针对逆作法在高层建筑施工中的应用

樊留勤

摘要：高层建筑是未来城市发展的必然趋势，应用逆作施工技术提高地下建筑工程的安全性，减少因基坑挖掘、多层地下室建设而出现路面塌陷、路基下沉等现象，保证周边建筑物的安全，最大限度的节约工程造价，缩短工期。

关键词：建筑工程；逆作法技术特点；施工技术

1.逆作法施工理论

逆作法是相对于常规建筑物施工顺序而言的。常规的建筑物施工顺序是：开挖基坑；从基础开始，按施工层级向上施工，其中开挖基坑所需的支护属于施工措施，這于建筑物地下的结构无关联。地下室的逆作施工法通过利用楼盖结构、板、梁外墙结构和柱作为基础结构施工点和基坑维护结构，此时也可以进行结构上部的施工。因此施工是自上而下而进行的，基坑支护、地下结构以及因使用逆作法而产生的特殊要求都需在结构的设计中得到解决。用传统方法对多层且深度大的地下室施工会产生很多问题。逆作法用于建筑那些深基坑支护工程，地面以下的各层地下室进行自上而下的施工，并借助地下自身结构能力对基坑进行支撑，以便保证基坑上方土方的开挖，并利用各层混凝土楼板抗压强度和水平刚度，使各层楼板拥有水平支撑点，并利用基坑外的土压力来抵消坑壁围护桩的不利影响。所以施工时，先进行楼板的施工，在进行楼板下方土方的开挖工作。

2.逆作法施工特点

经过几十年来的系统研究和大量的工程实践，逆作法这一技术现今已相当广泛地应用于城市中的地铁、隧道、地下商场、高层或超高层的地下室、多层地下车库、大型污水处理池等结构。与传统的施工方法相比较，具有如下技术特点：

2.1缩短工程施工的总工期

传统基坑施工，其施工工序是逐层交接进行施工。即基坑围护和桩基础、挖土、地下结构施工、拆除支撑需逐层施工，而上部结构施工需地下结构完成后进行，各工序之间无法同步施工，工序较多；逆作法基坑施工上部和下部结构可平行搭接，上部主体结构与下部地下结构同时进行施工。在应用逆作法施工的工程中，以其自身结构代替临时支撑，不用拆除，从而减少施工工序、缩短了总工期，并且对于越深的基坑其效果越明显。

2.2保护周边环境，基坑变形小

在逆作法施工过程中，地下室水平结构（梁、板）可作为地下围护结构内部强有力的水平支撑。在水土压力作用下的地下围护结构，与临时支护结构相比，地下室水平结构刚度大，基坑变形小。此外，与无中间立柱的情况相比，中间有立柱的情况下，会使底板增加了稳定的支点，坑底的隆起的竖向位移也会明显减少。并且逆作法施工实现了顶板的封闭，可以有效减少施工噪声与扬尘污染，防止施工造成的城市环境污染。所以，利用逆作法施工的工程能使相邻的建（构）筑物、道路和地下管线等的沉降和变形得到有效的控制，达到减少基坑变形、保护了周边环境的目的。

2.3节约资源、避免浪费、降低工程能耗

与常规基坑施工相比，逆作法采用的是“以桩代替柱”，“以楼板代替水平支撑”，“以围护墙代替结构外墙”，省去了中间施工环节和临时结构。地下结构采用常规的临时支护结构，地下室外墙下一般要求设置工程桩，并采用强大的内部支撑或锚索等辅助，增加大量的材料和人工费用，造成浪费。而在基坑土方开挖后，利用地下结构自身代替临时支撑作为支护结构，不但可以省去了结构的临时支撑，而且还可以省去废弃材料外运的麻烦，避免了环境污染；此外，地下连续墙既可以做为基坑开挖后挡土止水的结构，又可以与内衬墙合二为一，组合成复合结构作为地下室永久承重外墙（两墙合一），材料得到充分的利用，还可以有效地承受上部结构和地下结构传来的竖向荷载。采用“两墙合一”的逆作法施工既可减少地下室外墙工程量又可以省去地下室外墙下工程桩，这部分造价有时可达到结构总造价的1/3左右。此外，“两墙合一”的逆作法自身有很好的防水性，可降低大量建筑防水层的费用。

