试析高层建筑施工中逆作法技术的应用

1.肖 伟 2.辛国军

1、41302519740224631X 2、411323198203051751

试析高层建筑施工中逆作法技术的应用

1.肖 伟 2.辛国军

1、41302519740224631X 2、411323198203051751

逆作法施工是一种以地面为起始点，向上、向下同时进行施工，直至工程完工新的施工方法。具有缩短工程总工期，节约施工成本、对环境影响小等优点，在高层建筑深基坑工程中被广泛应用。本文通过具体工程案例，对高层建筑逆作法施工流程进行了分析与探究。

高层建筑；逆作法；施工流程

一、工程案例

某综合楼工程为一类高层建筑，建筑高度约100m，总建筑面积约40000m2，其中地下部分3层，约9300m2，地上主体结构27层，裙楼4层，共约30900m2。该工程为框架-剪力墙结构体系，基础采用人工挖孔灌注桩、筏板基础、独立基础和条形基础等形式。该工程基坑东西长62m，南北长28m，开挖深度约14.5m。开挖范围内的土质从上至下分别为素填土、粉质黏土、强风化岩(砂岩、泥岩)和中等风化岩(泥岩、砂岩)。基础持力层位于中等风化岩层上。基坑支护采用排桩和抗滑桩相结合的方式，并对边坡土体进行混凝土喷锚支护。根据地质勘探料，基础开挖范围内不存在地下水。在本综合楼工程中，Ⅱ区为3层地下室。Ⅱ区基坑北、东、南方向的支护形式分别为排桩、人工挖孔桩和混凝土喷锚支护，西侧为后浇带。施工前两侧的土体为放坡形式的松散土，坡顶位于拟建地下3层顶板下方约1.8m位置处。该部分土体容易滑坡、塌方。决定对Ⅱ区地下室采用正、逆作法相结合的施工方案。

二、高层建筑工程逆作法施工流程

1、施工准备

进场施工前，首先要组建项目经理部，落实施工材料和工作人员，合理安排施工材料和工作人员，与业主及监理保持密切协作，安排专人负责进料，并由工程师核定，确保井壁管、过滤管、黏土等材料的质量。

2、人工挖孔桩施工

本工程采用地下排桩支护体系，排桩采用挖孔桩，人工挖孔桩采用间隔跳段施工，成孔后下钢筋笼浇筑C35号混凝土。按设计图施工中间支承柱和基础，人工挖孔桩分为基桩与上部空段两部分。当基桩部分浇筑到桩顶设计标高时，便由工人下去布置定位环安装定位钢板并调校水平，然后由工人在下面扶正、卡位，保证其垂直度后，在地面用十字架固定钢管柱上端，然后浇筑管内混凝土。

3、柱桩定位

逆作法施工时，是由工程桩接高的钢管柱支承竖向荷载的，将来在立柱外再包裹混凝土作正式地下室柱，所以其轴线位置与垂直度必须精确，要求偏差在20mm以内，否则会影响正式工程柱子位置的准确性，由于钢管柱支承在人工挖孔桩上，故两者的准确连接是施工中的一大重点和难点。本工程采用设置限位钢板的方法来固定钢管柱，在人工挖孔桩桩芯混凝土上安装25mm厚M1型环形钢板，在其上焊接三个16mm厚限位钢板用于固定钢管位置，然后吊装钢管柱及浇筑桩芯混凝土封住钢管柱脚，这样就能最大限度地保证钢管柱的准确连接，且施工快捷。

4、土方开挖

土方开挖是高层建筑工程施工中的重要阶段，其阶段相关工序主要包括破碎、松动、挖装及运输出渣等。在逆作法施工中，基坑周围立体结构中起水平支撑作用的主要是地下室的各板、梁等结构，同时使地下室以现箱型结构表现出来，这样在地下室承受土体压力时，其承受力可以按照各部分所占刚度比进行分配，通常桩身承受的荷载有正摩擦力、自重、负摩阻力、上部外荷载及桩端阻力等，在这些荷载共同作用下，会出现桩抬升及沉降变形等情况。如地质构造相同，在土体压力承受方面，逆作法施工应用承受的压力要远远小于顺作法支护系统，这就要求准确计算中间支撑柱的升抬及沉降数值。当高层建筑工程施工中，相邻柱之间的沉降差比警报值大时，应将上部结构施工停止，并对开挖速度进行不断加快，同时在部分施工段要根据相关情况放慢，或加固及注浆等。土方开挖施工中要重视空间效应，特别是对开挖长度、深度及宽度进行有效控制，要准确计算其影响系数及范围，并重视时间效应。

5、沉降差施工

在高层建筑工程施工中应用逆作法技术，必须重视沉降差问题。在建筑施工中，将有一圈地下连续墙插入，在基坑开挖应力释放及上部荷载共同作用下，会有抬升及沉降情况在地下连续墙出现，如沉降过大时，将直接影响到建筑物结构的安全性。通常沉降差必须在20毫米以下，如大于警报值，必须将高层建筑上部施工作业停止，在局部节点位置进行压重的加强，也可以选用开挖速度放慢或局部加快等方式。通常情况下为解决基坑开挖出现的立柱桩抬升问题，可以选用将桩上部摩阻力降低的方式。如通过支撑增设或压力预加等方式进行加固，将坑底隆起所产生沉降问题进行有效降低。将立柱桩承载力加大也可以将沉降差有效降低，如增大桩径、桩底注浆及选择高承载力桩端等。通过剪刀撑临时增加及完成永久墙体结构来解决立柱间刚性所产生不均匀变形问题。

6、节点施工

节点就是地下水平支撑与垂直支撑体系的交汇点，逆作法相比其他施工方法存在极大的不同，这种情况下，运用逆作法的地下室结构节点施工将不同于正常施工的节点作业。逆作法主要遵循自上至下施工的顺序，在设计时逆作法结构节点，必须符合结构设计规范，要对施工中受荷载条件要求进行最大限度地满足，对逆作法中水平结构与顺作法施工竖向结构进行有效处理。在整个基坑施工中，其主要水平支撑结构就是梁板结构，这些板墙梁柱节点留置必须在剪力最小位置，主要有两种节点处理方式，也就是预埋剪力连接件施工法和预埋连接钢板法，预埋剪力连接件施工法具有施工便捷及较好接头抗剪性的优势，预埋连接钢板法也具有施工便捷及接头受力强的特点，但要求具有较高的电焊质量，焊接量大，技术性强，有时会对施工进度造成一定影响，在实际施工中，必须按照设计规范及具体施工情况进行节点施工。

7、安全措施

(1)为保证工程施工时的基坑安全，必须对基坑进行监测，监测内容包括环境监测和基坑工程本体监测。(2)由于采用逆作法施工，其挖土工作在室内环境下进行，与传统的挖土和运输方式有所不同，因此必须采取安全措施。

三、结束语

综上所述，伴随高层建筑规模的不断扩大，其施工难度也随之增大，传统施工技术已经无法对高层建筑施工要求进行有效满足，逆作法在高层建筑施工中的大量应用，可以对高层建筑工程中面临的诸多问题进行有效解决。基于此，施工企业必须对逆作法施工技术要点进行准确把握，只有这样才能有效提高建筑工程的质量，才能推动企业的发展。

[1]郭晓梅.建筑施工新技术的应用与发展前景[J].中国城市经济，2011年12期