高層建筑工程中逆作法施工技術(shù)的應(yīng)用

李中雷

（山西三建集團(tuán)有限公司，山西長(zhǎng)治 046000）

0 引言

隨著中國(guó)城市化進(jìn)程的加快，越來(lái)越多的人涌入城市，城市中有限的居住空間使城市的居住環(huán)境越來(lái)越差。為了減輕這個(gè)問題，有必要對(duì)城市中的高層建筑進(jìn)行加固。在高層建筑中，基礎(chǔ)建設(shè)是一個(gè)非常重要的子項(xiàng)目，其成本約為項(xiàng)目總成本的1/3。逆作法具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，可以最大限度消除城市建設(shè)中的環(huán)境影響，被廣泛用于高層建筑的建造中，這進(jìn)一步促進(jìn)我國(guó)建筑業(yè)的發(fā)展。

1 逆作法闡述

在高層建筑的建造中，基礎(chǔ)通常更復(fù)雜。為了節(jié)省施工時(shí)間并減少對(duì)周圍環(huán)境的影響，地下結(jié)構(gòu)的施工應(yīng)采用非常規(guī)的施工技術(shù)。逆作法的施工技術(shù)是：首先在結(jié)構(gòu)的外層地下連續(xù)地建墻，然后在結(jié)構(gòu)中承重柱的軸向位置建造支撐柱，以形成地下承重結(jié)構(gòu)，然后從上到下進(jìn)行挖掘。在地下室中挖掘梁和樓板結(jié)構(gòu)，創(chuàng)建梁和樓板，在地下室中完成墻、柱、梁和樓板，然后依次構(gòu)建。在第一層的屋頂結(jié)構(gòu)達(dá)到強(qiáng)度后，還可以從下至上建造地面部分結(jié)構(gòu)，從而可以縮短施工時(shí)間并促進(jìn)進(jìn)度目標(biāo)的順利實(shí)現(xiàn)。在高層建筑施工中，根據(jù)施工技術(shù)的不同，可分為全逆作法施工，半逆作法施工，部分逆作法施工和分層逆作法施工。在高層建筑的建造中，通常采用逆作法可以同時(shí)在地下和地面上建造。

2 逆作法施工工藝特點(diǎn)

2.1 優(yōu)點(diǎn)

①一般采用地下連續(xù)墻作為基坑維護(hù)結(jié)構(gòu)，墻體剛性大，基坑變形小，受力合理，對(duì)鄰近建筑的影響亦小；②采用地下連續(xù)去墻作為擋土墻和結(jié)構(gòu)外墻，土方開挖只挖走地下室范圍內(nèi)的土方，降低土方開挖量的同時(shí)省去了基坑肥槽作業(yè)；③土方開挖作業(yè)一般在結(jié)構(gòu)板下作業(yè)，受外界自然環(huán)境干擾小，同時(shí)對(duì)外界環(huán)境的影響也小，很大程度上緩解了土方作業(yè)的揚(yáng)塵與機(jī)械噪音問題；④一層結(jié)構(gòu)平面可作為工作平臺(tái)，降低了施工費(fèi)用，提高了經(jīng)濟(jì)效益；⑤由于地下地上同時(shí)施工，增強(qiáng)了基礎(chǔ)底板的抗浮性能；⑥可以減小基坑內(nèi)地基回彈量。

2.2 缺點(diǎn)

①土方作業(yè)受已施工好的結(jié)構(gòu)頂板及樁柱合一的鉆孔灌注樁影響，施工效率低，不能規(guī)模化機(jī)械施工；②作業(yè)空間相對(duì)封閉，需增加額外的通風(fēng)照明措施；③材料倒運(yùn)不便，尤其是離材料倒運(yùn)口較遠(yuǎn)處工作面所需鋼筋等材料須靠人力二次倒運(yùn)；④結(jié)構(gòu)接頭處理多；⑤對(duì)地下連續(xù)墻及鉆孔灌注樁精度要求高，尤其是垂直度的要求。

3 實(shí)例分析高層建筑工程中逆作法施工技術(shù)的應(yīng)用

某商業(yè)城地下3 層，地上酒店18 層，商業(yè)4 層，最大建筑高度78.49m，結(jié)構(gòu)類型為框架剪力墻，基礎(chǔ)形式為樁基礎(chǔ)。項(xiàng)目總建筑面積為 16.58 萬(wàn) m2，其中地上 9.35 萬(wàn) m2，地下 7.23 萬(wàn) m2。該工程基坑支護(hù)采用支護(hù)樁+錨索+內(nèi)支撐的形式。但由于西側(cè)緊鄰住宅區(qū)，錨索無(wú)法施工，所以只能采用預(yù)留土反壓支護(hù)的形式，該區(qū)域地下室結(jié)構(gòu)只能采用蓋挖逆作的形式施工。

