨著上部結(jié)構(gòu)施工層數(shù)的增加，對(duì)中柱樁和地下連續(xù)墻的荷載也增加，而中柱樁和地下連續(xù)墻的承載能力在減少(挖土的影響)，勢(shì)必導(dǎo)致相鄰中柱樁之間的差異沉降，這種差異又反過(guò)來(lái)改變上部結(jié)構(gòu)和地下室的內(nèi)力分布，引起附加應(yīng)力。因此，逆作法施工中，在地下室基礎(chǔ)底板完成前，地下連續(xù)墻和中柱樁直接受力，未直接受力的工程樁之間的相互影響依然存在，如果各根中柱樁之間或地下連續(xù)墻之間有較大的差異沉降，已澆筑的樓板與梁系就會(huì)產(chǎn)生裂縫，將危及上部結(jié)構(gòu)的安全。
　　2）樁承載力問(wèn)題。逆作法施工期間，基坑開挖土體應(yīng)力釋放，坑內(nèi)土體回弱，帶動(dòng)立柱樁上移;地下室及上部結(jié)構(gòu)施工后，樁身承擔(dān)的向下荷載增加。整個(gè)過(guò)程中，樁身所承受的荷載包括樁身自重、上部荷載、正摩阻力、負(fù)摩阻力、樁端阻力，這些力共同作用的結(jié)果，使樁發(fā)生沉降與抬升的變形。致使樁周與樁端土體垂直應(yīng)力減小，導(dǎo)致樁端土體應(yīng)力釋放，產(chǎn)生膨脹，樁也隨之上升。
　　3）在逆作法設(shè)計(jì)和施工的配合方面問(wèn)題。目前設(shè)計(jì)單位不直接參與逆作法施工過(guò)程的結(jié)構(gòu)受力分析和設(shè)計(jì)，只能依靠施工單位自身的力量進(jìn)行研究分析，而施工單位由于人員配備的局限性，往往沒(méi)有強(qiáng)大的結(jié)構(gòu)分析設(shè)計(jì)隊(duì)伍，因此在進(jìn)行逆作法的分析和設(shè)計(jì)時(shí)只能半經(jīng)驗(yàn)半理論。
　　4）挖土機(jī)械方面。目前，我國(guó)逆作法施工時(shí)一般采用小型挖機(jī)進(jìn)行挖土和坑內(nèi)的水平運(yùn)輸，通過(guò)小型挖機(jī)的幾度轉(zhuǎn)移后，將土方集中到取土口中，然后通過(guò)各種垂直運(yùn)輸設(shè)備將土方裝上運(yùn)土車。這種施工方法不僅挖土速度比較慢，效率不高；同時(shí)在上海等一些軟土地區(qū)，土方經(jīng)過(guò)幾次的翻運(yùn)，有可能液化，形成流塑狀態(tài)，不利于下一步的運(yùn)輸。
　　5）模板工程方面。如果采用支撐排架加模板的模板體系，那么土方開挖向下進(jìn)行的時(shí)候就會(huì)遇到何時(shí)拆模的問(wèn)題，作為受力結(jié)構(gòu)的模板拆除必須在混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度時(shí)方可進(jìn)行拆除，因此就浪費(fèi)了工期在等待模板的拆除上，如果樓板結(jié)構(gòu)采用鋼混組合樓板，即采用壓型鋼板作為樓板結(jié)構(gòu)的受拉結(jié)構(gòu)，同時(shí)又作為混凝土澆筑時(shí)的模板體系時(shí)，就可大大提高逆作法的施工速度，進(jìn)一步縮短工期。
　　2.3逆作法施工工藝改進(jìn)
　　1）施工過(guò)程中控制沉降差。對(duì)立柱樁的垂直和水平位移、土體位移、地下水位、結(jié)構(gòu)應(yīng)力等進(jìn)行全面監(jiān)測(cè)，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果反分析，并修正下一工況計(jì)算。當(dāng)立柱樁沉降差超過(guò)報(bào)警值時(shí)，可采取停止上部結(jié)構(gòu)施工、局部放慢或加速挖土、局部土體注漿加固等措施。
　　2）立柱安裝。必須設(shè)計(jì)專門的定位調(diào)垂設(shè)備對(duì)其進(jìn)行定位和調(diào)整。目前，立柱的調(diào)垂方法基本分為定位架法和氣囊法兩大類。通常鋼管混凝土立柱采用糾偏定位架法，格構(gòu)柱采用氣囊法安裝。氣囊安裝見圖2。為控制格構(gòu)柱X和Y兩個(gè)方向的垂直度，在格構(gòu)柱下端每個(gè)方向上各安放兩個(gè)氣囊，并與進(jìn)出氣管相連四個(gè)氣囊兩兩交錯(cuò)，避免氣囊充氣時(shí)相互影響。
　　                                                          
　                                                                                     　圖2氣囊平面布置示意圖
