关于逆作法在施工中的应用

摘要：随着我国经济的快速发展，带动了城市建设的迅猛发展，同时高层建筑作为解决城市地少人多的常用方法，也被提上来了。传统的地下室施工多采用开挖地基、基桩施工、底板的施工、竖向构件以及地下室梁板的施工的程序进行，但这种方法耗时较长，施工时间占据了整栋建筑物的施工的大部分时间，为了解决类似问题，近些年来，逆作法的施工技术逐渐成熟。本文通过剖析施工中逆作法的实际应用中所存在的问题，进而提出了相应的解决措施，以期在实际工程中提供相应的理论借鉴与指导。

关键词：逆作法 建筑施工 实际应用

中图分类号：TU7文献标识码： A

前言

逆作法作为一项新兴起的基坑支护技术，其在高层建筑多层地下室的建设应用中有着明显的作用，有效的缩短了施工时间，进一步节省了施工成本，同时逆作法作为一项较为先进的技术在西方发达国家已经得到了很好的应用，取得了较好的成绩；逆作法技术对于建筑密度较大的市区或者是毗邻其他建筑物、施工场地不是很宽泛的建筑项目的作用尤为明显，传统的地下室施工多采用开挖地基、基桩施工、底板的施工、竖向构件以及地下室梁板的施工的程序进行，但这种方法耗时较长，施工时间占据了整栋建筑物的施工的大部分时间，为了解决类似问题，近些年来，逆作法的施工技术逐渐成熟。本文通过剖析施工中逆作法的实际应用中所存在的问题，进而提出了相应的解决措施，以期在实际工程中提供相应的理论借鉴与指导。

一 简述逆作法理论

1.1 原理：通常的建筑施工是从下方逐层累加起来的，而“逆作法”顾名思义，其顺序是从上至下进行的。然后构建正一层的梁板楼面，使其成为承载地下连续墙抵抗变形能力的有效工具，之后逐步向下完成地下施工。正一层的梁板楼面结构修建完成后，可以同时进行地上工程，直到工程结束。

1.2 工艺特点：逆作法的施工方法应用在高层建筑施工领域可以给工程带来显著的技术效益和经济效益，主要体现在以下几点：（1）可使建筑物的地上部分和地下部分同时建设，在大型建筑工程中，大约可节省1/3的工时。 （2）受力趋向合理且提高了工程质量和安全系数，提高了基坑的刚度，缩减了对周围建筑的沉降。（3）节省了地下室外墙结构的建设花销。（4）使底板设计更加合理。（5）由于工作平台由已建成的正一层平面担当，故不需要额外搭建工作平台等支撑结构，这样可减少支护工具的使用，一定程度上也节省了工程开销。（6）由于交替施行开挖和施工，自身荷载由地基承担，提高了地基的刚度。（7）简化了基坑的施工程序，经济效益显著。（8）节省了地下室外墙建筑防水层费用。（9）尽可能的利用地下空间，增加地下室面积。（10）加强了建筑物对水平风力和地震的抵抗能力。（11）施工方案和工程设计的联系更加紧密，使得方案更加合理，利于施工的进展。

基于上述优点，在2001年逆作法就被列入政府颁布的建筑地基建设规范的有关条例当中，各地区也随即颁布了地下室逆作法施工工法（YJGF02-96）和（YJGF07-98）。运用逆作法的典范也有很多，例如：上海特种基础工程研究所办公楼。实践证明，逆作法是能够有效解决施工环境难题的施工方法。

二 应用实例

以上是对于逆作法相关理论的概述，下面将以北京某金融中心大厦地下室工程为实例，展示逆作法是如何被应用到高层建筑施工工程的。

2.1 工程简介

该建筑是位于北京长安细街与金融街的交汇处的某38层高的金融大厦，占地面积约15000平方米。该工程是在这个大厦下方建5层深的地下停车场。该建筑分为三部分：一是办公综合大楼，位于裙楼上方，其平面大小约是37m×44m；二是裙楼，平面大小约为84m×43m，高度为15m；三是地库，平面大小约为100m×45m。大厦主楼高度为184.40m。现浇钢筋混凝土框架、劲性钢结构及混凝土楼板结构是该建筑的整体结构，以混凝土筒体为内核心筒，其外框架柱是钢骨混凝土柱，外框架是钢梁、钢骨混凝土梁或混凝土梁，用铰链将露面钢梁同混凝土筒体连接。底板钢筋入地墙墙边，连接到事先埋好的钢筋接驳器接出的钢筋上。

