摘要：高層建筑在基坑開挖時，對周圍建筑物的影響就必須充分考慮，逆作法為新興的基坑支護技術，利用逆作法施工高層建筑多層地下室和其他多層地下結構的具有良好的經濟效益和社會效益。文章探討了逆作法的設計方法，就工程實踐研究了逆作法施工中的關鍵性技術。
關鍵詞：逆作法；施工技術；基坑穩定；地下結構；沉降差異
在幾十年時間里，我國在高層建筑及地下工程的設計方法、計算理論、施工技術、施工設備、施工管理等各方面均有了長足的進步，不僅已能應用各種新技術成功地處理高層建筑和深基礎復雜的設計施工難題，從而滿足了工程建設需要，并且更有向世界發達國家急起直追之勢。隨著國民經濟的發展，我國一些城市高層建筑越來越多，建筑物基礎也越建越深，對深基坑的開挖支護技術也提出新的要求。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。高層建筑多采用補償性基礎，有較深的多層地下室，它一方面利用補償原理能有效地利用地基承載力，另一方面亦可充分利用地下空間作為地下停車場、設備層用房等，增加使用面積。這也為利用逆作法提供了條件。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。隨著經濟的發展，高層建筑越來越多，基坑深度越來越大，逆作法施工技術作為一種十分有效的深基坑支護技術必將得到越來越廣泛的應用。
一、逆作法理論概述
逆作法是相對于建筑物施工的常規順序而言的。建筑物施工的常規順序是先開挖基坑，然后從基礎開始，逐層向上施工，基坑開挖所需的支護，屬于施工的措施，與建筑物的地下結構各不相干。而地下室逆作法施工是利用地下室的樓蓋結構、梁、板、柱和外墻結構作為基坑圍護結構和基礎施工的支撐結構，在坑內的水平支撐體系和圍護體系由上而下進行地下室結構的施工，與此同時可進行上部結構的施工。所以其施工順序是自上而下進行，地下結構、基坑支護以及因逆作而帶來的特殊要求，都需要在結構設計中加以解決。實踐證明，逆作法適用于基坑較深，建筑場地狹小，周邊環境對基坑支護結構的水平變形有嚴格限制的情況。
建筑深基坑支護采用逆作法，是地面以下各層地下室自上而下施工，并借助于地下結構自身的能力對基坑產生支護作用，來保證基坑土方開挖，并利用地下各層的鋼筋混凝土樓板的水平剛度和抗壓強度，使各層樓板成為基坑圍護樁墻的水平支撐點，并利用基坑外不同方向的土壓力包括被動土壓力的自相平衡來抵消對坑壁圍護樁墻的不利影響。
與傳統順作施工方法比較，用逆作法施工高層建筑多層地下室或地下結構有下述技術特點：（1）縮短工程施工的總工期；（2）基坑變形小，相鄰建筑物的沉降少；（3）可節省地下室外墻及外墻下工程樁費用；（4）使底板設計趨向合理；（5）可節省支護結構的支撐；（6）可節省土方挖填方費用；（7）簡化基坑的施工工序，有明顯的經濟效益；（8）可節省地下室外墻建筑防水層費用；（9）可最大限度利用城市規劃紅線內地下空間，擴大地下室建筑面積；（10）有利于結構抵抗水平風力和地震作用；（11）施工方案與工程設計密切配合，使逆作施工方案更趨合理。
二、地下結構承載體系技術分析
（一）地下連續墻的設計與施工
逆作法施工中，地下結構是支護結構與主體結構的結合與統一，其設計除按正常結構設計外，還要考慮到逆作施工的要求。作為基坑支護結構的設計，包括支護結構的選型、支護結構的內力及變形計算、截面強度計算等內容。這與對基坑內外體的變形要求，地下水的降水方式，挖土方法及施工要求等有關。基坑工程中，當地下水位較高，且場地周邊不允許降水或基坑安全等級為一、二級時，通常采用地下連續墻作為維護結構。在逆作法施工中，地下連續墻既要作為施工時基坑開挖的臨時支護，承擔水土等荷載產生的水平力，又要兼作地下室的外墻或作為基礎的一部分，承擔施工階段和使用階段的一部分豎向荷載，因此逆作法中底下連續墻的設計和施工是重要的環節。
當采用地下連續墻與主體地下結構外墻相結合時，其設計方法因地下連續墻布置方式即與主體結構的結合方式不同而有差別。地下連續墻作為主體結構的布置方式主要有四種單一墻、分離墻、重合墻和復合墻。兩墻合一的設計與計算需考慮地下連續墻在施工期、竣工期和使用期不同的荷載作用狀況和結構狀態，應同時滿足各種情況下承載能力極限狀態和正常使用極限狀態的設計要求。地下連續墻是通過專用的挖沖槽設備，沿著地下建筑物或構筑物的周邊，按預定的位置，開挖出或沖鉆出具有一定寬度與深度的溝槽，用泥漿護壁，并在槽內設置具有一定剛度的鋼筋籠結構，然后用導管澆灌水下混凝土，分段施工，用特殊方法接頭，使之連成地下連續的鋼筋混凝土墻體。