3.1 逆作施工流程

3.1.1 鋼柱施工

人工挖孔樁施工→預(yù)埋段安裝→安裝鋼柱至地面標(biāo)高→鋼柱與樁孔間灌砂固定→順做區(qū)域地下室施工→鋼柱安裝至設(shè)計(jì)標(biāo)高→鋼柱內(nèi)灌注混凝土

3.1.2 蓋挖逆作區(qū)施工

順做區(qū)域地下室施工→蓋挖逆作區(qū)地面標(biāo)高至地下室頂板標(biāo)高，土方開挖→放坡區(qū)域腳手架搭設(shè)→地下室頂板結(jié)構(gòu)施工→腳手架拆除→地下室頂板至負(fù)一層樓板土方開挖→放坡區(qū)域腳手架搭設(shè)→負(fù)一層樓板結(jié)構(gòu)施工→……→負(fù)二層樓板至底板土方開挖→抗浮錨桿施工→底板結(jié)構(gòu)施工→地下室外墻施工

預(yù)留土區(qū)域土方共分4 次開挖，第一層土方開挖采用人工開挖，開挖完成后，施工水平結(jié)構(gòu)頂板；下一層土方待上層水平結(jié)構(gòu)強(qiáng)度達(dá)到換撐要求后再開挖，采用2 臺(tái)小型挖機(jī)從兩端向中間開挖，底部預(yù)留300mm 厚原狀土進(jìn)行人工開挖；開挖土方轉(zhuǎn)運(yùn)至負(fù)三層，并在負(fù)三層配置1 臺(tái)挖機(jī)負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)運(yùn)倒土，土方通過(guò)農(nóng)用車自汽車坡道轉(zhuǎn)運(yùn)至地面上外運(yùn)出場(chǎng)。逆作結(jié)構(gòu)從上逐層向下施工，至底板施工完成后，再施工外墻，外墻自下向上施工，即水平結(jié)構(gòu)逆作，豎向結(jié)構(gòu)順做。

預(yù)留土區(qū)主體結(jié)構(gòu)材料采用塔吊進(jìn)行垂直及水平運(yùn)輸，地下室頂板施工所需架料用塔吊運(yùn)輸至施工作業(yè)面，頂板施工完成且強(qiáng)度達(dá)到要求后將架料拆除并臨時(shí)轉(zhuǎn)移至負(fù)三層，供負(fù)二層、負(fù)一層施工時(shí)使用。結(jié)構(gòu)施工完成后，場(chǎng)內(nèi)剩余材料沿出土路線經(jīng)坡道口運(yùn)輸出場(chǎng)。

3.1.3 逆作區(qū)土方開挖注意事項(xiàng)

各層土方開挖時(shí)，為防止機(jī)械對(duì)鋼結(jié)構(gòu)柱造成破壞，需對(duì)鋼結(jié)構(gòu)柱500mm 范圍內(nèi)土方采取人工開挖的方式進(jìn)行。夜間施工時(shí)應(yīng)保證照明情況良好，防止開挖過(guò)程因視野不明對(duì)立柱造成破壞。各層土方開挖前，在坡面放出各層開挖標(biāo)高線，提前將開挖范圍內(nèi)支護(hù)面層鋼筋網(wǎng)片切斷，防止開挖過(guò)程對(duì)整體坡體穩(wěn)定性造成影響。為防止開挖上一層時(shí)破壞下一層土釘，機(jī)械應(yīng)順著土釘施工方向開挖，并對(duì)距離土釘500mm 范圍內(nèi)土方采用人工開挖，當(dāng)開挖達(dá)到大面標(biāo)高用氣焊將其切斷后再進(jìn)行下一道工序。開挖邊坡土方，嚴(yán)禁切割坡腳，以防邊坡失穩(wěn)，不得在挖方上側(cè)堆土。機(jī)械行駛道路應(yīng)平整、堅(jiān)實(shí)，必要時(shí)，底部應(yīng)鋪設(shè)枕木、鋼板或基箱墊道，防止作業(yè)時(shí)下陷。在崖邊進(jìn)行挖掘作業(yè)時(shí)，應(yīng)采取安全防護(hù)措施，作業(yè)面不得留有傘沿狀及松動(dòng)的大塊石。當(dāng)開挖過(guò)程中遇較大孤石或巖層時(shí)，應(yīng)采用水磨或風(fēng)鎬方式下挖。