2.2 具体施工

2.2.1 地下主体结构的施工

本施工场区的承压含水层顶板距基坑底板较近，因此要充分考虑到基坑底板的稳定性，做足施工的前期准备。此外，该场地狭小，因此左边网格应尽可能的设置在场地之外的合适位置，防止坐标点发生偏移或被损坏，并且要实时对其进行检测和核对，保障测量精度。至于钢筋工程，柱、板墙的接长钢筋的间距要均等且垂直放置，上下层的钢筋要左右交替放置。对于接头样式不同的钢筋要做好验收和物理试验等工作。

2.2.2 节点设计

该工程采用“一柱一桩”和“一柱双桩”的施工方式，所以在此之前应当把格构柱建到设计标高，挖土后将封头板和锚筋加设在其顶部，留好柱插筋和混凝土浇捣孔后再进行柱、梁和底层梁、板的作业。当对土体施工完成后再对大底板进行施工，待大底板坚固后，再进行地下3层柱的施工，与此同时从地下3层依次向上进行筒体剪力墙施工。在竖向剪力墙和柱的强度达到要求后拿掉格构柱。取出格构柱后，再对底层楼板施工，并把封头钢板加设到其顶部，在剪力墙的下方铺设相同厚度的托梁，且直接将其插入地墙顶圈梁内，注意要事先留出剪力墙插筋。

2.2.3 土方施工

关于土方施工，首先要检查降水情况，要确保降水情况符合挖土条件。本工程采用“盆式”和“盆边抽条式”挖土同时使用的方式作业。挖土过程中要注意标高，一边挖一边浇筑垫层。在0层楼板混凝土的强度满足可施工的标准后，进行第三层土的施工作业。随后对负一层楼板施工，待其坚固后，进行下一皮土方的施工。当底板强度满足使用标准后，进行从下至上的筒体剪力墙的施工，待墙体足够坚固，拆除钢立柱。

2.2.4 技术措施

该工程采用了一些技术措施：首先，事先设定了逆作法顺序，估算好沉降的可能性和沉降程度，按要求控制好沉降差；其次对整个工程施工状况的进行监控，其中包括地下连续墙、支撑住、变形、地下水位、挖土工况条件等，根据检测结果计算相关参数，从而更合理的安排下一步的施工。

三、逆作法在实际中的应用实例

1工程简介

该建筑是位于天津的某38层高的金融大厦，占地面积约15000平方米。该工程是在这个大厦下方建5层深的地下停车场。该建筑分为三部分：一是办公综合大楼，位于裙楼上方，其平面大小约是37m×44m；二是裙楼，平面大小约为84m×43m，高度为15m；三是地库，平面大小约为100m×45m。大厦主楼高度为184.40m。现浇钢筋混凝土框架、劲性钢结构及混凝土楼板结构是该建筑的整体结构，以混凝土筒体为内核心筒，其外框架柱是钢骨混凝土柱，外框架是钢梁、钢骨混凝土梁或混凝土梁，用铰链将露面钢梁同混凝土筒体连接。底板钢筋入地墙墙边，连接到事先埋好的钢筋接驳器接出的钢筋上。

2具体施工流程

图1-1

2.1地下主体结构的施工

本施工场区的承压含水层顶板距基坑底板较近，因此要充分考虑到基坑底板的稳定性，做足施工的前期准备。此外，该场地狭小，因此左边网格应尽可能的设置在场地之外的合适位置，防止坐标点发生偏移或被损坏，并且要实时对其进行检测和核对，保障测量精度。至于钢筋工程，柱、板墙的接长钢筋的间距要均等且垂直放置，上下层的钢筋要左右交替放置。对于接头样式不同的钢筋要做好验收和物理试验等工作。

2.2节点设计

该工程采用“一柱一桩”和“一柱双桩”的施工方式，所以在此之前应当把格构柱建到设计标高，挖土后将封头板和锚筋加设在其顶部，留好柱插筋和混凝土浇捣孔后再进行柱、梁和底层梁、板的作业。当对土体施工完成后再对大底板进行施工，待大底板坚固后，再进行地下3层柱的施工，与此同时从地下3层依次向上进行筒体剪力墙施工。在竖向剪力墙和柱的强度达到要求后拿掉格构柱。取出格构柱后，再对底层楼板施工，并把封头钢板加设到其顶部，在剪力墙的下方铺设相同厚度的托梁，且直接将其插入地墙顶圈梁内，注意要事先留出剪力墙插筋。