　　3）鋼管柱與梁板的連接。采用環(huán)梁節(jié)點(diǎn)，須預(yù)先在鋼管上焊接抗剪環(huán)箍，且定位要求精確。當(dāng)施工期間地下室標(biāo)高發(fā)生改動(dòng)時(shí)，其處理措施相當(dāng)麻煩，因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)補(bǔ)焊環(huán)箍操作困難，而且管內(nèi)混凝土可能因溫度過(guò)高而影響受力性能。
　　4）底板周邊連續(xù)墻連接處止水措施。這個(gè)部位的止水成功與否對(duì)整個(gè)地下室的止水乃至使用安全有著決定性作用。地下連續(xù)墻鋼筋籠中與底板位置預(yù)埋一豎向鋼板，澆筑底板前焊接一水平止水鋼板，實(shí)際效果非常理想，底板周邊未發(fā)現(xiàn)滲漏現(xiàn)象。
　　3逆作法施工技術(shù)經(jīng)濟(jì)的分析
　　3.1技術(shù)的難點(diǎn)
　　1）垂直支撐穿越梁柱節(jié)點(diǎn)和地下連續(xù)墻與梁板節(jié)點(diǎn)的技術(shù)處理措施：平面長(zhǎng)與寬超過(guò)一定尺寸的深基礎(chǔ)采用封閉式逆作法施工工藝，臨時(shí)垂直支撐是少不了的，而設(shè)置垂直支撐平面坐標(biāo)很可能會(huì)與梁柱節(jié)點(diǎn)相碰，特別是一柱一樁的樁基方案，必然遇到梁柱節(jié)點(diǎn)，因此必須妥善處理好這一問(wèn)題，處理方法應(yīng)根據(jù)垂直支撐的結(jié)構(gòu)選型來(lái)解決。地下連續(xù)墻與梁板連接構(gòu)造是地連墻施工的一個(gè)重要問(wèn)題，常見的有墻上予埋鋼板，焊接牛腿與梁筋焊接或預(yù)留彎曲筋，扳直后與梁板筋焊接，以及栽筋方法。日本鹿島建設(shè)公司對(duì)予理彎曲筋連接的方法:“氣壓焊”、“搭接焊”、“高強(qiáng)螺栓連接”、“聯(lián)結(jié)器連接”等四種方法進(jìn)行了反復(fù)研究與實(shí)驗(yàn)，提出了“聯(lián)結(jié)器連接”為最好方法的結(jié)論。
　　2）由于采用了封閉式逆作法施工，向下施工的各層樓板必須留有施工洞口，以使土方外運(yùn)及材料運(yùn)進(jìn)，那么洞口留兒個(gè)?留在什么位置?留的洞口周圍結(jié)構(gòu)有無(wú)影響?如何處理?都需要認(rèn)真解決。
　　3）關(guān)于土方挖運(yùn)措施和梁板支模方法。在滿足地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及變形位移要求及便于施工基礎(chǔ)柱及零層梁板的條件下應(yīng)盡可能增加第一次挖出土工作量。封閉后只能采用人工挖出。逆作法樓板支模可在平地上平鋪模板。梁模板可采有挖出的溝槽后，在溝槽內(nèi)鋪設(shè)模板。
　　3.2其它幾種支護(hù)方案技術(shù)分析比較
　　深基坑的支護(hù)有多種施工方案，我國(guó)目前常用的有如下幾種方案。1）護(hù)壁桿件為雙層格構(gòu)式。適用于挖深大于5m，但不超過(guò)10m的情況，這種方法埋深要加深很多，如采用內(nèi)排水護(hù)壁結(jié)構(gòu)外側(cè)還要做一道防水帷幕，費(fèi)用必須增多。2）采用拉錨支撐。這種方法北京做的較多，北京地質(zhì)條件好，拉錨拉力大，最大可達(dá)300kN，而且有保證，豎向可做成雙排、三排。在軟土地區(qū)，地質(zhì)條件不好，水位又高，拉錨拉力難以保證，錨桿的單根位移值和整體位移更難控制，而且造價(jià)昂貴，再者，拉錨不能拆除，必須形成地下障礙物，對(duì)將來(lái)城市改造極其不利。3）基坑做完護(hù)坡后，在坑內(nèi)設(shè)置內(nèi)支撐。這種方法在上海做的比較多，并已形成專業(yè)化和系列化，可以進(jìn)行攤銷。這種方法由于一次性投資太大故在天津地區(qū)極少采用。
　　4結(jié)語(yǔ)
　　總之，本文主要從逆作法施工技術(shù)目前在設(shè)計(jì)施工中存在的一些問(wèn)題進(jìn)行闡述，并提出了一些改進(jìn)方法，逆作法施工技術(shù)在深基坑支護(hù)應(yīng)用的前景樂(lè)觀，如今它正處于技術(shù)成熟期，將會(huì)有更大發(fā)展的全盛時(shí)期。
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