刍议逆作法施工技术在建筑工程中的应用

史朝立

一、逆作法施工技术应用的优势

1.减少基坑变形方面带来的影响

逆作法一方面可有效减少围护结构本身的侧向和竖向变形，另一方面可使基坑周边建筑物、道路和管线的沉降减少，最大限度地降低基坑施工对周边环境的负面影响，有利于保护环境和周边管线、道路、建筑物的安全。

2.提高建筑工程底板设计的合理性

地下室底板质量关系到项目整体质量，因此加强底板设计至关重要。采用逆作法施工技术，可增加大量底板支撑点，从而缩短地下室底板跨度，减小底板弯矩和配筋，并能有效提高底板抗浮性能，更有利于减少底板加固措施，进而提高了建筑工程底板结构设计的合理性。

3.缩短施工期限提高经济效益

逆作法可使建筑物上部结构施工和地下结构施工同步立体作业，且施工不易受气候的影响，土方开挖可不占或少占总体工期，在保证安全的前提下，有效加快项目施工进度。特别是在地下室范围大、地下室层数较多时，逆作法提高施工效率，缩短施工周期效果十分明显。传统基坑往往采用锚杆和内支撑作为临时水平支撑，逆作法则是采用结构本身楼盖作为水平支撑，可以节约临时支撑施工费用和拆撑费用，首层楼盖同时可以作为临时施工场地，施工车辆行走道路、临时材料加工场、材料堆场、临时生活板房搭设用地，节约了施工场地和临时施工措施费用。当逆作法采用两墙合一时，还可最大程度地利用建筑红线扩大地下室面积，形成良好的经济效益。

二、逆作法施工技术应用需注意的因素

1.土层地质结构基本构成

工程勘察报告是做好基坑设计与施工的重要依据，勘察报告的完整性及其数据的合理性是保障基坑设计、施工质量和安全的基础。为保证基坑设计及施工的顺利进行，必须在施工前加强地质勘查。通过地质勘查，查明不良地质现象的成因、类型、分布范围、发展趋势及危害程度；查明各类岩土的类型、深度、分布、工程特性和变化规律；查明基岩岩性、构造、岩面变化、风化程度，判断有无洞穴、临空面、破碎岩体或软弱岩层；查明深厚软土的分布及地下水的性质、补给条件、渗漏性和水流量等，从而保证在逆作施工期间整个基坑能有一个较好施工环境。因此，在逆作施工前，有必要着重分析其地质构造，为后续施工做好充分准备。

2.地下水

地下水的分布和含量是影响基坑安全的重要因素，在基坑开挖中，无论采用何种施工方法，施工前都要对地下水情况进行调查和检测，对地下水进行水化学分析，查明地下水对围护结构是否有腐蚀性。在探测地下水时，还应注意探测地下水的类型，研究分析地下水是渗流水还是承压水，为采取控制地下水和降水的措施提供有效的依据，避免基坑开挖过程中可能产生的流砂、流土、管涌等渗透性破坏。

3.基坑周边环境

在房建基坑施工中，周边环境是一个重要的影响因素，尤其是逆作法施工。施工过程中，周围环境将影响到逆作法施工，因此，需考虑的因素是周围建筑物与地下结构之间的距离、周边建筑的结构类型、基础形式、周边地下管线的类型及使用状况。基坑施工前应重视对基坑周边环境条件的调查分析，避免施工过程中对周围环境的破坏。

三、逆作法施工技术的主要说明

1.全逆作施工法

全逆作法是指地下结构和地上结构同步施工。地下结构逆作时，利用地下室楼盖作为围护结构的水平支撑，从界面层向下依次施工，上部主体结构则利用已施工的钢立柱向上同步施工。

2.部分逆作法

部分逆作法是指施工过程中一部分结构顺作，一部分逆作的方案。常用的顺逆结合方案有主楼先顺作、裙楼后逆作；裙楼先逆作、主楼后顺作；中心顺作、周边逆做等方案。实际作业时，根据不同的经济、技术、工期和环境保护要求采用不同的方案。比如当地下室面积较大时，全部采用逆作施工难度高、工期长，可在基坑周边设置一定范围的环板，形成水平支撑，中间则大开洞并向周边分级放坡，以方便土方开挖和基础施工，采用中心顺做、周边逆作的方案。

