郭從杰 河南科達(dá)工程管理有限公司

伴隨城市化建設(shè)的迅速發(fā)展，深基坑工程項(xiàng)目日益增多，地下空間的合理利用與開發(fā)，緩解了城市地面壓力。隨著深基坑工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的長(zhǎng)期積累，其施工技術(shù)體系愈加完善。然而，在實(shí)際作業(yè)當(dāng)中，由于深基坑施工技術(shù)難度大、工程量多，仍會(huì)存在大量不可預(yù)見的因素，從而威脅到施工安全。為全面提升深基坑支護(hù)施工質(zhì)量，保證施工安全，順逆作法得到了廣泛應(yīng)用。順逆作法是一種綜合施工工藝，該工藝的應(yīng)用，可以針對(duì)不同場(chǎng)地條件和地下布局情況，靈活運(yùn)用，減小施工難度，提高施工效率，同時(shí)還具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。為此，開展高層建筑順逆作法綜合施工技術(shù)研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和應(yīng)用價(jià)值。

一、順逆作法施工特點(diǎn)

（一）順作法施工特點(diǎn)

順作法是指周圍圍護(hù)結(jié)構(gòu)先施工，隨后一層一層開挖。同時(shí)，按照預(yù)先設(shè)定的順序進(jìn)行水平支撐系統(tǒng)、錨桿系統(tǒng)等設(shè)置，直至開挖到基坑底部。隨后，再按照“下-上”的順序?qū)χ黧w結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)底板等進(jìn)行施工，并將水平支撐系統(tǒng)拆除，地下結(jié)構(gòu)施工結(jié)束。若是無支護(hù)體系，則可直接進(jìn)行放坡開挖施工，可先開挖到基坑底部，隨后按照“下-上”的順序進(jìn)行地下結(jié)構(gòu)施工。作為一種傳統(tǒng)的基坑開挖方式，順作法的主要施工特點(diǎn)如表1所示。

（二）逆作法施工特點(diǎn)

逆作法與順作法正好相反，逆作法是按照“上-下”順序施工，一邊開挖，一邊支模板。一般情況下，順作法需要布設(shè)臨時(shí)支撐用于平衡土壓力，而逆作法則是通過主體結(jié)構(gòu)梁板平衡土壓力。因此，可同時(shí)完成基坑開挖和地下主體結(jié)構(gòu)工程施工。其主要施工特點(diǎn)如表2所示。

二、工程概況

某基坑工程位于市中心兩個(gè)主道路的交叉口，主要由2部分構(gòu)成，即A小區(qū)地下車庫(kù)區(qū)域和B商業(yè)廣場(chǎng)車庫(kù)區(qū)域。兩個(gè)區(qū)域的具體情況如表3所示，基坑總圍護(hù)周長(zhǎng)為620m?；?xùn)|側(cè)市政道路下分布有大量管線，西側(cè)毗鄰一小學(xué)，對(duì)環(huán)境及安全性要求很高。

三、基坑支護(hù)難點(diǎn)

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)詳細(xì)觀察發(fā)現(xiàn)，本基坑支護(hù)難度很大，主要難點(diǎn)如下：

1.無論是基坑開挖面積，還是開挖深度都相對(duì)較大，屬于大深基坑類型。

2.主要開挖土層為深厚淤泥-淤泥質(zhì)土，具有極差的力學(xué)性質(zhì)，此外，還存在大量含泥粗砂，具有很強(qiáng)的透水性，若施工不當(dāng)，很難達(dá)到止水標(biāo)準(zhǔn)要求。坑底與承壓水層頂之間的距離僅為3m，承壓水將會(huì)導(dǎo)致基坑底部失穩(wěn)。

3.基坑施工附近環(huán)境復(fù)雜，緊鄰小學(xué)、城市主要干道，地下管線太多，且距離過近，將會(huì)嚴(yán)重影響基坑施工質(zhì)量。

