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高層建筑深基坑逆作法施工技術的創新機制
發布日期：2014-10-21 瀏覽次數：3547
我國的城市建設發展很快，高層建筑的地下室和地下結構大規模的建設對深基坑開挖支護技術也提出了一些新的要求，因此便產生了逆作法。逆作法是相對于建筑物施工的常規做法來說的，在實際的工程中，有關深基坑的工程項目一般都是集中在市區，所以施工能使用的施工場地就比較狹小，同時施工的條件也相對比較復雜。為確保施工過程的正常施工，降低基坑開挖對周邊的一些建筑物、地下管線的影響，一般都是采用逆作法用來進行基坑的開挖。逆作法還能帶來更加多的使用空間，這使得逆作法成為近年來經常使用的基坑開挖技術。
1 深基坑逆作法施工技術的介紹
1.1 逆作法施工的基本原理
高層建筑深基坑工程是在建筑物地面以下，所以逆作法的工藝和常規的施工方法有所不同。
逆作法的施工順序大多采用這樣的順序：
①沿地下室地下結構的外墻或外圍進行施工，同時在建筑物的中間部位澆筑或打下中間支撐樁，在地下結構底板封底之前，支撐樁可以承擔上部結構的自重和施工荷載。
②完成這樣的工作后便開始進行挖土，當高度達到地下結構層的板底標高相應的位置時候，便可以澆筑地下一層的頂板，作為水平支撐為地下連續墻提供比較大的剛度。
③在地面一層的樓面結構完成之后，可以在此基礎上向上施工，這樣可以更好的解決工期緊張相應的問題。但是，在進行地下室底板相應的澆筑時，確保上部的結構層數沒有超過最大的相應允許值。
④重復上述相應的方法，進行挖土、澆筑和隔墻的施工，直至完成地面以下結構的施工。
1.2 逆作法施工的分類
現代建筑相應的工程行業技術的角度來看，常用的逆作法相應的施工技術在外國和中國主要是包括分層逆作法、半逆作法和全逆作法這三種方法。分層逆作法在建筑相應的工程中針對基坑四周相應的支護結構而言的，整體相應的施工不是一次性就可以完成的，而要在基坑的邊端相應的支護結構中采用特殊的形式，比如說土釘墻。半逆作法是利用高層的建筑相應的地下室每一層進行交叉并且與支護結構逐漸形成框格式相應的水平支撐。全逆作法則大多是利用高層建筑的地下結構中，每一層相應的鋼筋混凝土對旁邊的支護結構發揮出特殊的水平支撐相應的作用。當一些現代建筑相應的工程準備采用全逆作法進行基坑施工的時候，基本上都是采用混凝土整體澆筑的形式，并且在結構的底部進行挖土，通過相應的預留孔洞將挖出來的土進行外運，并且要保證各種相應的建筑材料運輸。
1.3 逆作法施工的優勢
由于高層建筑工程就具有很大的特殊性，逆作法同樣也是復雜的技術，但從施工的效果來看，表現出很多優點。
1.3.1 可以縮短施工工期和加大場地使用面積
逆作法可以加快建筑物地面的顯現時間，縮短相應的施工工期。等分界層的樓板位置處進行澆筑之后，便可以把分界層的樓面作為施工場地，這樣既可以向上施工也可以向下施工。
1.3.2 逆作法的施工可以很好地結合臨時的擋土結構與永久
的結構
地下連續墻在施工過程中可以起到擋土、承重和圍護的作用，整個地下室各層相應的樓板、連續墻可以連在一起形成整體。同時在深基坑相應的支護與主體工程間施工空間不用進行土方開挖，這樣土體的變形減小，受力就會比較可靠。
1.3.3 可以確保施工現場旁邊建筑物的安全
逆作法中的每層樓板可以連續支撐地下的連續墻，結構的變形會變得很小，深基坑主體結構的施工過程省去排水，這樣便使得連續墻外的土體沒有受到相應的干擾，因而地下室在土方開挖時對旁邊建筑地基沉降沒有什么影響。
2 深基坑逆作法施工關鍵技術
2.1 土方開挖
影響工期和施工安全的一個關鍵因素是挖土，挖土同時又容易產生變形。土體的開挖方式一般有明挖、暗挖和蓋挖，其中暗挖方法是在高層建筑逆作法施工中經常采用的。采用暗挖時，地下連續墻的結構變形、強度與位移都要滿足施工的具體要求，盡可能減少下部封閉條件下挖土施工的工程量。
2.2 中間支承柱的施工
支承柱的施工中主要注意兩個問題：
①如何支承已完成結構的自重及其附加荷載是要注意的問題。
②垂直度的控制要求，因為要永久承受上部相應的的荷載。