3.半逆作法

半逆作法指仅地下结构进行逆作，地下室楼盖作为围护结构的水平支撑，从界面层向下依次施工，在地下室施工完成后再进行地上结构的施工。

4.地下室结构框架逆作

先浇筑各层主梁和钢立柱形成围护结构的水平支撑体系，地下结构楼板及次梁待基坑土方开挖完成后进行二次浇注。

四、逆作法施工技术的应用

1.土方开挖

逆作法土方开挖方式必须考虑主体结构与基坑支护的协调，开挖过程中基坑及主体结构的不均匀沉降和变形需满足规范要求。基坑施工前需先进行坑内降水，降水深度一般控制在设计开挖面以下0.5m及以上。通过降水，可减少土壤中的孔隙水，土体在自重压力下密实度增加，可以避免开挖过程中土方坍塌、方便开挖机械行走。对于透水性差且含水量特别高的土层，还需采用专项土体加固措施处理后方可开挖，以确保施工的安全。

土方开挖需综合考虑基坑的设计工况，平面形状、支护结构类型、后浇带的设置及周边环境的特点，遵循平衡、对称、分块、分层和限时等原则作业。在具体开挖作业时，需合理划分各层土方分块大小，界面层以上采用明挖，土方挖土速度较快，开挖分块可大一些，界面层以下采用暗挖，土方开挖速度慢，可减小分块开挖的大小，缩短基坑暴露时间；需采用合理的开挖方式，针对大面积的土方开挖，可采用盆式开挖，对于底板可采用抽条开挖，以控制土方开挖对基坑变形的不利影响。

2.地下连续墙

地下连续墙槽段开挖前，应沿地下连续墙轴线两侧构筑导墙，以防地表土的坍塌，保证成槽精度。施工单位根据现场实际情况及需要在导墙上设置溢浆孔。导墙背后应用粘性土分层回填并夯实，严防漏浆。现浇的钢筋混凝土导墙拆模后，应立即在两片导墙间按一定间距架设支撑，支撑水平间距一般为2m，上下各一道。在导墙混凝土养护期间，严禁重型机械在导墙附近行走、停置或作业。导墙的混凝土强度达到设计强度的75%时，方可进行成槽施工。

地下室连续墙成槽前应修筑施工道路，防止地面荷载过大等影响造成槽壁塌方。成槽过程中软弱土或砂层中应避免钻进过快，槽内泥浆面必须高于地下水位1.0m以上，并且不低于导墙顶面0.3m，同时需根据地质情况选择合适的泥浆比重。槽段开挖时应加强对稳定性的观测，如槽壁发生较严重局部坍塌时应及时回填并妥善处理。施工中泥浆漏失应及时补浆，始终保持所必须的液面高度。

钢筋笼下放过程中应注意钢筋笼太轻，在浇筑混凝土过程中容易浮起，必要时可将钢筋笼焊接在导墙上。混凝土浇筑前导管内应放置隔水塞，初灌的埋管深度不应小于0.8m。导管埋入混凝土深度宜为2～6m，避免埋深过浅产生拔漏或埋深过大造成导管拔不出的现象。混凝土顶面上升深度不宜小于3m/h，不宜大于5m/h。混凝土浇筑应均匀连续，间隔时间不宜超过30min。

地下连续墙施工完成后易在槽段接头处发生渗漏，针对渗漏的不同程度可采取不同的处理方法。对于接缝轻微渗漏可在渗漏处采用双快水泥结合化学注浆处理，对于墙身大面积湿渍可采用水泥基型抗渗微晶涂料涂抹；对于严重渗漏时，查明渗漏点后可在坑外进行双液注浆处理。

3.支撑柱

逆作法中的支撑柱通常为主体的结构柱，立柱及立柱桩不仅受力需满足基坑和主体受力的要求，其偏差及垂直度也需满足主体结构的要求。一般规定钢立柱轴线偏差控制在±10mm内，垂直度控制在1/300～1/600以内。由于钢立柱在地面施工，钢立柱的施工前应采用合适设备进行定位和调垂，并提出防止钢立柱垂直度及偏差过大的预防措施，常用调垂技术有气囊法、校正架法和导向套筒法等。