2.3土方施工

关于土方施工，首先要检查降水情况，要确保降水情况符合挖土条件。本工程采用“盆式”和“盆边抽条式”挖土同时使用的方式作业。挖土过程中要注意标高，一边挖一边浇筑垫层。在0层楼板混凝土的强度满足可施工的标准后，进行第三层土的施工作业。随后对负一层楼板施工，待其坚固后，进行下一皮土方的施工。当底板强度满足使用标准后，进行从下至上的筒体剪力墙的施工，待墙体足够坚固，拆除钢立柱。

2.4技术措施

该工程采用了一些技术措施：首先，事先设定了逆作法顺序，估算好沉降的可能性和沉降程度，按要求控制好沉降差；其次对整个工程施工状况的进行监控，其中包括地下连续墙、支撑住、变形、地下水位、挖土工况条件等，根据检测结果计算相关参数，从而更合理的安排下一步的施工。

四、逆作法技术施工的特点

4.1逆作法施工时的优点在于地上地下的同时施工，立体作业在上下层次多的时候可以省下大半的时间；因为围护结构变形量的减小，对于毗邻建筑物的影响降到最低；天气因素对于施工的影响降到最低，减少土方的开挖；对于地下空间最大程度的利用，有效扩大地下室的建筑面积；将一层结构面作为工作平台可以节省开支的同时方便施工；施工与开挖的交错进行，有效的减少了对于持力层的影响，对于基坑内地基的回弹量进行有效的降低；

4.2逆作法施工时存在的问题，地下室的层高影响逆作法施工的支撑位置，而且对于高度也无法进行调节，当地下室的面积较大的时候，大多数情况需要设立临时支撑；挖土的时候土层上方是封闭的，基坑内部还有着支撑柱等设施，不利于小型机械的运行，同时小型挖土机械的设备也很少，会对施工进度造成一定程度的影响。

4.3钢管柱吊装的垂直度控制。由于逆作法的施工工艺的特殊性，决定了地下室的竖向构件必须采用钢管柱或格构式钢柱，而吊装这一竖向构件时如何控制垂直度成为关键因素，先在桩顶标高以下一米处安设一定位钢板，定位钢板有三个调节螺栓，以调节钢板水平，钢管柱中部采用钢筋制成笼状定位架，在地面也设有井字形定位木架，实践证明，这种定位方法取得较高的精度，可以满足工程需要。

五、逆作法在实际应用中的效益

1采用逆作法，一般地下室外墙与基坑围护墙采用两墙合一的形式，一方面省去了单独设立的围护墙，另一方面可在工程用地范围内最大限度扩大地下室面积，增加有效使用面积。此外，围护墙的支撑体系由地下室楼盖结构代替，省去大量支撑费用。而且楼盖结构即支撑体系，还可以解决特殊平面形状建筑或局部楼盖缺失所带来的布置支撑的困难，并是受力更加合理。由于上述原因，再加上总工期的缩短，因而在软土地区对于具有多层地下室的高层建筑，采用逆作法施工具有明显的经济效益。一般可节省地下结构总造价的 25%~35%。

2由于逆作法在施工地下室时是采用先表层楼面整体浇筑，再向下挖土施工，故其在施工中的噪音因表层楼面的阻隔而大大降低，从而避免了因夜间施工噪音问题而延误工期；通常的地基处理采取开敞开挖手段，产生了大量的建筑灰尘，从而影响了城市的形象；采用逆作法施工，由于其施工作业在封闭的地表下，可以最大限度的减少扬尘。

3由于逆作法的采取表层支撑，底部施工的作业方法，故在城市交通土建中大有用武之地，它可以在地面道路继续通车的情况下，进行道路地下作业，从而避免了因堵车绕道而产生的损失；采用了逆作法，可以利用结构本身作内支撑。由于结构本身的侧向刚度是无限大的，且压缩变形值相对围护桩的变形要求来讲几乎等于零。因此，可以从根本上解决支护桩的侧向变形，从而使周围环境不至出现因变形值过大而导致路面沉陷、基础下沉等问题，保证了周围建筑物的安全。采用逆作法施工，地下连续墙与土体之间粘结力和摩擦力不仅可利用来承受垂直荷载，而且还可充分利用它承受水平风力和地震作用所产生建筑物底部巨大水平剪力和倾覆力矩，从而大大提高了抗震效应。

结语

推广和使用逆作法施工技术，可以在保证施工质量的前提下缩短施工工期，一定程度上节约施工企业的施工成本，相信随着逆作法施工技术的不断完善，建筑施工中此项技术的应用将由更为宽广的前景。

参考文献

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