針對逆作法在高層建筑施工中的應用

樊留勤

摘要：高層建筑是未來城市發展的必然趨勢，應用逆作施工技術提高地下建筑工程的安全性，減少因基坑挖掘、多層地下室建設而出現路面塌陷、路基下沉等現象，保證周邊建筑物的安全，最大限度的節約工程造價，縮短工期。

關鍵詞：建筑工程；逆作法技術特點；施工技術

1.逆作法施工理論

逆作法是相對于常規建筑物施工順序而言的。常規的建筑物施工順序是：開挖基坑；從基礎開始，按施工層級向上施工，其中開挖基坑所需的支護屬于施工措施，這于建筑物地下的結構無關聯。地下室的逆作施工法通過利用樓蓋結構、板、梁外墻結構和柱作為基礎結構施工點和基坑維護結構，此時也可以進行結構上部的施工。因此施工是自上而下而進行的，基坑支護、地下結構以及因使用逆作法而產生的特殊要求都需在結構的設計中得到解決。用傳統方法對多層且深度大的地下室施工會產生很多問題。逆作法用于建筑那些深基坑支護工程，地面以下的各層地下室進行自上而下的施工，并借助地下自身結構能力對基坑進行支撐，以便保證基坑上方土方的開挖，并利用各層混凝土樓板抗壓強度和水平剛度，使各層樓板擁有水平支撐點，并利用基坑外的土壓力來抵消坑壁圍護樁的不利影響。所以施工時，先進行樓板的施工，在進行樓板下方土方的開挖工作。

2.逆作法施工特點

經過幾十年來的系統研究和大量的工程實踐，逆作法這一技術現今已相當廣泛地應用于城市中的地鐵、隧道、地下商場、高層或超高層的地下室、多層地下車庫、大型污水處理池等結構。與傳統的施工方法相比較，具有如下技術特點：

2.1縮短工程施工的總工期

傳統基坑施工，其施工工序是逐層交接進行施工。即基坑圍護和樁基礎、挖土、地下結構施工、拆除支撐需逐層施工，而上部結構施工需地下結構完成后進行，各工序之間無法同步施工，工序較多；逆作法基坑施工上部和下部結構可平行搭接，上部主體結構與下部地下結構同時進行施工。在應用逆作法施工的工程中，以其自身結構代替臨時支撐，不用拆除，從而減少施工工序、縮短了總工期，并且對于越深的基坑其效果越明顯。

2.2保護周邊環境，基坑變形小

在逆作法施工過程中，地下室水平結構（梁、板）可作為地下圍護結構內部強有力的水平支撐。在水土壓力作用下的地下圍護結構，與臨時支護結構相比，地下室水平結構剛度大，基坑變形小。此外，與無中間立柱的情況相比，中間有立柱的情況下，會使底板增加了穩定的支點，坑底的隆起的豎向位移也會明顯減少。并且逆作法施工實現了頂板的封閉，可以有效減少施工噪聲與揚塵污染，防止施工造成的城市環境污染。所以，利用逆作法施工的工程能使相鄰的建（構）筑物、道路和地下管線等的沉降和變形得到有效的控制，達到減少基坑變形、保護了周邊環境的目的。

2.3節約資源、避免浪費、降低工程能耗

與常規基坑施工相比，逆作法采用的是“以樁代替柱”，“以樓板代替水平支撐”，“以圍護墻代替結構外墻”，省去了中間施工環節和臨時結構。地下結構采用常規的臨時支護結構，地下室外墻下一般要求設置工程樁，并采用強大的內部支撐或錨索等輔助，增加大量的材料和人工費用，造成浪費。而在基坑土方開挖后，利用地下結構自身代替臨時支撐作為支護結構，不但可以省去了結構的臨時支撐，而且還可以省去廢棄材料外運的麻煩，避免了環境污染；此外，地下連續墻既可以做為基坑開挖后擋土止水的結構，又可以與內襯墻合二為一，組合成復合結構作為地下室永久承重外墻（兩墻合一），材料得到充分的利用，還可以有效地承受上部結構和地下結構傳來的豎向荷載。采用“兩墻合一”的逆作法施工既可減少地下室外墻工程量又可以省去地下室外墻下工程樁，這部分造價有時可達到結構總造價的1/3左右。此外，“兩墻合一”的逆作法自身有很好的防水性，可降低大量建筑防水層的費用。