3.2 蓋挖逆作區(qū)施工關(guān)鍵技術(shù)

3.2.1 鋼管混凝土柱施工

逆作法施工過(guò)程中，中間支撐柱的施工是最重要的環(huán)節(jié)之一，底板以上多采用鋼管混凝土柱、角鋼格構(gòu)柱或H 型鋼柱。該工程蓋挖逆作區(qū)域?qū)⒔Y(jié)構(gòu)柱設(shè)計(jì)為600mm×600mm×25mm 的鋼管混凝土柱，并結(jié)合人工挖孔樁施工提前將鋼柱安裝完畢，節(jié)約格構(gòu)柱的施工成本和工期，同時(shí)大大降低后期豎向結(jié)構(gòu)施工的難度。

3.2.2 梁板與支護(hù)樁連接節(jié)點(diǎn)施工

由于地下室外墻無(wú)法提前施工，由鋼柱至外墻梁板組成懸挑結(jié)構(gòu)。該工程設(shè)計(jì)做法為在水平結(jié)構(gòu)上延伸換撐梁，換撐梁端部嵌入支護(hù)樁200mm，并在頂部設(shè)置C25 的吊筋，形成受力體系，作為水平結(jié)構(gòu)的支點(diǎn)（見圖1）。

圖1 梁板與支護(hù)樁連接節(jié)點(diǎn)（單位：mm）

3.2.3 外墻施工縫節(jié)點(diǎn)施工

由于地下室外墻無(wú)法提前施工，水平結(jié)構(gòu)施工完成后在外墻處必然會(huì)出現(xiàn)上下兩道施工縫。上部施工縫按照常規(guī)做法設(shè)置止水鋼板即可，但下部施工縫由于支模原因止水鋼板難以施工，為此設(shè)計(jì)采用鋼板橡膠止水帶，但實(shí)際施工過(guò)程仍難以保證效果。因此，該工程在外墻底部沿外墻鋪設(shè)兩塊泡沫塑料，外墻鋼筋插入泡沫塑料中，止水鋼板嵌入在中間的縫隙內(nèi)，后期外墻施工時(shí)拆除即可。該做法既解決下部施工縫的防水隱患，又提高施工效率。

3.2.4 外墻防水及混凝土澆筑施工

該工程蓋挖逆作區(qū)地下室外墻厚度為550mm，由于外墻與支護(hù)樁之間僅200mm 左右，無(wú)法在外側(cè)進(jìn)行支模及外墻防水施工。因此，地下室外墻采用單面支模方式，與基坑支護(hù)一并澆筑，為此需重點(diǎn)解決外墻防水及澆筑方式的問題。

由于無(wú)法在結(jié)構(gòu)完成后在外側(cè)施工防水，該工程采用預(yù)鋪反粘的思路，先將支護(hù)樁一側(cè)采用噴射混凝土和砌筑結(jié)合的方式進(jìn)行找平，將防水施工至支護(hù)樁立面上，待外墻混凝土澆筑完成即可。為了解決可能存在的滲漏問題，在地下室內(nèi)側(cè)施工雙墻，將自外墻滲入的水引至集水坑內(nèi)。

頂板與地下室外墻的施工縫存在混凝土澆筑振搗困難、難以密實(shí)，導(dǎo)致側(cè)墻施工縫滲漏水等質(zhì)量問題。水平結(jié)構(gòu)施工時(shí)在外墻的位置沿墻長(zhǎng)方向間距1m 預(yù)留150mm 的澆筑孔，間隔分布在止水鋼板兩側(cè)（見圖2）。澆筑期間通過(guò)自澆筑孔澆筑和振搗混凝土，施工方便，質(zhì)量可靠，可有效解決混凝土密實(shí)度的問題。

圖2 外墻澆筑預(yù)留孔設(shè)置

4 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)建筑行業(yè)受到現(xiàn)代科技信息的影響和推動(dòng)，得到進(jìn)一步的發(fā)展。逆作法作為當(dāng)前高層建筑施工中常用的一種施工技術(shù)，有著良好的承載能力，可以節(jié)省施工成本和施工時(shí)間，有助于加快施工進(jìn)度。相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)充分落實(shí)各個(gè)環(huán)節(jié)施工技術(shù)，同時(shí)加強(qiáng)施工質(zhì)量控制，提高深基坑逆作法施工技術(shù)水平。