【摘要】為了適應(yīng)社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需求，我國建筑行業(yè)也在隨著時代步伐不斷進(jìn)步，各種工程項目的形式也越來越豐富。對于多層地下室這種類型的建筑工程項目來說，用以往傳統(tǒng)的施工技術(shù)進(jìn)行項目的實施，施工周期長、成本較高。逆作法施工技術(shù)脫穎而出，是多層地下室建筑工程項目中較為重要的施工技術(shù)。并且近些年來，逆作法施工技術(shù)被各大企業(yè)運用得越來越廣泛，本文作者就參與的湖南旺旺醫(yī)院醫(yī)療大樓擴(kuò)建工程中逆作法施工地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計要點進(jìn)行探討分析。

【關(guān)鍵詞】逆作法;地下室;結(jié)構(gòu)設(shè)計要點;施工

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

16.089

現(xiàn)在城市中大部分的建筑都有多層地下室，而地下室工程對于整個高層建筑項目來說是最基礎(chǔ)且重要的分項工程。整個建筑工程中，一定要先將工程樁、立柱和圍護(hù)的工程做好，再進(jìn)一步地開始地下室工程，之后再做地上的工程。而逆作法施工地下室工程中，可以做到將工期縮短、保護(hù)環(huán)境、將整個工程的造價成本降低等優(yōu)點。在現(xiàn)階段的建筑施工中，如何科學(xué)且合理地在地下室工程中應(yīng)用逆作法施工方法，是施工和設(shè)計著重思考的方向。

1、逆作法的概念

1.1逆作法工藝的施工技術(shù)原則

逆作法從原理上來解釋，可以理解為把建筑結(jié)構(gòu)從上到下分層次同時進(jìn)行施工。通過在地下室外墻四周澆筑閉合連續(xù)墻、建筑物內(nèi)部設(shè)置鋼管混凝土柱、立柱樁，以此為逆作的一個豎向承重結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。自上而下的挖土，挖一層就注澆一層地下室的梁板結(jié)構(gòu)作為支撐，當(dāng)梁板結(jié)構(gòu)混凝土強度達(dá)到了設(shè)計強度以后，就可以將其視為四周圍護(hù)的內(nèi)部水平支撐結(jié)構(gòu)體系，在此基礎(chǔ)上，繼續(xù)往上往下同時施工。例如，旺旺醫(yī)院醫(yī)療大樓項目有6層地下室屬于超深基坑，且周圍建筑距離基坑較近，地下室外墻緊鄰建筑紅線，施工操作面狹窄。根據(jù)工程的建筑結(jié)構(gòu)特點，采取主樓全逆作、裙樓半逆作方案：地下室連續(xù)墻（兩墻合一）+地下結(jié)構(gòu)梁板代支撐+主樓地上地下同時施工（裙樓地上部分在地下室施工完成后施工）。即基坑整體采用逆作法實施，逆作施工階段同步完成主樓地上20層結(jié)構(gòu)的施工，基坑周邊采用兩墻合一的地下連續(xù)墻作為圍護(hù)體，利用地下結(jié)構(gòu)梁板作為水平支撐，采用一柱一樁（鋼立柱結(jié)合柱下鉆孔灌注樁）作為豎向支撐構(gòu)件承受施工階段結(jié)構(gòu)自重和施工荷載。本項目逆作法施工工況如下圖。

1.2逆作法施工技術(shù)的分類

逆作法技術(shù)可以大致分為三個種類，其一是全逆的做法，全逆的做法是當(dāng)?shù)叵陆Y(jié)構(gòu)進(jìn)行逆作的時候，也可以在同時進(jìn)行地上部分的施工。其二是半逆的做法，半逆的做法是在逆作時，不能和地上的施工保持同步實施。其三是部分的逆作法，部分的逆作法是將逆作過程中只對部分地方進(jìn)行逆作施工技術(shù)。

