試析高層建筑施工中逆作法技術的應用

1.肖 偉 2.辛國軍

1、41302519740224631X 2、411323198203051751

試析高層建筑施工中逆作法技術的應用

1.肖 偉 2.辛國軍

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逆作法施工是一種以地面為起始點，向上、向下同時進行施工，直至工程完工新的施工方法。具有縮短工程總工期，節約施工成本、對環境影響小等優點，在高層建筑深基坑工程中被廣泛應用。本文通過具體工程案例，對高層建筑逆作法施工流程進行了分析與探究。

高層建筑；逆作法；施工流程

一、工程案例

某綜合樓工程為一類高層建筑，建筑高度約100m，總建筑面積約40000m2，其中地下部分3層，約9300m2，地上主體結構27層，裙樓4層，共約30900m2。該工程為框架-剪力墻結構體系，基礎采用人工挖孔灌注樁、筏板基礎、獨立基礎和條形基礎等形式。該工程基坑東西長62m，南北長28m，開挖深度約14.5m。開挖范圍內的土質從上至下分別為素填土、粉質黏土、強風化巖(砂巖、泥巖)和中等風化巖(泥巖、砂巖)。基礎持力層位于中等風化巖層上。基坑支護采用排樁和抗滑樁相結合的方式，并對邊坡土體進行混凝土噴錨支護。根據地質勘探料，基礎開挖范圍內不存在地下水。在本綜合樓工程中，Ⅱ區為3層地下室。Ⅱ區基坑北、東、南方向的支護形式分別為排樁、人工挖孔樁和混凝土噴錨支護，西側為后澆帶。施工前兩側的土體為放坡形式的松散土，坡頂位于擬建地下3層頂板下方約1.8m位置處。該部分土體容易滑坡、塌方。決定對Ⅱ區地下室采用正、逆作法相結合的施工方案。

二、高層建筑工程逆作法施工流程

1、施工準備

進場施工前，首先要組建項目經理部，落實施工材料和工作人員，合理安排施工材料和工作人員，與業主及監理保持密切協作，安排專人負責進料，并由工程師核定，確保井壁管、過濾管、黏土等材料的質量。

2、人工挖孔樁施工

本工程采用地下排樁支護體系，排樁采用挖孔樁，人工挖孔樁采用間隔跳段施工，成孔后下鋼筋籠澆筑C35號混凝土。按設計圖施工中間支承柱和基礎，人工挖孔樁分為基樁與上部空段兩部分。當基樁部分澆筑到樁頂設計標高時，便由工人下去布置定位環安裝定位鋼板并調校水平，然后由工人在下面扶正、卡位，保證其垂直度后，在地面用十字架固定鋼管柱上端，然后澆筑管內混凝土。

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，否則會影響正式工程柱子位置的準確性，由于鋼管柱支承在人工挖孔樁上，故兩者的準確連接是施工中的一大重點和難點。本工程采用設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確連接，且施工快捷。

4、土方開挖

土方開挖是高層建筑工程施工中的重要階段，其階段相關工序主要包括破碎、松動、挖裝及運輸出渣等。在逆作法施工中，基坑周圍立體結構中起水平支撐作用的主要是地下室的各板、梁等結構，同時使地下室以現箱型結構表現出來，這樣在地下室承受土體壓力時，其承受力可以按照各部分所占剛度比進行分配，通常樁身承受的荷載有正摩擦力、自重、負摩阻力、上部外荷載及樁端阻力等，在這些荷載共同作用下，會出現樁抬升及沉降變形等情況。如地質構造相同，在土體壓力承受方面，逆作法施工應用承受的壓力要遠遠小于順作法支護系統，這就要求準確計算中間支撐柱的升抬及沉降數值。當高層建筑工程施工中，相鄰柱之間的沉降差比警報值大時，應將上部結構施工停止，并對開挖速度進行不斷加快，同時在部分施工段要根據相關情況放慢，或加固及注漿等。土方開挖施工中要重視空間效應，特別是對開挖長度、深度及寬度進行有效控制，要準確計算其影響系數及范圍，并重視時間效應。

5、沉降差施工

在高層建筑工程施工中應用逆作法技術，必須重視沉降差問題。在建筑施工中，將有一圈地下連續墻插入，在基坑開挖應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墻出現，如沉降過大時，將直接影響到建筑物結構的安全性。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停止，在局部節點位置進行壓重的加強，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。如通過支撐增設或壓力預加等方式進行加固，將坑底隆起所產生沉降問題進行有效降低。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構來解決立柱間剛性所產生不均勻變形問題。

6、節點施工

節點就是地下水平支撐與垂直支撐體系的交匯點，逆作法相比其他施工方法存在極大的不同，這種情況下，運用逆作法的地下室結構節點施工將不同于正常施工的節點作業。逆作法主要遵循自上至下施工的順序，在設計時逆作法結構節點，必須符合結構設計規范，要對施工中受荷載條件要求進行最大限度地滿足，對逆作法中水平結構與順作法施工豎向結構進行有效處理。在整個基坑施工中，其主要水平支撐結構就是梁板結構，這些板墻梁柱節點留置必須在剪力最小位置，主要有兩種節點處理方式，也就是預埋剪力連接件施工法和預埋連接鋼板法，預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勢，預埋連接鋼板法也具有施工便捷及接頭受力強的特點，但要求具有較高的電焊質量，焊接量大，技術性強，有時會對施工進度造成一定影響，在實際施工中，必須按照設計規范及具體施工情況進行節點施工。

7、安全措施

(1)為保證工程施工時的基坑安全，必須對基坑進行監測，監測內容包括環境監測和基坑工程本體監測。(2)由于采用逆作法施工，其挖土工作在室內環境下進行，與傳統的挖土和運輸方式有所不同，因此必須采取安全措施。

三、結束語

綜上所述，伴隨高層建筑規模的不斷擴大，其施工難度也隨之增大，傳統施工技術已經無法對高層建筑施工要求進行有效滿足，逆作法在高層建筑施工中的大量應用，可以對高層建筑工程中面臨的諸多問題進行有效解決。基于此，施工企業必須對逆作法施工技術要點進行準確把握，只有這樣才能有效提高建筑工程的質量，才能推動企業的發展。

[1]郭曉梅.建筑施工新技術的應用與發展前景[J].中國城市經濟，2011年12期