高层建筑逆作法施工技术研究

摘要：逆作法作为一项近几年发展起来新兴的基坑支护技术，是施工高层建筑多层地下室和其他多层地下结构的有效方法，成为高层建筑地下室施工的一种有效方法。本文首先概述了高层建筑逆作法施工技术及其优势进行分析，基于工程实践介绍了逆作法的工艺原理及特点，对高层建筑逆作法施工技术运用中的问题作了详细分析，可以为高层建筑逆作法施工作业管理提供可靠的参考。

关键词：高层建筑；逆作法；地下室

中图分类号：TU97 文献标识码：A

前言

近年来，随着经济的迅速发展，对于土地资源利用效率较高的高层和超高层建筑如雨后春笋般纷纷涌起，基坑工程也不断增多，深度不断增大。在多数地下室的施工中，均采用传统的正作法程序，即：开挖基坑——施工基桩——施工底板——施工地下室竖向构件——施工地下室梁板。但是，大量深基础工程集中在市区，工期紧，施工场地狭小，施工条件复杂。为减小基坑开挖对四周构筑物、道路和地下管线的影响，高层建筑深基坑开挖支护施工技术也提出了更高的要求。

逆作法施工技术作为一项近几年发展起来新兴的基坑支护技术，已经成为一种较好的高层建筑多层地下室以及多层地下建筑物的基础施工方法。逆作法施工是一种以地面为起始点，向上、向下同时进行施工，直至工程完工新的施工方法。其工艺原理是：沿建筑物的四周浇筑地下连续墙混凝土，作为地下室的边墙或基坑的围护结构，然后继续向下逐层开挖土方和浇筑各层地下结构，直至底板封底。“逆作法”施工又可分为“封闭式逆作法”和“开敞式逆作法”。

逆作法施工技术特点有：缩短工程总工期，节约施工成本、对环境影响小；最大限度利用城市规划红线内地下空间，扩大地下室建筑面积；有利于结构抵抗水平风力和地震作用；工程设计与施工方案紧密配合，逆作施工方案更趋合理等。虽然逆作法的施工工艺和相关理论都取得一定成果，应用也有一定的普及，但目前仍作为一种特殊施工方法应用，主要用于对工程有特殊要求或用传统方法施工满足不了要求而又十分不经济的情况下。

高层建筑逆作法的施工技术

（一）、沉降差异控制

各根立柱之间或立柱与地下墙之间存在较大的沉降差，这是因为逆作法是先施工地下室楼板与上部结构，后施工基础大底板，工程桩在施工前期是部分受力、部分不受力，所以已经浇注的楼板与梁系就会产生裂缝。有两种方法可以控制沉降：一是控制施工动态，当相邻柱间沉降差超过安全值时，应当采取控制措施。具体要对地下墙、立柱桩、垂直与水平变形、地下水位、挖土工况等进行监测，按实际工况来反算土体力学参数，修正下一步工况计算。二是设定工况并计算沉降。在挖土各个阶段，各立柱与地墙的相邻沉降计算差值应当满足结构设计要求，按荷载与地基桩及地质指标对立柱与地墙的受力进行沉降估算。

（二）、支撑柱的施工

支撑柱在逆作法施工中主要是对地下室楼层以及逆筑地上结构及施工荷载起到支撑的作用。支撑柱的施工常见形式主要有钢筋混凝土钻孔灌注桩、钢筋混凝土核心支承柱以及劲性支承柱三种。通常支承柱的调垂方式有：气囊法调垂、校正架调垂、上部校正架与下部气囊法联合调垂、上部调节螺栓调垂。

在底板以上，一般为钢管柱或型钢柱包裹混凝土作为正式的地下室结构柱，支承柱一般布置在结构柱的位置或纵横墙相交处；在底板以下，支承柱即为整体结构的桩基部分。作为永久的结构柱，逆作法的支承柱对施工的精度有严格的要求，偏差必须控制在20mm以内。

、基坑挖土施工

挖土不仅是影响工期和施工安全的关键因素，而且稍有不慎容易发生基坑土体变形，影响施工的顺利进行。土体的开挖方式主要包括明挖、暗挖以及盖挖三种形式，在高层建筑逆作法施工技术中一般采用暗挖方法。首先基坑土体的开挖深度需要综合考虑多方面因素，在基坑内设置集水井，集水井的深度需要在挖土面标高下0.5m-1.0m左右，确保施工安全。取土口的大小要满足结构受力要求，水平距离要满足暗挖时自然通风的要求，取土口的数量还需满足1个取土口能兼顾3块抽条区域的出土要求。

