建筑工程逆作法施工技术的工程应用

　　摘要：随着高层建筑的逐渐增多，建筑施工技术也不断改进，逆作法施工技术作为深基坑支护技术在建筑工程也得到越来越广泛的应用。笔者结合实际工程，较为详细的介绍逆作法的施工方案及施工流程，并对逆作法的几个关键技术质量控制要点进行了说明。
　　关键词：逆作法、建筑工程、深基坑
　　近些年来，我国一些城市的高层建筑越来越多，对深基坑的开挖支护技术也提出了一些新的要求。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。在进行设计和施工时，使地下结构与围护结构相结合。通过建筑施工实践证明，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。高层建筑应用逆作法，可以提高地下工程的安全性，节约工程造价，随着逆作法在全国范围内迅速发展和大量应用，将会有更大的发展空间。
　　1工程概况
　　广州富力盈隆广场工程占地近9380㎡，总建筑面积94800㎡，其中地下总建筑面积19700㎡。该建筑物平面布局呈L型，由一栋28层99.9米高及屋顶5米高写字楼(框架—剪力墙结构)、两栋38层131.4米高酒店式公寓及六层30.3米高的综合酒店式商业配套裙楼（框架结构）组成。
　　整个工程均为桩基础，主楼和裙楼地下三层大型停车场，地下三层地面设计标高为-12.200m，基础梁板厚度为1.50m，其基底设计标高为-13.800m，室内外高差按0.30m考虑，坑深为13.50m。建筑物地上部分北、东两侧退线较大，考虑地下室外扩因素，距地界距离除东北角外基本大于5.0m;两侧毗邻顺驰上谷商业街工地，距地界最小处约为2.46m；南侧退地界距离约为8.40m；西南角局部相邻5层居民楼最小距离约为13.80m,距违章平房为12.3m。
　　2工程方案
　　2.1部分逆作与顺作结合施工方案
　　从负一层分界线向下施工，而不向上进行施工。适合行人或堆场的要求的工程，满足本工程场地小无作业操作面的特点。顺逆结合可以充分利用逆作法和顺作法的各自优势。当场地足够大时，可以解决挖土和运土的问题，目前应用于本工程条件已取得较好的结果。
　　1）一顺一逆方案采用了主楼顺作、裙房逆作的方案，裙房的逆作过程为主楼的挖土提供支撑，而主楼位置又为逆作的出土提供方便，取得一举两得的效果。在该方案中有顺作、有逆作、有二明一暗的施工，其优点是有效解决基坑的支护问题，又可以解决土体的外运问题，使顺逆的优点得到充分的体现。
　　2）逆作法的挖土与总体方案，挖土及运土方案主要有各种大小挖土机械、挖运结合的方案，配大小机械挖土、运土方案，人工挖土及运土方案，专门挖土运行的逆施法运土方案。中心岛及机械结合的挖、运土方案是逆作法最为理想的挖运土方案，它使得逆作法施工挖运可以达到与顺作法施工相同的出土速度。
　　2.2水平支撑体系形成
　　为了满足以上条件和考虑各种因素，选择逆施法、正施法相结合。利用负一层、负二层结构平面作为水平支撑体系，裙房部分逆施、主楼及写字楼正施，自然形成大出土口，便于挖土工程水平及垂直运输需求。
　　1）平面形成两个“窗口区”，便于挖土作业。
　　2）减短钢筋混凝土梁支撑长度，快将大基坑划分成若干基坑作业面，减少基坑的早期变形。
　　2.3围护支撑体系特点
　　地下室范围几乎占满建筑红线全部范围，围护桩和工程桩相距0.2m，这就要求围护桩和工程桩垂直水平精度能够有效控制。在基坑西侧部分，为车道斜坡，板宽窄刚度较弱，是整个支撑体系中薄弱环节：
　　1）采用临时平板支撑形成封闭支撑围护体系
　　2）基坑内侧在进行水泥压密注浆（宽度为5.5m，深度20m，面积110m2范围）对被动区土体进行加固。
　　3）设置水平斜支撑增加水平刚度。（图1）
　　

