建筑工程逆作法施工工艺过程分析

李志宏 包头市建筑职工教育培训中心



建筑工程逆作法施工工艺过程分析

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现代城市超高层建筑的不断涌现，地下空间工程深度不断加大，很多高层建筑的地下已达到3～4层。这类地下工程难以实施常规的明挖顺做法，故目前多采用暗挖逆作法施工。

一、概念

逆作法是在逆作面处先形成竖向结构，以下各层地下水平结构自上而下施工，并利用地下水平结构平衡抵消围护结构侧向土压力的施工方法。逆作法是相对顺做法而言的，其施工程序与传统的顺做法正相反。

传统的顺做法是放坡大开挖或用支护结构支护后垂直开挖，挖至基础设计标高后浇筑钢筋混凝土底板，再由下而上逐层施工各层地下室结构，待地下结构完成后再进行地上结构施工直至主体封顶；而逆做法是先沿地下建筑物周围施工地下围护结构墙（一般多为地下连续墙），在地下建筑内部按柱网轴线施工少量中间支撑柱，然后进行地下首层的梁、板及楼面结构施工。待围护墙和支撑柱及结构顶板完成后，利用出入口和通风道或单独设置竖井，自上而下施工单层或多层地下结构，也可同时进行地上结构的施工，待地下室大底板完成后再施工复合柱及复合墙。在地下室浇筑钢筋混凝土底板前，地面上的上部结构允许施工的层数要经计算确定。

二、选用该法主要考虑因素

宜为2层及2层以上较深较大的地下工程；周边环境复杂，对四周环境保护要求特别严格的地下工程；施工场地狭窄，不具备撇开式开挖条件；工期要求紧，缩短施工工期有特别重要的意义或有巨大的经济效益；基坑面积较大而且形状复杂，采用一般支护结构难以完成的地下工程

三、逆作法的施工过程

（一）地面施工阶段

地面施工阶段包括围护墙、中间柱、顶板施工。围护墙多为地下连续墙，在不需止水的地区也可采用排桩的支护形式。地下连续墙施工前宜进行成槽试验，确定施工流程和槽段长度、泥浆密度、混凝土配合比和导管内初存混凝土量和控制高度等技术参数，单元槽段宽度应根据槽壁稳定性及钢筋笼起吊能力划分，宜控制在4～8米。排桩可采用人工、机械等多种工艺间隔施工。绑扎、吊装和安放排桩钢筋笼时，应保证其安放方向与设计方向一致。

冠梁施工前，应将地下连续墙或排桩上部的混凝土浮浆凿除。中间支撑柱一般为钢筋混凝土柱、钢管混凝土柱、型钢柱等，多采用桩基础工艺施工。

地面施工阶段对交通、市民生活及地下管道等有干扰，应快速细致完成。顶板、围护墙、柱是施工及运营期间主体结构的一部分；施工中完成的楼板是施工阶段有助于侧墙稳定和运营期间整体结构的组成部分，若侧墙稳定有需要，楼板上、下方需加临时水平撑。

（二）逆作施工阶段

逆作施工阶段包括土方开挖，结构，装修和设备安装。地下挖土是先从两端的取土口直接用取土设备挖出工作面，然后用人力和小型挖掘机从取土口的挖土工作面向基坑中间开挖，或由中间取土口直接向四周扩散开挖。地下连续墙与中间支撑柱周边的土方应采用人工开挖，边挖土边对地下连续墙内壁面与支撑柱外表面进行人工修整。对挖出的土方用手推车或小型装载机运至出土口，然后用专用运输设备提升至地面，装车外运。

根据地下室楼板结构的形式，模板一般采用土模承重法。先将基坑内的土按施工组织设计要求挖至预定标高，做混凝土垫层，待混凝土垫层稍有强度后，按图弹出轴线与梁边线，并在模板的支点上进一步用水泥砂浆找平，使标高误差控制在规定要求内，然后支模板浇筑混凝土，达到养护龄期后拆模，最后施工大底板。基础底板施工是地下主体结构的最后部分，是实现结构闭合的重要环节，对保证逆作施工安全稳定有重要意义，因此应采取各种辅助措施确保底板达到设计要求，特别在结构对接、底板与外侧墙处防水、混凝土浇筑等环节，须采取可靠的技术保证措施。

四、逆作法施工特点

（一）优点

1.利用地下室楼板作为地下连续墙的水平支撑体系，可节约围护工程造价，取消临时支撑体系的施工和拆除，工期相对缩短。2.由于利用地下室梁板楼面结构作为地下连续墙的内部支撑，与临时支撑相比其刚度大，受力好，围护结构变形小，对相邻建筑物和周边管线影响小。3.由于地上结构可与地下结构同时施工，可缩短工期，但地上结构允许施工层数要事先计算。4.与传统方法相比，由于与地上结构同步施工，逆作法施工基础底板较易满足抗浮要求，使底板设计趋向合理。5.由于土方开挖和主体结构施工交错进行，逆作结构的自身荷载由立柱直接承担并传至地基，可减少大开挖时卸载对持力层的影响，降低基坑内地基的回弹量。6.首层结构平面可作为工作平台，不必另架设开挖工作平台与内撑，可大幅削减支撑和工作平台等临时设施，减少施工费用。7.由于只挖走地下室结构范围内的土方，可比传统明挖减少土方量，亦消除了外墙周边回填土的施工作业。8.施工可少受风雪雨的影响，且土方量开挖较少或基本不占总工期。

（二）缺点

1.施工环境较差。自上而下施工，上面覆盖使下面的施工作业条件较差，很难使用大型施工机械设备，投入人力和物资量大，管理难度大。2.由于挖土在顶部封闭状态下进行，基坑中还分布有一定数量的中间支撑柱和降水用井点管，目前尚缺乏灵活，高效的小型挖土机械，使挖土难度大，进度缓慢。

3.钢筋预埋位置准确性差，钢筋接头一般在同一截面。接头方式多采用焊接，焊接施工环境差。4.混凝土施工缝多，易出现渗漏，处理较困难。5.在含水层部位施工时易影响相邻建筑物的基础受力状态和地面交通。6.逆作法支撑位置受地下室层高限制，无法调整高度，若遇较大层高的地下室，有时需另设临时水平支撑或加大围护墙的截面及配筋。

五、施工注意事项

1.逆作法施工中，地下连续墙作为施工阶段的挡土、止水结构，同时也是地下室的永久结构外墙，其混凝土在水下灌注，若控制不好易出现夹泥、渗漏等现象，更严重的是强度达不到设计要求，因此在地下连续墙施工中，对水下混凝土的质量控制至关重要，否则出现问题难以补偿。

2.逆作法施工中，作为竖向支撑的支撑柱分为两种；一种是利用被包裹在框架柱内部的永久性结构柱；另一种是仅起竖向支撑作用，待结构完成后被拆除的临时性支撑柱。支撑柱的桩孔的质量控制易被忽视，故应确保桩孔持力层下没有不符合设计要求的夹层、软弱下卧层，并确保桩的扩底尺寸满足设计要求，避免因桩承载力不足而出现质量问题。

3.逆作法施工中，地下室梁板与地下连续墙、中间支柱须二次施工连接的节点多，节点的钢筋连接量大，新旧混凝土接口不易处理，施工难度大，要加强控制。