2.3 節點施工
一般來說，節點施工比較困難，在深基坑逆作法中也不例外。節點施工通常需要注意的部位是墻與梁之間、墻與墻之間、梁與梁之間的節點。通過在相應的地下連續墻中預埋一些錐螺紋套簡來連接相應的節點。施工過程一般是：首先清除地下開挖過程中出現臟的地方，其次綁扎或連接梁的鋼筋，完成上述工作所述的工作后，再次進行混凝土相應的澆搗工作。
3 逆作法在高層建筑中的應用舉例
本文選取一棟高層建筑，采用逆作法進行深基坑的施工。通過這種方法簡要的分析，對逆作法的施工有大致的了解。本項目由主體結構是有57樓的主樓，它的裙樓是由9層組成的，建筑的總面積是28萬m2。根據施工圖可以看出相關的信息，這棟樓的地下室存在四層，建筑總面積為7.4萬 m2，基坑的面積則是1.9萬 m2。基坑的深度最多是26 m，其中主樓基坑平均深度23 m，裙房的基坑深度是16.8 m。而且基坑的旁邊有比較多的交通路線，地下有許多管線穿插，施工時要注意這些情況。
3.1 確定逆作法施工方案
本文選用的工程的旁邊環境和基坑工程量相對來說比較復雜，土方大概是45萬m3。常規的做法通常是這樣：一挖到底即挖土到基坑底，接著便是從基礎的底板開始向上進行相應的施工，用到1 000 mm厚地下連續墻作圍護墻坑，坑底再進行地基加固。這樣不僅支護相應的費用比較高，工期太長，不能滿足相應的業主要求，而且如此大型深基坑采用“明挖”方式的施工，沒有什么經驗。經過比較分析，最終決定用逆作法的技術進行施工。
3.2 施工過程中的要點
首先選取750 mm厚的地下連續墻，用來圍護基坑旁的結構。在地下的4層樓面做四道內支撐，進行施工。主樓則是采用“一柱一樁”的半逆作法進行施工，裙樓則是選取“一柱一樁”的全逆作法進行施工。
3.2.1 土方開挖
采用“盆式開挖法”，即是按照“分層、平衡、分段、分塊、對稱”的原則進行指導土方開挖和結構支撐。在每一層土體的邊緣至少留土大于或等于4倍的該層土開挖深度，同時為撐住周圍的土，可以進行抽條取土。這里也有時間的限制，就是開始挖土到支撐完畢需要控制在16 h內。挖土過程中，可以采用機械，也可以采用人工，比如挖土機、鏟運機，還可以使用抓斗機械進行裝車，在出口的地方要使用取土架。
3.2.2 支承柱施工
由于逆作法的施工特點，首層開始施工向下到地下室各層樓面直到大底板之前，重力荷載和施工過程中的荷載都是找支承柱進行相應的承擔作用。本工程為此采用了圓鋼管柱相應的材料作為支承柱，同時這個支撐柱還有永久的作用。所以，支承樁相應的施工定位和垂直度就會有很高的難度。支承樁的定位誤差要求控制在±5 mm，柱子的垂直度也會有相應的要求，數值一般控制在1/150～1/280之間。施工過程中支承柱的制作一定要充分重視，不能有彎曲的變形情況出現。
3.2.3 基坑內降水
本基坑是采用真空深井進行降水，平均每口深井的作用面積大概是265 m2。井管內完全可以設兩道相應的濾管，這樣可以提高降水效率。濾管的布置和長度也是很重要，第一道濾管是布置在零下7.9 m的位置處，濾管的長度一般是1.6 m，第二道濾管布置在坑底下1.8 m的位置處，長度大概是3.8 m左右。同時還要注意做好預降水工作，根據水位觀測井的水位達到要求以后才可以開挖，但是也要保證不要因為過量的降水引起沉降近而產生大的變形。
4 結 語
隨著建筑施工技術的大力發展，逆作法施工技術在高層建筑中的應用也越來越完善，使用的領域也越來越廣。通過很多工程實例可以發現，逆作法的施工技術在工程中的應用不僅可以降低工程的造價，更重要的是可以保證施工的安全性。同時縮短工期，由于很多工程的工期比較短。采用逆作法施工的工程一般具有結構的穩定性，地基的下沉量小。尤其在現場條件復雜、環境干擾因素多、施工難度大的高層建筑工程中，逆作法施工技術的應用產生了很好的社會與經濟效益，具有強大的生命力。毋庸置疑，逆作法在具體項目的使用中還會遇到一些問題，但經過不斷的積累工程實踐經驗以及推進相關的技術，這些問題一定會得到有效的解決。
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