建筑工程逆作法施工技術的工程應用
摘要：隨著高層建筑的逐漸增多，建筑施工技術也不斷改進，逆作法施工技術作為深基坑支護技術在建筑工程也得到越來越廣泛的應用。筆者結合實際工程，較為詳細的介紹逆作法的施工方案及施工流程，并對逆作法的幾個關鍵技術質量控制要點進行了說明。
關鍵詞：逆作法、建筑工程、深基坑
近些年來，我國一些城市的高層建筑越來越多，對深基坑的開挖支護技術也提出了一些新的要求。逆作法是施工高層建筑多層地下室和其他多層地下結構的有效方法。在進行設計和施工時，使地下結構與圍護結構相結合。通過建筑施工實踐證明，利用逆作法施工開挖深度大的多層地下結構是十分有效的。高層建筑應用逆作法，可以提高地下工程的安全性，節(jié)約工程造價，隨著逆作法在全國范圍內(nèi)迅速發(fā)展和大量應用，將會有更大的發(fā)展空間。
1工程概況
廣州富力盈隆廣場工程占地近9380㎡，總建筑面積94800㎡，其中地下總建筑面積19700㎡。該建筑物平面布局呈L型，由一棟28層99.9米高及屋頂5米高寫字樓(框架—剪力墻結構)、兩棟38層131.4米高酒店式公寓及六層30.3米高的綜合酒店式商業(yè)配套裙樓(框架結構)組成。
整個工程均為樁基礎，主樓和裙樓地下三層大型停車場，地下三層地面設計標高為-12.200m，基礎梁板厚度為1.50m，其基底設計標高為-13.800m，室內(nèi)外高差按0.30m考慮，坑深為13.50m。建筑物地上部分北、東兩側退線較大，考慮地下室外擴因素，距地界距離除東北角外基本大于5.0m;兩側毗鄰順馳上谷商業(yè)街工地，距地界最小處約為2.46m;南側退地界距離約為8.40m;西南角局部相鄰5層居民樓最小距離約為13.80m,距違章平房為12.3m。
2工程方案
2.1部分逆作與順作結合施工方案
從負一層分界線向下施工，而不向上進行施工。適合行人或堆場的要求的工程，滿足本工程場地小無作業(yè)操作面的特點。順逆結合可以充分利用逆作法和順作法的各自優(yōu)勢。當場地足夠大時，可以解決挖土和運土的問題，目前應用于本工程條件已取得較好的結果。
1)一順一逆方案采用了主樓順作、裙房逆作的方案，裙房的逆作過程為主樓的挖土提供支撐，而主樓位置又為逆作的出土提供方便，取得一舉兩得的效果。在該方案中有順作、有逆作、有二明一暗的施工，其優(yōu)點是有效解決基坑的支護問題，又可以解決土體的外運問題，使順逆的優(yōu)點得到充分的體現(xiàn)。
2)逆作法的挖土與總體方案，挖土及運土方案主要有各種大小挖土機械、挖運結合的方案，配大小機械挖土、運土方案，人工挖土及運土方案，專門挖土運行的逆施法運土方案。中心島及機械結合的挖、運土方案是逆作法最為理想的挖運土方案，它使得逆作法施工挖運可以達到與順作法施工相同的出土速度。
2.2水平支撐體系形成
為了滿足以上條件和考慮各種因素，選擇逆施法、正施法相結合。利用負一層、負二層結構平面作為水平支撐體系，裙房部分逆施、主樓及寫字樓正施，自然形成大出土口，便于挖土工程水平及垂直運輸需求。
1)平面形成兩個“窗口區(qū)”，便于挖土作業(yè)。
2)減短鋼筋混凝土梁支撐長度，快將大基坑劃分成若干基坑作業(yè)面，減少基坑的早期變形。
2.3圍護支撐體系特點
地下室范圍幾乎占滿建筑紅線全部范圍，圍護樁和工程樁相距0.2m，這就要求圍護樁和工程樁垂直水平精度能夠有效控制。在基坑西側部分，為車道斜坡，板寬窄剛度較弱，是整個支撐體系中薄弱環(huán)節(jié)：
1)采用臨時平板支撐形成封閉支撐圍護體系
2)基坑內(nèi)側在進行水泥壓密注漿(寬度為5.5m，深度20m，面積110m2范圍)對被動區(qū)土體進行加固。
3)設置水平斜支撐增加水平剛度。(圖1)
3施工工藝流程
連體排樁→支撐樁和工程樁兩樁合一→壓頂帽梁→開挖第一層土到負一層梁板底(-5.1m)→完成負一層裙房梁板結構支撐并開挖到負二層梁板底(-9.10m)→完成負二層裙房梁板結構支撐，同時盆式開挖→完成公寓底板澆筑→正施核心主樓同時開挖裙房底板土方→施工裙房底板。
4關鍵技術的控制
4.1咬合樁列式墻地連墻
