关于逆作法施工技术探析

摘 要：逆作法就是一项近几年发展起来新兴的基坑支护技术。它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。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。

关键词：逆作法施工；建筑

中图分类号：U449.5 文献标识码：A

逆作法是相对于建筑物施工的常规顺序而言的。建筑物施工的常规顺序是先开挖基坑，然后从基础开始，逐层向上施工，基坑开挖所需的支护，属于施工的措施，与建筑物的地下结构各不相干。而地下室逆作法施工是利用地下室的楼盖结构、梁、板、柱和外墙结构作为基坑围护结构和基础施工的支撑结构，在坑内的水平支撑体系和围护体系由上而下进行地下室结构的施工，与此同时可进行上部结构的施工。所以其施工顺序是自上而下进行，地下结构、基坑支护以及因逆作而带来的特殊要求，都需要在结构设计中加以解决。

对于深度大的多层地下室，用传统方法施工存在一些问题。如开敞式施工，即大开口放坡开挖，或用支护结构围护后垂直开挖，挖至设计标高后浇筑钢筋混凝土底板，再由下而上逐层施工各层地下室结构，待地下结构完成后再进行地上结构施工。首先支护结构的设置存在一定困难，由于基坑很深，支护结构的挡墙长度很大，费用大大增加，尤其是基坑内部支护结构的支撑用量大，一方面需用大量大规格的钢材，另一方面也增加了地下结构施工的难度；其次如用井点设备降低地下水时，水位的降低会引起土体固结，使周围地面产生沉降，如不采取特殊措施，亦会危及基坑附近的建筑物、地下管线和道路。深基坑的开挖，基坑的变形和周围地面的沉降是施工中急待解决的问题之一。

实践证明，逆作法适用于基坑较深，建筑场地狭小，周边环境对基坑支护结构的水平变形有严格限制的情况。其工艺原理是先沿建筑物地下室轴线(地下连续墙也是地下室结构承重墙)或周围(地下连续墙等只用作支护结构)施工地下连续墙或其他支护结构，同时在建筑物内部的有关位置(柱子或隔墙相交处等，根据需要计算确定)浇筑或打下中间支承桩和柱，作为施工期间在底板封底之前承受上部结构自重和施工荷载的支撑，然后施工地面一层的梁、板等楼面结构，作为地下连续墙刚度很大的支撑，随后逐层向下开挖土方和浇筑各层地下结构，直至底板封底。

1 原理

先沿建筑物地下室轴线或周围施工地下连续墙或其他支护结构，同时建筑物内部的有关位置浇筑或打下中间支承桩和柱，作为施工期间于底板封底之前承受上部结构自重和施工荷载的支撑。然后施工地面一层的梁板楼面结构，作为地下连续墙刚度很大的支撑，随后逐层向下开挖土方和浇筑各层地下结构，直至底板封底。同时，由于地面一层的楼面结构已完成，为上部结构施工创造了条件，所以可以同时向上逐层进行地上结构的施工。如此地面上、下同时进行施工，直至工程结束。

2 逆作法分类

2.1 全逆作法：利用地下各层钢筋混凝土肋形楼板对四周围护结构形成水平支撑。楼盖混凝土为整体浇筑，然后在其下掏土，通过楼盖中的预留孔洞向外运土并向下运入建筑材料。