2.4使得施工現場布置合理、規范

與傳統基坑支護做法相比，逆作法施工頂板可以優先施工，利用這個有利的條件，在頂板上對施工場地進行有序的布置和規劃，解決施工中場地狹小問題，滿足文明施工要求。同時下部基坑施工是處于一種相對封閉的環境下，因此基坑施工受氣候影響較小。

2.5對設計人員和施工隊伍的專業素質要求高

與傳統基坑做法比較，設計人員在設計開始就必須綜合考慮臨時結構體系的支撐圍護系統與永久結構的關系。永久結構支撐圍護體系的設計必須同時滿足支護結構的受力要求和永久結構的使用要求，逆作法節點的設計也必須同時滿足施工階段和使用階段的要求。而對于施工單位來說，由于逆作法施工技術要求高，必須掌握相關的核心技術：如逆作法支撐柱的垂直度調整技術（逆作法支撐柱的垂直度要求達到1/300以上，有的設計要求達到1/500）、鋼管混凝土柱和柱下樁的混凝土澆搗技術、逆作法施工節點處理技術、豎向結構的鋼筋綁扎和混凝土逆作澆搗技術、逆作法時空效應挖土技術、逆作法不均勻沉降控制技術等，這些核心技術一旦控制不好，往往導致工程事故，甚至造成施工失敗。

3.逆作施工技術操作方法

3.1施工準備工作

3.1.1材料的儲備

在進行逆作法施工前，應首先確保施工資料是否齊全、施工材料的來源和質量是否可靠等等。石、沙、鋼筋、防水材料和水泥等都是施工材料，這些材料都需在工程開始前備齊并做好相關質量監測的工作，確保材料質量符合國家相關標準的規定。

3.1.2施工資料的整理

施工資料指在施工過程中將會用到的圖紙、施工地地質地貌勘測結果、地下管道分布情況、和設計方案等。這些是直接影響逆作法技術應用重要的資料，因此，在施工前應進行充分的了解和掌握。

3.1.3施工場地的清理

確保施工場地的清潔是逆作法施工得以進行的必要保證，對施工場地中的管道、電線、排水溝等具體事項都應做好事先清理和保護工作。采取清潔措施后保證現場的整潔后，方可進行后續施工環節。

3.2逆作法施工過程

逆作施工技術擁有地下與地上同時作業的優勢，施工過程便利，且有利于縮短工程時間。但在具體施工過程中，應充分掌握施工技術操作要點。

3.2.1地下連續墻體施工

具體施工的過程中，地下的連續墻體主要使用機械成槽和人工挖孔排樁兩種方法。前一種主要依托抓土機等機械施工，施工強度大，但應注意透水問題。后一種方法依靠人工力量，挖孔成功后進行混凝土的澆筑，重點應將樁身采用將楔形處理方式，處理過程中，利用鋼筋扣接方式。如遇地下水位較高情況，做好防水的工作并設置防水墻進行阻隔。

3.2.2支撐柱的操作

支撐柱是指利用工程支撐結構，對地下及地上施工場地構建起支撐的空間，一般都是采用鉆孔灌注樁、核心支撐樁和強勁支撐柱等方法。鉆孔灌注樁是在施工現場地面上所進行的，此過程需要保證灌注樁的長度，還應注意預埋件設置和管理，以此來確保鋼筋豎立的焊接。核心支撐柱方法需通過人工挖孔，且樁頂面應達到地面的首層以上1.5m。最后，強勁支撐柱也將通過人工挖孔放人安放設施，但應注意確保孔的深度，并且設置臨時的水平支撐，從而確保支撐的穩定性。

3.2.3基坑挖土環節的操作

基坑挖土環節影響著整個工程的施工質量，如果沒有依據相應操作流程標準進行的施工，很容易導致坑及土體變形，進而促使建筑工程出現嚴重的質量問題。在具體挖土過程中，主要是利用蓋挖、明挖和暗挖三種方式。對高層建筑挖土施工過程中，主要采用暗挖方式進行施工。挖土工程開始前，應在坑內適當位置設置集水井，深度不應過大。挖土過程中，基坑跨度過大就應使用機械進行結合施工，主要運用小型的挖掘機施工，并伴隨進行人工清理工作，最終達到完成基坑挖土的工作。

4.結語

總之，隨著國內城市人口壓力大，建筑面積不足，人們的居住問題只能通過高層建筑解決，由此建筑逆作法施工技術應運而生。其不但可以縮減建筑工程造價及施工工期，而且還能保障建筑施工的安全性。逆作法施工技術在建設多層地下室的高層和超高層建筑以及多層地下結構建筑工程施工中是很完善的新技術。