4.工期緊張，施工難度大。

四、順逆作法施工工藝

基于本工程實(shí)際情況，結(jié)合上述支護(hù)難點(diǎn)，提出了大開口順逆綜合施工工藝，即A小區(qū)地下車庫(kù)區(qū)域采用逆作法施工，B商業(yè)廣場(chǎng)車庫(kù)區(qū)域采用順作法施工。在逆作區(qū)域采用周邊臨時(shí)圍護(hù)體結(jié)合大開口梁板體系代替水平支撐系統(tǒng)，在順作區(qū)域則采用水平臨時(shí)支撐即可。

（一）圍護(hù)體系

針對(duì)圍護(hù)體系，可采用17～19m長(zhǎng)的鉆孔灌注樁作為圍護(hù)墻，南側(cè)環(huán)境較為嚴(yán)格區(qū)域，采用1200@1400mm，其他區(qū)域則采用1000@1300mm。保證插入比指標(biāo)均可達(dá)到規(guī)范規(guī)定，保證其穩(wěn)定性。同時(shí)，為達(dá)到防滲堵漏的效果，采用圍護(hù)樁充分咬合的高壓旋噴樁作為止水帷幕，樁徑為Φ600mm。并將土釘墻用于壓頂梁以上部分區(qū)域，用于降低圍護(hù)樁的有效長(zhǎng)度，節(jié)約成本。

（二）水平支撐與豎向支承體系

（1）水平支撐體系

本工程主要分為2個(gè)區(qū)域，因此，在水平支撐體系應(yīng)用時(shí)，需做到以下幾點(diǎn)：

第一，逆作法施工區(qū)域。根據(jù)設(shè)計(jì)方案，A小區(qū)地下車庫(kù)區(qū)域采用逆作法施工。即通過大開口的梁板結(jié)構(gòu)代替水平支撐，根據(jù)工程具體情況，在本區(qū)域布設(shè)的主要出土口有5個(gè)，同時(shí)，還設(shè)置了多個(gè)小開口，起到輔助作用。大開口的尺寸設(shè)置為30m×40m，并將短斜梁設(shè)于各個(gè)開口的每一個(gè)角的區(qū)域上，從而克服開口部位樓板內(nèi)部應(yīng)力集中的難題。逆作區(qū)域的永久性頂板、局部臨時(shí)封板等，均可用于施工便道或臨時(shí)堆場(chǎng)使用。通過大開口梁板結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，不僅能夠加快施工效率，提高挖土質(zhì)量，還能改善地下作業(yè)條件。

表1 順作法的主要施工特點(diǎn)

表2 逆作法的主要施工特點(diǎn)

表3 基坑具體情況

第二，順作法施工區(qū)域。按照設(shè)計(jì)要求，B商業(yè)廣場(chǎng)車庫(kù)區(qū)域可采用順作法施工，在順作區(qū)域主要采用角撐加對(duì)撐的臨時(shí)水平支撐形式，通過這種支撐方式，可以保證傳力更直接，布局更合理，對(duì)提高基坑內(nèi)施工效果更為有利。

在此環(huán)節(jié)，需要特別注意的一點(diǎn)是，順作法和逆作法采用的傳力體系不同，想要達(dá)到順逆作綜合施工效果，必須做好支撐體系受力轉(zhuǎn)換工作。在支撐體系受力轉(zhuǎn)換當(dāng)中，兩個(gè)區(qū)域的土方開挖及支撐拆除進(jìn)度對(duì)支撐體系受力轉(zhuǎn)換、傳力路線起決定作用?；诠て谂c進(jìn)度的需求，B商業(yè)廣場(chǎng)車庫(kù)區(qū)域必須先進(jìn)行底板澆筑，而在同一時(shí)間內(nèi)A小區(qū)地下車庫(kù)區(qū)域已經(jīng)完成了與其相連的地下1層樓板結(jié)構(gòu)，因此，在B商業(yè)廣場(chǎng)車庫(kù)區(qū)域第二道水平支撐拆除過程中，還必須全面考慮A小區(qū)地下車庫(kù)區(qū)域地下1層梁板的水平傳力轉(zhuǎn)換情況。針對(duì)這一情況，本工程采用了型鋼換撐的方法，從而有效克服順、逆作法當(dāng)中交接部位換撐的傳力難題。