2.2 半逆作法：利用地下各层钢筋混凝土肋形楼板中先期浇筑的交叉格形肋梁，对围护结构形成框格式水平支撑，待土方开挖完成后再二次浇筑肋形楼板。

2.3 部分逆作法：用基坑内四周暂时保留的局部土方对四周围护结构形成水平抵挡，抵消侧向压力所产生的一部分位移。

2.4 分层逆作法：此方法主要是针对四周围护结构，是采用分层逆作，不是先一次整体施工完成。分层逆作四周的围护结构是采用土钉墙。

3 逆作法施工特点

3.1 可使建筑物上部结构的施工和地下基础结构施工平行立体作业，在建筑规模大、上下层次多时，大约可节省工时1/3。

3.2 受力良好合理，围护结构变形量小，因而对邻近建筑的影响亦小。

3.3 施工可少受风雨影响，且土方开挖可较少或基本不占总工期。

3.4 最大限度利用地下空间，扩大地下室建筑面积。

3.5 一层结构平面可作为工作平台，不必另外架设开挖工作平台与内撑，这样大幅度削减了支撑和工作平台等大型临时设施，减少了施工费用。

3.6 由于开挖和施工的交错进行，逆作结构的自身荷载由立柱直接承担并传递至地基，减少了大开挖时卸载对持力层的影响，降低了基坑内地基回弹量。

3.7 逆作法存在的不足，如逆作法支撑位置受地下室层高的限制，无法调整高度，如遇较大层高的地下室，有时需另设临时水平支撑或加大围护墙的断面及配筋。由于挖土是在顶部封闭状态下进行，基坑中还分布有一定数量的中间支承柱和降水用井点管，目前尚缺乏小型、灵活、高效的小型挖土机械，使挖土的难度增大。但这些技术问题相信很快会得到解决。

4 逆作法施工技术要点

4.1 设计中应进行逆向思维。在正作法中，地下室的剪力墙如核心筒、人防墙及地下室外墙等作为竖向构件承担荷载。但在逆作法中，剪力墙是先施工上一层，再施工下一层，受力模式已发生变化，故建立计算模型时应按大梁输入。

4.2 钢管柱与梁板的连接。采用环梁节点，须预先在钢管上焊接抗剪环箍，且定位要求精确。当施工期间地下室标高发生改动时，其处理措施相当麻烦，因为现场补焊环箍操作困难，而且管内混凝土可能因温度过高而影响受力性能。

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1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。

4.4 地下室楼面梁与连续墙的连接。在逆作法工程中。内衬墙尚未完成，边跨的楼面梁一端支承在钢管柱上，另一端则必须支承在地下连续墙上。原设计思路在地下连续墙钢筋笼中预埋钢筋，地下室开挖后凿去砼保护层后，扳出钢筋与梁钢筋焊接即可，但由于施工误差及建筑方案修改，这些预埋钢筋位置偏差太大而失去作用，实际施工中采用植筋的办法解决，因连续墙中钢筋太密，将梁端弯矩适当调幅到跨中。

4.5 底板周边连续墙连接处止水措施。这个部位的止水成功与否对整个地下室的止水乃至使用安全有着决定性作用。地下连续墙钢筋笼中与底板位置预埋一竖向钢板，浇筑底板前焊接一水平止水钢板，实际效果非常理想，底板周边未发现渗漏现象。

4.6 桩基类型的确定。从钢管柱安装定位的要求来看，人工挖孔桩是较好的选择，笔者曾在另一个工程中使用钻孔灌注桩，由于泥浆的扰动，钢管柱难以保证垂直度，开挖后发现偏心较大。

5 逆作法的优势

5.1 保证了上盖结构的提前施工，缩短了整个工程结构施工的工期，经计算，本工程采用逆作法比采用正作法缩短了至少一个月工期，取得巨大的商业效益。

5.2 基坑变形小，相邻建筑物影响小，实测结果显示基坑顶点变形不足15mm，周边路面沉降量也极小，对附近民居和文物均未造成不良影响。

当然，通过对本工程的研究，我们可以看出逆作法目前仍存在一些尚待完善和解决的问题，如基坑连续墙和水平支撑的优化设计对土方开挖的影响、连续墙与楼层梁板节点的准确定位、承台与底板间施工缝的处理、连续墙槽段间的渗漏等，都有待通过工程实践不断进行改进。

参考文献

[1]将曙杰.逆作法化解高层建筑施工难题[J].北京:中国建设报，2006.

[2]常士骠，张苏民.简明工程地质手册[M].北京:中国建筑出版社，1998.