如何正確處理地下建筑施工中發生的問題

【摘要】建筑物向空間多層與高層方向發展已成為當今城市建設取得綜合經濟效益的主要指標之一； 同時，為了最大程度地開發利用城市地下空間，許多新建以及在建工程的基坑面積和開挖深度越來越大，地下建筑面積超過數萬平方米并且帶有幾層地下室的工程也越來越普遍，深基坑工程呈現出了面積大、開挖深、工期緊、周邊環境復雜等的特點。然而，很多時候卻存在施工場地狹小、建筑物密集、地質條件復雜、城市地下管線縱橫交錯等問題。解決工程的地下施工成了一個很重要的問題。

【關鍵詞】建筑；施工；設計；問題；分析

1.傳統地下施工方法概述

1.1傳統地下施工法

進行地下建筑施工的時候需要先挖出相應的空間，接下來才能進行襯砌，開挖空間的施工方法也不全雷同，主要考慮工程的場地、環境、地質等條件的影響。

地質、地形、環境條件及埋置深度是制約采用施工方法的主要因素，特別是埋置深度的影響較大。傳統的施工在建筑物密集地區多采用支護結構，利用合適的支護結構圍護基坑后垂直開挖，待基坑向下挖土至設計標高后，澆筑鋼筋硅底板，然后再由下而上逐層施工地下結構，最后再進行地上結構的施工。

1.2傳統施工法存在問題

然而，對于深度大的地下結構，用上述傳統施工方法進行施工，存在一系列的問題。首先是建筑物密集地區深度大的地下室需要設置強大的支護結構，強調保護周圍環境的重要性，對支護結構多為變形控制，需用大量大直徑的灌注樁或地下連續墻，需設多層支撐或土層錨桿，導致費用升高；第二是施工灌注樁和地下連續墻都需要一定的工期，隨著挖土的加深尚需逐層加設支撐，而養護也需較長時間，再加上拆撐和換撐更是施工工期延長；第三是雖然選用了截面較大的圍護墻和支撐，但其剛度相對于地下結構本身的結構尚小很多，都會有一定的變形，影響周圍的環境。

2.逆作法施工

逆作法的工作過程不同于傳統施工法，它是先沿建筑物地下結構或周圍施工地下連續墻，同時在建筑物內部的有關位置澆筑或打下中間支撐柱，作為施工期間于地下結構底板封底之前，承受上部結構自重和施工荷載的支撐，然后挖土至地下結構一層頂板底標高或地下結構二層頂板定標高，澆筑地下一層頂板，作為地下連續墻剛度很大的水平支撐，隨后按上述方法逐層向下挖土和澆筑地下室各層的頂板，同時各層結構中的中柱或隔墻也逐層向下施工，直至地下結構底板封底，完成地下結構的施工。

2.1逆作法的優勢

逆作法適用于建筑場地狹小，基坑較深，同時周邊環境對基坑支護結構的水平變形有嚴格要求的情況。逆作法施工在工程實踐中有全逆作法、半逆作法、部分逆作法等幾種形式。其中全逆作法施工又是應用最多和最好的。

逆作法施工地下建筑相比傳統施工法主要有以下幾個優點：

（1）縮短工程施工的總工期：一般情況下只有地下一層占絕對工期，其他各層地下室可與地上結構同時施工，可以縮短工程的總工期。

（2）對周圍環境影響小：由于地下室結構與臨時支撐相比剛度大得多，所以地下連續墻在側壓力作用下的變形就小得多。此外，澆筑后的底板成為多跨連續板結構，使底板的隆起也減少。

（3）使底板設計趨向合理：在施工時底板的支點增多，跨度減小，較易滿足抗浮要求，甚至可減少底板配筋，使底板的結構設計趨向合理。

（4）有利于結構抵抗水平風力和地震作用：采用逆作法施工時，地下連續墻與地下原狀土體粘結一起，地下連續墻與土體之間粘結力和摩擦力不僅可來承受垂直荷載，還可承受水平風力和地震作用。

2.2逆作法存在問題

逆作法由于其工作過程和環境的問題，導致主要存在以下一些不足：

（1）挖土問題：第一步土方明開挖后，零層板施工，隨后土方開挖均在封閉狀態下進行。在沒有小型挖土設備的情況下，只能采用人工挖土，挖土效率不高。

（2）梁柱節點，墻梁節點和墻板連接部位增加一些麻煩：如在這些部位提前預留預埋，留的不準確還要剔鑿，增加許多焊接工作量，工效也要降低。但只要施工質量把好關，施工誤差控制在允許范圍之內，能按照預先制定的措施順利實施，這些問題是不難解決的，增加的施工費用也不會太多。

（3）施工材料運輸問題：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，以使土方外運及材料運進，那么洞口留幾個？留在什么位置？留的洞口周圍結構有無影響？如何處理？都需要認真解決。

（4）逆作法設計和施工的配合問題：設計單位不直接參與逆作法施工過程的結構受力分析和設計，只能依靠施工單位自身的力量進行研究分析，而施工單位由于人員配備的局限性，往往沒有強大的結構分析設計隊伍，因此在進行逆作法的分析和設計時只能半經驗半理論，沒有正規的理論設計依據：同時設計單位也不參與工程的施工組織設計，因此設計單位和施工單位常常因為設計思路和施工進程發生矛盾。

3.逆作法施工建議

逆作法的施工工藝在具體工程應用上仍有差異，在技術上還需不斷進步和發展。還有許多課題尚待解決，要大力推廣和發展。

（1）加強對結構受力機理與沉降分析的進一步研究：逆作法施工時有一定插入深度的地下連續墻，應該加強這部分地下連續墻與基底樁土承受垂直荷載的比例的計算和分析確定；在結構已逐步形成剛性箱體的情況下，應該能夠精確計算受力與變形。

（2）加強對設計與施工一體化的研究：逆作法工程應加強設計與施工的合作，在保證結構原設計功能受力狀況下，允許施工單位按逆作法工藝重新對地下室結構進行優化。

（3）加強逆作法施工組織技術研究：引進智能化管理化系統，實現動態管理監測施工，和避免不必要的損失、浪費，改變過去施工粗放的管理模式，實現集約化管理。

（4）加強逆作法施工中節點處理研究：節點是地下結構的關鍵部位，它關系到結構體系能否協調工作，能否調節樁與墻的沉降，并確保地下室功能得以實現。對節點的處理是施工的關鍵。

4.總結

逆作法施工技術是一項全新的施工工藝，其節約施工場地、加快施工進度、降低工程成本，并且該技術對基坑以外的周邊環境影響甚小。隨著科學技術的進步特別是計算機技術的普及和發展，新的機械設備和儀器的廣泛應用于工程項目上，施工能力和精度及施工組織協調能力大大提高，保證了逆作法施工技術日益走向成熟并得以大力推廣。