钢立柱通常采用钢格构柱或钢管混凝土柱，两者待逆作结束后外包钢筋混凝土形成永久的框架柱，外包混凝土浇筑前需在柱顶侧面预留倒八字浇筑口。钢立柱需根据剪力计算设置相应的抗剪栓钉，角钢格构柱采用钻孔钢筋连接法、传力钢板法和梁侧水平加腋法等解决梁柱节点框架梁钢筋穿越的问题，钢管混凝土柱采用双梁节点、环梁节点和传力钢板法等。底板位置钢立柱应设置止水钢板，以防止地下水渗漏。

4.楼板模板支设的技术要点

地下室楼板可采用混凝土垫层作为底模和搭架支模两种形式。采用混凝土垫层作为底模施工时，需先开挖土层至设计标高底以下10cm，然后平整夯实，并浇筑10cm素混凝土垫层。待垫层硬化后，用水泥砂浆进行找平，确保结构施工误差在规范允许范围内。垫层与楼盖之间应设置隔离措施，基坑开挖楼盖下发土方时应及时清除。当采用土模承重时应考虑地基土的压缩变形对楼板结构产生的竖向挠曲。采用搭架支模时，需在楼盖下方挖除一定高度土方，然后按常规方法进行梁板模板的搭设。

4.沉降控制

逆作法立柱桩及地下室连续墙承担的竖向荷载远大于顺作法，结构在逆作阶段对立柱桩的沉降格外敏感。通常采用以下几种方法减少立柱桩的不均匀沉降：

（1）基坑设计前需按照工期安排确定地下室逆作期间地上结构施工的层数，然后通过结构计算确定逆作期间上部结构和地下室结构传递至立柱桩的荷载，并结合持力层的强度确定合理的连续墙和立柱嵌固深度，以避免立柱桩承载力不足或坑底隆起产生的沉降差。

（2）利用后注浆等措施提高立柱桩和地下室连续墙的承载力，并对桩侧和桩端土性能进行改善，以减少立柱桩之间、立柱与连续墙之间的沉降差。

（3）立柱桩和连续墙应选择较硬土层作为桩端持力层，同一沉降单元的连续墙和立柱桩，持力层性质宜一致。

（4）在桩间设置临时剪刀撑或永久墙体结构，协调各立柱之间沉降差。

（5）若基坑底部存在流塑状淤泥等不良地质现象，在基坑支护施工时，提前采取加固措施。

（6）采用信息化监测手段加强立柱和连续墙沉降观测，当沉降差接近报警值时，应立即停止上部结构施工，同时采取有针对性的加强措施或调整土方开挖顺序及时处理。

五、逆作法实践

本基坑位于昆明市五华区，总用地面积12636m2。基坑规模长约93m、宽约64m、周长约296m、开挖面积约5295m2、开挖深度约14.90m。基坑周边环境复杂，基坑北侧紧邻相邻地块地下室边线，基坑东侧为地铁隧道及其出入口，基坑南侧为主要市政道路，基坑北侧为砖混结构民房。场地周边管线主要分布在基坑东侧和南侧。

基坑开挖范围内土方主要有填土、粘土及圆砾层。基坑支护形式采用地下连续墙（两墙合一）+三道楼盖支撑。

本项目结合场地周边环境、建设工期、主体结构设计特点等方面的因素，采用逆作法施工，利用地下室连续墙作为基坑的围护结构（兼作为地下室侧壁），利用水平楼盖作为围护结构的水平支撑、利用钢管立柱作为支撑柱（兼做地下室结构柱），利用原结构中间大开洞作为出土口，取得了良好的经济社会效益，具体实施效果如下：

1.首层楼盖施工完成后即可作为项目临时施工场地，节约了项目施工措施费用。

2.利用主体结构开洞口作为出土口，解决了土方完全暗挖的不利影响，并节约了土方开挖工期。

3.利用钢管柱作为结构柱，避免了后期混凝土二次浇注，钢管柱外涂防火防腐材料即可使用。

4.采用两墙合一，节约了地下室侧壁的费用。

5.由于前期主体结构计算精确，立柱桩承载力取值合理，立柱桩之间、立柱桩与连续墙之间沉降差较小，避免了不均匀沉降引起结构开裂的问题。

6.由于地下室楼盖作为水平支撑，基坑变形及沉降均较小，减少了周边建筑物、地铁及管线的影响。

六、结语

随着房建施工技术的不断创新应用，逆作法技术在房建工程中的应用越来越广泛，不仅对建筑物地下结构的安全稳定起着关键作用，还可缩短施工周期，节约成本，避免周围地基沉降，对保证建筑企业经济效益和社会效益方面发挥着重要作用。