采用Φ920@920樁列式連排鉆孔灌注樁外加高壓旋噴法止水帷幕支護體系，采用咬合樁列式墻地連墻去止水擋土，使圍護與主體分離。在基坑南側圍護樁的外側，用高壓旋噴法止水帷幕二道止水，并與圍護樁立體咬合整體體系。
4.2一柱雙樁承載
本工程采用“一柱雙樁承載”承受上部結構重量、地下三層結構自重、以及施工荷載總和。地下室柱斷面幾何尺寸，不能滿足包容格構柱幾何尺寸，采用兩根樁共同承擔由一柱傳下的荷載，削弱變形產(chǎn)生差異，使載荷均勻分配各樁，使逆作法施工的安全性大大提高。該格構支承柱在逆作法施工完成后拆除由永久混凝土柱替換。
4.3正、逆作法施工中的挖土控制
1)挖土和運土、出土等土方工程是逆作施工的重要環(huán)節(jié)，本工程總土方量為8.58萬m3，采用：負一層正施開挖，出土量為3.11萬m3，占總出土量的36.3%，寫字樓部分正施作為大出土口，設計為車道，土方運行車直接駛入基坑運土，以提高功效。
2)中間公寓部分采用盆式開挖，大開挖加快了土方的施工功效。
3)周圍逆作施工部位有梁板頂蓋的部分，挖土難度大，周期長，是本工程工期進度控制的關鍵因素，同時也是施工安全變形產(chǎn)生的主要因素，挖土時采用0.15m3、0.4m3小型挖土機與人工開挖相組合施工，地下水平運輸采用以運行車運輸為主，人力拖車為輔直接運出工地。
4)寫字樓部分作為最后挖土收頭部分，采用鋼管支撐和混凝土支撐相結合的混合體系，正施施工先撐后挖，撐一步挖一步，共設兩道施工體系，
5)挖土工藝設計作業(yè)由信息化施工，統(tǒng)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圍內(nèi)操作。(圖2)
4.4樓板沉降差異控制和圍護監(jiān)測
本工程逆作法是先施工裙房地下室梁板體系，后施工基礎大底板，所以工程樁在施工前期部分受力。部分受力的工程樁由土方開挖引起基坑內(nèi)土體的向上產(chǎn)生回彈，因此各根主樓樁會有沉降差，會對澆筑的梁板體系產(chǎn)生裂縫，危及主體結構，因此一定要控制沉降差值，設定設計工況計算沉降，逆作法施工順序，在挖土各個階段立樁圍護墻梁板體系可以正確計算，根據(jù)荷載與地基地質指標進行沉降估算，其觀測差一般結構允許可以為10~20mm，本工程控制在沉降差≤10mm。
施工現(xiàn)場的監(jiān)測，反饋信息是控制變形，指導施工工序，復核巖土力學的計算模型與實際情況相關性，保證結構安全。信息化施工是非常重要。對圍護樁、立柱樁、垂直與水平、地下水位，挖土工藝等進行全面進行動態(tài)信息化監(jiān)測。圍護樁墻體沉深度變形觀測埋設測斜管，東西兩側各3個點，南北兩側各2個點，共計10個。負一、負二層板內(nèi)應力板10個，約合388m設置一個點。梁內(nèi)應力點15個。
支承柱沉降上浮觀測。周圍居民樓沉降及位移監(jiān)測。觀測井兼作回灌井、抽水井。
4.5坑內(nèi)外降水和觀測
1)微承壓水井
微承壓水主要在埋深16~25m粉質粘土層，用泵直接進入微承壓水層，降低水壓水頭防止坑底出現(xiàn)管涌和隆起，使抽水井抽水不抽泥、降壓不減水。
2)作潛水降水的大口井
基坑內(nèi)設大口井作潛水降水，需提前做成并進行10天以上的降水過程，才可進行基坑開挖，采用Φ500mm無砂水泥管，外圍等粒徑碎石，透水直徑不小于700mm，井深為20.0m共計17口。深井降水要動態(tài)控制，水位定時觀測，應始終讓水位控制在作業(yè)面以下1.0~2.0m左右。
3)觀測井(兼作回灌井)
在西南居民樓設三個觀測井(兼作回灌井)在其南側設觀測井(兼作)抽水井，觀測施工過程周圍環(huán)境水文變化，必要時采取北灌南抽等措施達到較為均勻沉降。
5結束語
高層建筑應用逆作法，能夠提高地下工程的安全性，可以縮短施工工期，節(jié)約工程造價，防止周圍地基出現(xiàn)下沉，當然也存在一些問題，如基坑連續(xù)墻和水平支撐的優(yōu)化設計對土方開挖的影響、連續(xù)墻槽段間的滲漏等，需要在工程實踐中不斷改進。
參考文獻：
[1]將曙杰，逆作法化解高層建筑施工難題[N].北京：中國建設報，2006
[2]常士驃，張?zhí)K民.簡明工程地質手冊[M].北京：中國建筑出版社，2003.