设置水平斜支撑增加水平刚度

　　3施工工艺流程
　　连体排桩→支撑桩和工程桩两桩合一→压顶帽梁→开挖第一层土到负一层梁板底（-5.1m）→完成负一层裙房梁板结构支撑并开挖到负二层梁板底（-9.10m）→完成负二层裙房梁板结构支撑，同时盆式开挖→完成公寓底板浇筑→正施核心主楼同时开挖裙房底板土方→施工裙房底板。
　　4关键技术的控制
　　4.1咬合桩列式墙地连墙
　　采用Φ920@920桩列式连排钻孔灌注桩外加高压旋喷法止水帷幕支护体系，采用咬合桩列式墙地连墙去止水挡土，使围护与主体分离。在基坑南侧围护桩的外侧，用高压旋喷法止水帷幕二道止水，并与围护桩立体咬合整体体系。
　　4.2一柱双桩承载
　　本工程采用“一柱双桩承载”承受上部结构重量、地下三层结构自重、以及施工荷载总和。地下室柱断面几何尺寸，不能满足包容格构柱几何尺寸，采用两根桩共同承担由一柱传下的荷载，削弱变形产生差异，使载荷均匀分配各桩，使逆作法施工的安全性大大提高。该格构支承柱在逆作法施工完成后拆除由永久混凝土柱替换。
　　4.3正、逆作法施工中的挖土控制
　　1）挖土和运土、出土等土方工程是逆作施工的重要环节，本工程总土方量为8.58万m3，采用：负一层正施开挖，出土量为3.11万m3，占总出土量的36.3%，写字楼部分正施作为大出土口，设计为车道，土方运行车直接驶入基坑运土，以提高功效。
　　2）中间公寓部分采用盆式开挖，大开挖加快了土方的施工功效。
　　3）周围逆作施工部位有梁板顶盖的部分，挖土难度大，周期长，是本工程工期进度控制的关键因素，同时也是施工安全变形产生的主要因素，挖土时采用0.15m3、0.4m3小型挖土机与人工开挖相组合施工，地下水平运输采用以运行车运输为主，人力拖车为辅直接运出工地。
　　4）写字楼部分作为最后挖土收头部分，采用钢管支撑和混凝土支撑相结合的混合体系，正施施工先撑后挖，撑一步挖一步，共设两道施工体系，
　　5）挖土工艺设计作业由信息化施工，统一控制挖土的位置和速度，以提高挖土的流程和效率，使土方工程在可控的范围内操作。（图2）
　　4.4楼板沉降差异控制和围护监测
　　本工程逆作法是先施工裙房地下室梁板体系，后施工基础大底板，所以工程桩在施工前期部分受力。部分受力的工程桩由土方开挖引起基坑内土体的向上产生回弹，因此各根主楼桩会有沉降差，会对浇筑的梁板体系产生裂缝，危及主体结构，因此一定要控制沉降差值，设定设计工况计算沉降，逆作法施工顺序，在挖土各个阶段立桩围护墙梁板体系可以正确计算，根据荷载与地基地质指标进行沉降估算，其观测差一般结构允许可以为10~20mm，本工程控制在沉降差≤10mm。
　　施工现场的监测，反馈信息是控制变形，指导施工工序，复核岩土力学的计算模型与实际情况相关性，保证结构安全。信息化施工是非常重要。对围护桩、立柱桩、垂直与水平、地下水位，挖土工艺等进行全面进行动态信息化监测。围护桩墙体沉深度变形观测埋设测斜管，东西两侧各3个点，南北两侧各2个点，共计10个。负一、负二层板内应力板10个，约合388m设置一个点。梁内应力点15个。
　　支承柱沉降上浮观测。周围居民楼沉降及位移监测。观测井兼作回灌井、抽水井。
　　4.5坑内外降水和观测
　　1）微承压水井
　　微承压水主要在埋深16~25m粉质粘土层，用泵直接进入微承压水层，降低水压水头防止坑底出现管涌和隆起，使抽水井抽水不抽泥、降压不减水。
　　2）作潜水降水的大口井
　　基坑内设大口井作潜水降水，需提前做成并进行10天以上的降水过程，才可进行基坑开挖，采用Φ500mm无砂水泥管，外围等粒径碎石，透水直径不小于700mm，井深为20.0m共计17口。深井降水要动态控制，水位定时观测，应始终让水位控制在作业面以下1.0~2.0m左右。
　　3）观测井（兼作回灌井）
　　在西南居民楼设三个观测井（兼作回灌井）在其南侧设观测井（兼作）抽水井，观测施工过程周围环境水文变化，必要时采取北灌南抽等措施达到较为

#p#副标题#e#均匀沉降。
　　5结束语
　　高层建筑应用逆作法，能够提高地下工程的安全性，可以缩短施工工期，节约工程造价，防止周围地基出现下沉，当然也存在一些问题，如基坑连续墙和水平支撑的优化设计对土方开挖的影响、连续墙槽段间的渗漏等，需要在工程实践中不断改进。
　　参考文献：
　　[1]将曙杰，逆作法化解高层建筑施工难题[N].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，2003．
　　