（2）豎向支承體系

在傳統(tǒng)逆作法施工當(dāng)中，豎向支承體系往往會(huì)選擇型鋼格構(gòu)柱等，這種結(jié)構(gòu)形式很容易出現(xiàn)豎向承載力不足，或梁柱節(jié)點(diǎn)施工難度大等情況。

為解決此問題，本工程提出了小直徑鋼管混凝土柱的施工方案，即Φ325mm、377mm兩類，相比其他豎向支承體系，小直徑鋼管混凝土柱的優(yōu)點(diǎn)很多，比如，施工方便、梁柱節(jié)點(diǎn)施工作業(yè)難度小、用鋼量小、承載力高等等。在順作法施工區(qū)域，則豎向支承體系可采用常規(guī)拼接的型鋼格構(gòu)柱作為臨時(shí)立柱。

（3）基坑內(nèi)降水處理

地下水是基坑工程施工的重點(diǎn)，為保證基坑質(zhì)量良好，必須做好地下潛水和坑底承壓水處理工作。在基坑內(nèi)降水當(dāng)中，本工程采用了真空深井降水法，將降壓井設(shè)于坑內(nèi)指定位置，并將回灌井、觀測(cè)井設(shè)于坑外，按照相關(guān)規(guī)定和實(shí)際需求合理設(shè)置降壓井，當(dāng)坑外水位下降大于1m，需根據(jù)實(shí)際情況做好回灌處理，通過這種方法，來有效解決承壓水問題。

五、順逆作法監(jiān)測(cè)分析

本工程附近環(huán)境要求嚴(yán)格，為做好環(huán)境保護(hù)工作，必須做好基坑、周邊建筑物及地下管線的安全防護(hù)工作，在整個(gè)施工環(huán)節(jié)，應(yīng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)重點(diǎn)為地面沉降、支撐內(nèi)力情況、坑內(nèi)外地下水位變化等。通過監(jiān)測(cè)結(jié)果可知，基坑西、北側(cè)的地面沉降基本上小于20mm，相對(duì)較小，可達(dá)到西側(cè)小學(xué)保護(hù)需求?；鶎映两盗孔畲髤^(qū)域在于其東、南側(cè)，沉降最大累積量可達(dá)到121mm。南側(cè)屬于污水處理泵房區(qū)域，在此區(qū)域選取了回灌井回灌方案，除此之外，整體來講，沉降控制效果顯著。

通過分析發(fā)現(xiàn)，基坑附近地表產(chǎn)生沉降的根本原因在于2點(diǎn)，第一，土方開挖施工；第二，坑內(nèi)降水；為有效控制基坑周圍地表沉降，必須做好現(xiàn)場(chǎng)施工流程及工序合理安排，充分利用基坑開挖的時(shí)空效應(yīng)，做好基坑周圍超載和地下水抽水量的嚴(yán)格把控，保證地下水能夠迅速、及時(shí)回灌，避免基坑外水位失穩(wěn)，只有這樣才能保證基坑周圍底邊和建筑物沉降符合施工規(guī)定，減小沉降，并實(shí)現(xiàn)環(huán)保效益。

六、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，順逆作業(yè)法是兩種作業(yè)法的結(jié)合，具有兩者的全部?jī)?yōu)點(diǎn)，不僅施工簡(jiǎn)單、迅速，還具有良好的經(jīng)濟(jì)效益，在大深基坑施工中應(yīng)用效果顯著。為此，應(yīng)結(jié)合工程實(shí)際，合理采用基坑支護(hù)方式，提高施工技術(shù)水平，保證工程施工質(zhì)量。