薛占峰

一、逆作法的施工工藝原理

施工時(shí),先沿建筑物地下室軸線,或周圍施工地下連續(xù)墻,或其他支護(hù)結(jié)構(gòu),在建筑物內(nèi)部的有關(guān)位置澆筑或打下中間支承樁和支柱,作為施工期間于底板封底之前承受上部結(jié)構(gòu)自重和施工荷載的支撐。然后以施工地面一層的梁板樓面結(jié)構(gòu),作為地下連續(xù)墻剛度很大的支撐,隨后逐層向下開挖土方和澆筑各層地下結(jié)構(gòu),直至底板封底。由于地面一層的樓面結(jié)構(gòu)已完成,為上部結(jié)構(gòu)施工創(chuàng)造了條件,可以同時(shí)向上逐層進(jìn)行地上結(jié)構(gòu)的施工,如此地面上、下同時(shí)進(jìn)行施工,直至工程結(jié)束。

二、逆作法的幾種類型

1.全逆作法。利用地下各層鋼筋混凝土肋形樓板對(duì)四周圍護(hù)結(jié)構(gòu)形成水平支撐。樓蓋混凝土為整體澆筑,然后在其下掏土,通過樓蓋中的預(yù)留孔洞向外運(yùn)土并向下運(yùn)入建筑材料。

2.半逆作法。利用地下各層鋼筋混凝土肋形樓板中先期澆筑的交叉格形肋梁,對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)形成框格式水平支撐,待土方開挖完成后再二次澆筑肋形樓板。

3.部分逆作法。用基坑內(nèi)四周暫時(shí)保留的局部土方對(duì)四周圍護(hù)結(jié)構(gòu)形成水平抵擋,抵消側(cè)向壓力所產(chǎn)生的一部分位移。

4.分層逆作法。此方法主要是針對(duì)四周圍護(hù)結(jié)構(gòu),采用分層逆作,不是先一次整體施工完成。分層逆作四周的圍護(hù)結(jié)構(gòu)是采用土釘墻。

三、工藝特點(diǎn)

1.可使建筑物上部結(jié)構(gòu)的施工和地下基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工平行立體作業(yè),在建筑規(guī)模大、上下層次多時(shí),大約可節(jié)省工時(shí)1/3。

2.受力良好合理,圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形量小,對(duì)鄰近建筑的影響亦小。

3.施工可少受風(fēng)雨影響,且土方開挖可較少或基本不占總工期。

4.最大限度利用地下空間,擴(kuò)大地下室建筑面積。

5.一層結(jié)構(gòu)平面可作為工作平臺(tái),不必另外架設(shè)開挖工作平臺(tái)與內(nèi)撐,這樣大幅度削減了支撐和工作平臺(tái)等大型臨時(shí)設(shè)施,減少了施工費(fèi)用。

6.由于開挖和施工的交錯(cuò)進(jìn)行,逆作結(jié)構(gòu)的自身荷載由立柱直接承擔(dān)并傳遞至地基,減少了大開挖時(shí)卸載對(duì)持力層的影響,降低了基坑內(nèi)地基回彈量。

7.逆作法存在的不足,如逆作法支撐位置受地下室層高的限制,無法調(diào)整高度,如遇較大層高的地下室,有時(shí)需另設(shè)臨時(shí)水平支撐或加大圍護(hù)墻的斷面及配筋。由于挖土是在頂部封閉狀態(tài)下進(jìn)行,基坑中還分布有一定數(shù)量的中間支承柱和降水用井點(diǎn)管,目前尚缺乏小型、靈活、高效的小型挖土機(jī)械,使挖土的難度增大,這些技術(shù)問題相信很快會(huì)得到解決。

四、經(jīng)濟(jì)效益

采用逆作法,一般地下室外墻與基坑圍護(hù)墻采用兩墻合一的形式,一方面省去了單獨(dú)設(shè)立的圍護(hù)墻,另一方面可在工程用地范圍內(nèi)最大限度擴(kuò)大地下室面積,增加有效使用面積。圍護(hù)墻的支撐體系由地下室樓蓋結(jié)構(gòu)代替,省去大量支撐費(fèi)用。樓蓋結(jié)構(gòu)即支撐體系,還可以解決特殊平面形狀建筑或局部樓蓋缺失所帶來的布置支撐的困難,并是受力更加合理。由于上述原因,再加上總工期的縮短,在軟土地區(qū)對(duì)于具有多層地下室的高層建筑,采用逆作法施工具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。一般可節(jié)省地下結(jié)構(gòu)總造價(jià)的25%～35%。

五、環(huán)境效益

1.噪音方面。由于逆作法在施工地下室時(shí)是采用先表層樓面整體澆筑,再向下挖土施工,故其在施工中的噪音因表層樓面的阻隔而大大降低,避免了因夜間施工噪音問題而延誤工期。

2.揚(yáng)塵方面。通常的地基處理采取開敞開挖手段,產(chǎn)生了大量的建筑灰塵,影響了城市的形象。采用逆作法施工,其施工作業(yè)在封閉的地表下,可以最大限度的減少揚(yáng)塵。

六、社會(huì)效益

1.交通方面。由于逆作法的采取表層支撐,底部施工的作業(yè)方法,故在城市交通土建中大有用武之地。可以在地面道路繼續(xù)通車的情況下,進(jìn)行道路地下作業(yè),避免了因堵車?yán)@道而產(chǎn)生的損失。

2.采用了逆作法。+0.00層平板結(jié)構(gòu)先完成,可以利用結(jié)構(gòu)本身作內(nèi)支撐。由于結(jié)構(gòu)本身的側(cè)向剛度是無限大的,且壓縮變形值相對(duì)圍護(hù)樁的變形要求來講幾乎等于零。可以從根本上解決支護(hù)樁的側(cè)向變形,使周圍環(huán)境不至出現(xiàn)因變形值過大而導(dǎo)致路面沉陷、基礎(chǔ)下沉等問題,保證了周圍建筑物的安全。

3.采用逆作法施工,地下連續(xù)墻與土體之間粘結(jié)力和摩擦力,不僅可利用來承受垂直荷載,而且還可充分利用它承受水平風(fēng)力和地震作用所產(chǎn)生建筑物底部巨大水平剪力和傾覆力矩,大大提高了抗震效應(yīng)。我國(guó)是個(gè)地震多發(fā)區(qū),對(duì)地震的防治必不可少。從建筑業(yè)角度來說,采用適宜的施工工藝便可將地震帶來的危害降低到最小,逆作法施工便具有這樣的優(yōu)點(diǎn),在深基坑支護(hù)中大量運(yùn)用逆作法具有廣泛的社會(huì)效益。