1.3多層地下室逆作法施工中結(jié)構(gòu)設(shè)計的特點

逆作法施工在整個高層建筑物的施工過程中，有較多的特征。其一是地下連續(xù)墻作為開挖階段基坑的圍護(hù)體，同時作為地下室的結(jié)構(gòu)永久受力外墻，稱為“兩墻合一”，達(dá)到最佳的結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)效益。其二是逆作法施工以結(jié)構(gòu)梁板作為開挖階段的水平支撐體系，其支撐剛度很大，能有效控制水平變形，與此同時也避免了拆除臨時支撐過程中連續(xù)墻的二次受力和二次變形對主體結(jié)構(gòu)和環(huán)境造成的影響，最大的優(yōu)勢在于不用大量設(shè)置和拆除臨時支撐，對于資源的節(jié)省和環(huán)境的保護(hù)意義重大。其三是逆作法能夠讓地上和地下的施工保持一個在平行且立體的狀態(tài)中進(jìn)行，當(dāng)工程項目較大且施工的上下分層較多的時候，可以因此節(jié)約很多時間。其四是通過逆作法技術(shù)，可以對相鄰的建筑物影響控制在最小。其五是因惡劣天氣造成的影響可以被降到最低，并且土方開挖的施工不會耽誤較長的工期。

2、逆作法技術(shù)下的地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計的要點探討

2.1逆作法下的灌注樁設(shè)計要點

一般情況下，在地下室逆作法施工中最為常見的是采用灌注樁基礎(chǔ)。鑒于此，在最初設(shè)計的環(huán)節(jié)中，關(guān)于灌注樁基礎(chǔ)設(shè)計也是需要著重考慮的一個環(huán)節(jié)。本工程逆作施工階段的豎向支承體系采用人工挖孔與旋挖鉆機(jī)鉆孔組合（人工挖孔樁砼護(hù)壁至中風(fēng)化泥質(zhì)砂巖，中風(fēng)化泥質(zhì)砂巖采用旋挖鉆機(jī)成孔，干作業(yè)，人工清底、擴(kuò)底）灌注樁內(nèi)插鋼管混凝土柱或角鋼格構(gòu)柱的形式。本工程一柱一樁根據(jù)現(xiàn)場作業(yè)面及鋼管柱的頂標(biāo)高位置，采用地下連續(xù)墻施工完成封閉后干作法成樁，鋼管柱、格構(gòu)柱底部安裝倒錐型定位器，上口采用水平支撐與護(hù)壁圈梁連接牢固。

2.2逆作法下的地下連續(xù)墻體設(shè)計要點

圍護(hù)的結(jié)構(gòu)體系以及水平的支撐系統(tǒng)是地下室結(jié)構(gòu)工程逆作法施工中，能夠構(gòu)成一個較為全面完整的基坑水平支撐體系。這樣的體系在地下室結(jié)構(gòu)里，會因為良好的水平支撐能力而維持一個最佳的狀態(tài)，因為其中的梁板結(jié)構(gòu)其支撐剛度大，可以提供良好的水平支撐能力，且對水平變形的控制極為有效。隨著對施工技術(shù)要求的提高，對圍護(hù)結(jié)構(gòu)的支撐剛度以及防水的性能有著新的標(biāo)準(zhǔn)和要求。所以在地下室結(jié)構(gòu)的逆作法設(shè)計中，將連續(xù)墻體的設(shè)計環(huán)節(jié)做好，對整個建筑工程項目有著不可替代的作用。

例如，在實際設(shè)計過程里，設(shè)計者一定要正確地選擇圍護(hù)結(jié)構(gòu)，地下連續(xù)墻是地下室工程中最常運用的基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)，并且還可以被當(dāng)作主體的地下室結(jié)構(gòu)外墻。在確認(rèn)施工中所需要的結(jié)構(gòu)形式之后，再做下一步的設(shè)計，其中包含了施工過程中的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性計算和圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變形計算及監(jiān)測，同時也要對建筑建成以后的結(jié)構(gòu)水平載荷能力和裂縫的進(jìn)行計算和監(jiān)測等。做好了這一系列的計算評估，在接下來的墻體入土和斷面的逆作施工過程中，才可以進(jìn)行最合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計。