其次，对于暗挖挖土施工，确保地下连续墙的结构强度、变形与位移满足施工要求，同时便于施工零层板和基础柱，并尽可能的减少下部封闭条件下挖土施工工程量。如果基坑内作业空间狭小，可以通过人力挖土，并由输送机具作水平和垂直运输。基坑内的跨度相对较大则通过小型挖掘机施工，并由人工辅助清理。

、节点施工技术

在节点施工中需要注意的是复合柱、墙与梁的节点。地下连续墙与楼板的节点是通过在在地下连续墙中预埋锥螺纹套简，在地下开挖暴露出节点后，清除节点上的淤泥，然后绑扎或连接梁的钢筋并浇捣混凝土，楼板位置的墙体还需凿入60mm左右，以保证混凝土的紧密啮合。然后凿出预埋件并将其与楼板钢筋机械连接。

对于墙梁以及柱梁处的节点施工，是通过在支承柱的施工时，在相应的楼板标高处预埋钢板或锚筋节点实现的。在中柱桩预留的钢圈位置以及连续墙处预设的埋件上焊接钢板与钢筋，之后绑扎墙梁以及柱梁的钢筋、劲儿浇筑混凝土并捣实，等基础大底板施工结束后，进行外包复合柱与复合墙的混凝土的浇筑与捣实作业。

三、逆作法的效益分析

（一）、环境效益

一是扬尘方面：通常的地基处理采取开敞开挖手段，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不影响了城市的形象。

二是噪音方面：逆作法在施工中的噪音因表层楼的阻隔而大大降低，这是因为其在施工地下室时是采用先表层楼而整体浇筑，再向下挖土施工，从而避免了因夜间施工噪音问题而延误工期。

（二）社会效益

逆作法在城市交通土建中大有用武之地，它采取表层支撑，底部施工的作业法，可以在地而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。

采用了逆作法可以从根木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而沉陷、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，可充分利用地下连续墙与土体之间的粘结力和摩擦力承受垂直荷载，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，大大提高抗震效应。

（三）、经济效益

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%。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，还可以解决特殊平而形状建筑或局部楼盖缺失所带来的布置支撑的困难，并使受力更加合理。

其次，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，另一方面省去了单独设立的围护墙。

四、逆作法施工注意事项

（一）、逆作法施工安全技术措施

高层建筑逆作法工程施工的安全措施，应该结合施工现场的场地、机械设备投入以及作业施工人员等实际条件，并将具体的措施应落实各有关分项工程之中。

具体措施有：上、下交叉作业时，应有相应的安全防护措施，对于垂直运输用的孔洞位置要设置警示牌，并采等专项安全防护措施；严格遵守施工安全用电要求，并按规定设漏电保护开关，对于地下结构施工照明一般采用12V低压电照明；对于地下施工作业，应配备足够的通风换气设备，确保地下室施工作业位置空气流通；地下室内施工中所使用电动机械设备，在使用前必须进行检查，并做好地下结构内的排水与降水工作等。

（二）、逆作法施工质量控制项目

为了确保工程施工质量，应该确保逆作法工程的各分项工程质量要达到各分项工程质量标准。

逆作法施工质量控制的一般控制项目主要包括：混凝土必须振捣密实，确保新、旧混凝土结构强度的完整连接、没有收缩裂缝出现；在已浇筑的混凝土上继续浇筑时，应将已浇混凝土的接触面剔凿整齐；混凝土强度以及防水性能必须满足施工规范以及设计资料的要求等。

五、结语

随着科学技术的进一步发展，高层建筑逆作法施工技术也日趋成熟完善。我国国家基础设计规范中，也将地下结构的逆作法施工技术列入其中，逆作法施工技术在高层建筑基坑施工中的应用范围也将不断扩大。实践证明，逆作法施工技术能够提高地下工程的安全性，可以大大节约工程造价，缩短施工工期，防止周围地基出现下沉。

完善逆作法施工方案设计，提高施工工艺水平，严格控制施工质量，是确保施工质量的关键因素，相信随着工程实践经验的不断积累以及业内人士的潜心研究，逆作法施工过程中的各种不足将会逐一得到有效地解决，将会给大面积基坑的施工创造一个良好的条件，同时也促进逆作法施工技术的应用推广。

参考文献

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