2.4使得施工现场布置合理、规范

与传统基坑支护做法相比，逆作法施工顶板可以优先施工，利用这个有利的条件，在顶板上对施工场地进行有序的布置和规划，解决施工中场地狭小问题，满足文明施工要求。同时下部基坑施工是处于一种相对封闭的环境下，因此基坑施工受气候影响较小。

2.5对设计人员和施工队伍的专业素质要求高

与传统基坑做法比较，设计人员在设计开始就必须综合考虑临时结构体系的支撑围护系统与永久结构的关系。永久结构支撑围护体系的设计必须同时满足支护结构的受力要求和永久结构的使用要求，逆作法节点的设计也必须同时满足施工阶段和使用阶段的要求。而对于施工单位来说，由于逆作法施工技术要求高，必须掌握相关的核心技术：如逆作法支撑柱的垂直度调整技术（逆作法支撑柱的垂直度要求达到1/300以上，有的设计要求达到1/500）、钢管混凝土柱和柱下桩的混凝土浇捣技术、逆作法施工节点处理技术、竖向结构的钢筋绑扎和混凝土逆作浇捣技术、逆作法时空效应挖土技术、逆作法不均匀沉降控制技术等，这些核心技术一旦控制不好，往往导致工程事故，甚至造成施工失败。

3.逆作施工技术操作方法

3.1施工准备工作

3.1.1材料的储备

在进行逆作法施工前，应首先确保施工资料是否齐全、施工材料的来源和质量是否可靠等等。石、沙、钢筋、防水材料和水泥等都是施工材料，这些材料都需在工程开始前备齐并做好相关质量监测的工作，确保材料质量符合国家相关标准的规定。

3.1.2施工资料的整理

施工资料指在施工过程中将会用到的图纸、施工地地质地貌勘测结果、地下管道分布情况、和设计方案等。这些是直接影响逆作法技术应用重要的资料，因此，在施工前应进行充分的了解和掌握。

3.1.3施工场地的清理

确保施工场地的清洁是逆作法施工得以进行的必要保证，对施工场地中的管道、电线、排水沟等具体事项都应做好事先清理和保护工作。采取清洁措施后保证现场的整洁后，方可进行后续施工环节。

3.2逆作法施工过程

逆作施工技术拥有地下与地上同时作业的优势，施工过程便利，且有利于缩短工程时间。但在具体施工过程中，应充分掌握施工技术操作要点。

3.2.1地下连续墙体施工

具体施工的过程中，地下的连续墙体主要使用机械成槽和人工挖孔排桩两种方法。前一种主要依托抓土机等机械施工，施工强度大，但应注意透水问题。后一种方法依靠人工力量，挖孔成功后进行混凝土的浇筑，重点应将桩身采用将楔形处理方式，处理过程中，利用钢筋扣接方式。如遇地下水位较高情况，做好防水的工作并设置防水墙进行阻隔。

3.2.2支撑柱的操作

支撑柱是指利用工程支撑结构，对地下及地上施工场地构建起支撑的空间，一般都是采用钻孔灌注桩、核心支撑桩和强劲支撑柱等方法。钻孔灌注桩是在施工现场地面上所进行的，此过程需要保证灌注桩的长度，还应注意预埋件设置和管理，以此来确保钢筋竖立的焊接。核心支撑柱方法需通过人工挖孔，且桩顶面应达到地面的首层以上1.5m。最后，强劲支撑柱也将通过人工挖孔放人安放设施，但应注意确保孔的深度，并且设置临时的水平支撑，从而确保支撑的稳定性。

3.2.3基坑挖土环节的操作

基坑挖土环节影响着整个工程的施工质量，如果没有依据相应操作流程标准进行的施工，很容易导致坑及土体变形，进而促使建筑工程出现严重的质量问题。在具体挖土过程中，主要是利用盖挖、明挖和暗挖三种方式。对高层建筑挖土施工过程中，主要采用暗挖方式进行施工。挖土工程开始前，应在坑内适当位置设置集水井，深度不应过大。挖土过程中，基坑跨度过大就应使用机械进行结合施工，主要运用小型的挖掘机施工，并伴随进行人工清理工作，最终达到完成基坑挖土的工作。

4.结语

总之，随着国内城市人口压力大，建筑面积不足，人们的居住问题只能通过高层建筑解决，由此建筑逆作法施工技术应运而生。其不但可以缩减建筑工程造价及施工工期，而且还能保障建筑施工的安全性。逆作法施工技术在建设多层地下室的高层和超高层建筑以及多层地下结构建筑工程施工中是很完善的新技术。