2.3逆作法下的框架柱以及工程樁的設(shè)計要點

在關(guān)于逆作法設(shè)計里，很多環(huán)節(jié)的設(shè)計都是緊密相連的。所以在實際設(shè)計中，一定要將每一個環(huán)節(jié)都做詳細(xì)的考量，其中框架柱以及工程樁的設(shè)計也是重要的兩個步驟。比如，要對各個協(xié)同設(shè)計中的主要點進(jìn)行熟悉的掌控，之后再依據(jù)關(guān)鍵點進(jìn)行下一步的設(shè)計。實際設(shè)計中，設(shè)計者可以選擇鋼管混凝土立柱樁，就可以保證結(jié)構(gòu)的截面在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。鋼管混凝土柱由鋼管及鋼管內(nèi)混凝土兩部分組成，為防止鋼管內(nèi)混凝土可能因配比或施工不妥等原因造成內(nèi)部離析及其它質(zhì)量問題，影響到鋼管混凝土柱的實際強度，進(jìn)而影響到工程的安全性。在正式進(jìn)行鋼管立柱施工前，應(yīng)事先開展鋼管混凝土柱的試充填試驗。

2.4水平的支撐系統(tǒng)以及框架梁板的設(shè)計要點

逆作法施工中的一個關(guān)鍵設(shè)計要點是水平的支撐體系以及框架梁板的結(jié)合設(shè)計，這樣的協(xié)同設(shè)計對水平變形的控制極為有效，也能把資源進(jìn)行最合理和有效地利用，做到成本的節(jié)約。本工程利用地下結(jié)構(gòu)梁板作為施工階段的水平支撐體系，并在局部結(jié)構(gòu)開洞區(qū)域設(shè)置鋼筋混凝土臨時支撐或臨時封板，與結(jié)構(gòu)梁板共同形成水平支撐體系。為了保證逆作施工過程中結(jié)構(gòu)水平力有效的傳遞，必須在各層結(jié)構(gòu)梁和板及臨時的支撐形成后，且該地下結(jié)構(gòu)梁板及臨時的支撐達(dá)到設(shè)計強度的80%后方可進(jìn)行下層土方開挖。這一系列的設(shè)計要點都是把相關(guān)的地下室主體結(jié)構(gòu)水平梁板體系當(dāng)作四周維護(hù)結(jié)構(gòu)的良好支撐。

結(jié)語：

逆作法施工中的地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計，要把主體結(jié)構(gòu)施工階段和使用階段受力和變形設(shè)計好。對于框架柱以及工程樁等的設(shè)計點，都是對地下室結(jié)構(gòu)水平和豎向支撐起著重要的作用，這都是需要將其中的關(guān)鍵點進(jìn)行詳細(xì)的計算分析。只有將協(xié)同設(shè)計的要素進(jìn)行準(zhǔn)確的計算和把握，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行對應(yīng)的設(shè)計環(huán)節(jié)，將會對各個主體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性有著保證作用。對主體框架的關(guān)鍵性構(gòu)件，如鋼立柱和立柱樁的結(jié)構(gòu)精細(xì)化設(shè)計，把逆作法水平支撐體系和主體結(jié)構(gòu)聯(lián)合設(shè)計，給整個建筑物的逆作法施工奠定良好的結(jié)構(gòu)承載作用。

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作者簡介：

賀志成，性別：男，民族：漢，籍貫：湖南省寧鄉(xiāng)市，單位：湖南省沙坪建設(shè)有限公司，職稱：中級，學(xué)歷：本科，研究方向：結(jié)構(gòu)設(shè)計。