逆作法施工技术实践运用浅谈

摘要：逆作法是相对于常规顺序而言的建筑物施工。地下室逆作法施工顺序是自上而下进行的,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,在此施工期间可同时进行上部结构的施工。在结构设计中需要解决的是地下结构、基坑支护以及因逆作而带来的特殊要求。推广应用逆作法,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,是一种很有发展前途和推广价值的深基坑支护技术。本文在实践推广中总结了逆作法施工的中遇到的实际问题做了技术性探讨。

关键词：逆作法 施工技术 地下结构

逆作法施工技术自列入2001年颁布的中华人民共和国国家标准建筑地基基础设计规范后,各地也陆续公布了地下室逆作法施工工法（YJGF02-96）和（YJGF07-98）,说明逆作法施工已日趋成熟,其在深基坑支护中的实践运用已在许多大型建筑施工得到推广,积累了丰富的实践经验。

2011年,我公司承担了山西西山煤电集团公司西山敬老中心【公寓】建设项目,工程量总计18000平方米,该项目总计12层,其中地上11层,地下1层,合同要求工期为2011年3月1日至2011年报12月20日,总工期不到300天。为了在保证质量的前提下加快进度,按期完工,我公司工程技术人员经过分析研究,决定在工程中采取逆作法施工技术施工。此前,我公司对逆作法施工技术也曾做过一些考察探讨和实际操作,也积累了一定的理论基础和实践经验,对逆作法施工技术制定了一套可行的施工方案。下面就我们在施工过程中的体会谈谈我们对逆作法施工技术的认识和看法,供同行和专业人士参考和商榷。

1、逆作法施工原理

逆作法施工技术是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,同时建筑物内的有关位置浇筑,作为施工期间于底板封底之前施工荷载的支撑和承受上部结构的自重。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。逆作法可以分为全逆作法、半逆作法、部分逆作法、分层逆作法。

2、逆作法施工技术的优势和不足分析

根据十几年许多施工技术人员积累的逆作法施工经验,逆作法施工有以下特点:

(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1/5～1/4。

(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)施工时可减少受风雨影响的因素,且土方开挖可较少或基本不占总工期。

(4)最大限度利用地下空间,扩大地下室建筑面积。

(5)不必另外占用土地用以安设开挖工作平台与内撑,一层结构平面可作为工作平台,这样可以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。

(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。

(7)逆作法存在的不足,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。

3、施工中的实际运用

西山敬老中心【公寓】地下一层,层高4.2米,设计结构是框架剪力墙结构,地面一层1900余平方米,横梁采用90X120厘米、40X180厘米砼梁结构,钢筋采用HRB235、HRB335、HRB400三种标准,地下基坑面积为25.1X89米。最大跨度21米。我们用了5天时间完成了一层地面的支撑框架结构的施工。在确保质量合格的检验后,紧接着进行地上部分,地下基础开挖同时施工。在施工中,我们对地上,地下施工的交叉矛盾做了以下处理:

(1)对地下基础结构的砼梁柱匀采用微缩混凝土,以保证地基结构的稳定性。

(2)地下结构钢筋在有限的空间中施工采用套管连接方式。

(3)地上部分采取全封闭施工,地下施工搭设了人行通道,便于上下互不影响。

对地下部分的土方开挖,我们根据现场条件和环境限制,我们采取机械操作与人工开挖的方法,使用小型挖机和人工同时进行。由于安排得当,20天完成地下基础土方总量的开挖任务,日土方开挖量达到25.1 X 89 X 5.2/20天=58立方米。

地下部分施工用时26天,对地上部分施工没有造成什么影响,这时地上楼层已建到10层,大大缩短了工期,对按期完工提供了有效的保证。

规施工也有逆作法施工与常规施工方法有较大区别,其施工时是在地下自上而下进行。施工时的条件和工作时周围的环境有较大的变化。各种地下室的结构节点与常规施工也有较大的变化。我们根据工程实践需满足下述要求:(1)要求既满足结构永久受荷状态下的设计要求,又要满足施工状态下的受荷要求;(2)在工艺上节点形式和构造必须满足现有的工艺手段与施工能力;(3)节点构造必须满足抗渗防水要求,不能因节点施工降低了抗渗防水,造成永久性的渗漏;(4)不要影响建筑物的使用功能,如不能占用过大空间影响建筑物的使用功能。

4、我们从逆作法施工中得到的经济效益

(1)减少窝工10天X 100人X 2层=2000工日

(2)减少投入2000 X150元/工日=30万元,设备及周转材料租赁费减少10万元。

(3)加快进度26天

5、施工中有待解决的问题

(1)沉降差异控制。在顺作施工中,结构墙体、楼板和立柱,是在钢筋混凝土底板完成后进行施工的,此时,围护结构在基坑开挖中的变形均已结束,施工是在围护结构创造好的空间内进行的。而在逆作法施工中,临时支护结构是墙体、楼板和柱既,墙体、楼板和柱既又是主体地下结构的一部分,其变形和沉降必须按永久结构的要求严格控制变形和沉降值,尤其是防止由于不均匀沉降产生对楼板的拉裂必须控制地下连续墙与结构柱的不均匀沉降。

逆作法施工期间,基坑开挖土体应力释放,坑内土体回弹,带动立柱桩上移地下室及上部结构施工后,桩身承担的向下荷载增加。整个过程中,桩身所承受的荷载包括桩身自重、上部外荷载、正摩阻力、负摩阻力、桩端阻力,这些力共同作用的结果,使桩发生沉降或抬升的变形。上述变形过程是一个复杂的受力过程,可将桩身受力分成两部分,为了分析方便。不考虑桩身自重及上部外荷载的作用,只考虑桩身自重及上部外荷载的作用,然后运用叠加原理求得基坑开挖对立柱桩竖向位移的影响结果。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,所以工程桩在施工前期部分受力部分不受力,因此,各根立柱桩会有沉降产生,如果各根立柱之间或立柱与地下墙之间有较大的沉降差,已浇筑的楼板与梁系就会产生裂缝,危及正式结构的安全。这些都是值得注意的问题。

(2)地下室外墙防水保护层的施工方法有待进一步改进,以最少开挖和回填土方量,节省人力。

6、结语

高层建筑推广应用逆作法,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,是一种很有发展前途和推广价值的深基坑支护技术。

随着国民经济的发展,我国一些城市高层建筑越来越多,建筑物基础也越建越深,对深基坑的开挖支护技术也提出新的要求。逆作法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。另一方面亦可充分利用地下空间作为地下停车场、设备层用房等,增加使用面积。这也为利用逆作法提供了条件。实践证明,利用逆作法施工开挖深度大的多层地下结构是十分有效的。随着经济的发展,高层建筑越来越多,基坑深度越来越大,逆作法施工技术作为一种十分有效的深基坑支护技术必将得到越来越广泛的应用。

参考文献

[1]冯昆荣,曹少伟.逆作法施工的技术特点及要求[J].重庆建筑,2008,(11)．

[2]徐静.浅谈建筑工程中逆作法施工技术[J].民营科技,2008,(11)．