（二）豎向支撐體系
在逆作法施工中，立柱及立柱樁構成了地下結構的豎向支撐體系。其作用是在逆作法施工期間，在地下室底板未澆注之前與地下連續墻一起承受地下和地上各層的結構自重和施工荷載在地下室底板澆注后，與底板連接成整體，作為地下室結構的一部分將上部結構及承受的荷載傳遞給地基。立柱和立柱樁的位置和數量，要根據地下室的結構布置和制定的施工方案經計算確定，其承受的最大荷載，是地下室已修筑至最下層，而地面上已修筑至規定的最高層數時的荷載。一般地，立柱的平面布置，首先選擇在地下室結構柱的位置上，如現有柱子數量不能滿足承載要求，應再選取地下室縱橫墻交接處、剪力墻暗柱處的適當位置。逆作法中，立柱和立柱樁可采取不同的形式。立柱有時僅作為臨時立柱，在逆作施工過程中起臨時支撐作用，當逆作施工完成后，利用主體結構柱托換臨時立柱有時立柱與主體結構柱相結合，此時，立柱可采用角鋼格構柱、H型鋼柱、鋼管柱或鋼管混凝土柱等。采用角鋼格構柱、H型鋼柱時，通常在基礎底板施工完成后再外包混凝土形成結構柱。立柱樁通常與主體結構工程樁相結合，有時也設置一些臨時立柱樁。豎向支撐體系的設計計算原則：（1）豎向支撐體系的設計和布置，應按照主體工程地下結構的布置，以及gc5.com地下結構施工時地上結構的建設要求和受荷大小等綜合考慮；（2）當臨時立柱和立柱樁結合地下結構柱和工程樁布置時，臨時立柱和立柱樁的軸線定位和承載能力應與主體工程地下結構的柱和工程樁的軸線定位和承載能力相一致；（3）臨時立柱應在結構柱完成并達到設計要求后，方能拆除；（4）地下結構梁板兼作施工用臨時平臺或棧橋時，其臨時立柱與立柱樁設計均應考慮承受施工荷載的作用。
（三）沉降差異控制
在順作施工中，結構墻體、樓板和立柱，是在鋼筋混凝土底板完成后進行施工的，此時，圍護結構在基坑開挖中的變形均已結束，施工是在圍護結構創造好的空間內進行的。而在逆作法施工中，墻體、樓板和柱既是臨時支護結構，又是主體地下結構的一部分，其變形和沉降必須按永久結構的要求來控制。嚴格控制變形和沉降值，尤其是控制地下連續墻與結構柱的不均勻沉降，防止由于不均勻沉降產生對樓板的拉裂。
逆作法施工期間，基坑開挖土體應力釋放，坑內土體回彈，帶動立柱樁上移地下室及上部結構施工后，樁身承擔的向下荷載增加。整個過程中，樁身所承受的荷載包括樁身自重、上部外荷載、正摩阻力、負摩阻力、樁端阻力，這些力共同作用的結果，使樁發生沉降或抬升的變形。上述變形過程是一個復雜的受力過程，為分析方便，可將樁身受力分成兩部分，即不考慮樁身自重及上部外荷載的作用與只考慮樁身自重及上部外荷載的作用，然后運用疊加原理求得基坑開挖對立柱樁豎向位移的影響結果。逆作法是先施工地下室樓板與上部結構，后施工基礎大底板，所以工程樁在施工前期部分受力部分不受力，因此，各根立柱樁gc5.com會有沉降產生，如果各根立柱之間或立柱與地下墻之間有較大的沉降差，已澆筑的樓板與梁系就會產生裂縫，危及正式結構的安全。這些都是值得注意的問題。
立柱樁在上部荷載及基坑開挖土體應力釋放的作用下，發生沉降與抬升，同時立柱樁承載的不均勻，增加了立柱樁間及立柱樁與地下墻之間產生較大沉降差的可能，若差異沉降過大，將影響結構安全。因此，控制整個結構的不均勻沉降是逆作法施工的關鍵技術之一。目前事先精確計算立柱樁在底板封底前的沉降抬升量還有一定困難，完全消除沉降差也是不可能的，但可以通過采取措施，減小沉降差。
（四）節點構造設計
逆作法施工與常規施工方法有較大區別，其施工時是在地下自上而下進行。工作環境與施工條件有很大變化，所以各種地下室的結構節點與常規施工也有較大的變化。逆作法施工由于工作環境與施工條件的變化，各種地下室的結構節點與常規施工也有較大的變化。逆作法施工的結構節點設計，根據工程實踐需滿足下述要求：（1）要求既滿足結構永久受荷gc5.com狀態下的設計要求，又要滿足施工狀態下的受荷要求；（2）節點形式和構造必須在工藝上滿足現有的工藝手段與施工能力；（3）節點構造必須滿足抗滲防水要求，不要因為節點施工降低了抗滲，造成永久性的滲漏；（4）不要影響建筑物的使用功能，如不能占用過大空間等。
三、結語
高層建筑推廣應用逆作法，能夠提高地下工程的安全性，可以大大節約工程造價，縮短施工工期，防止周圍地基出現下沉，是一種很有發展前途和推廣價值的深基坑支護技術。
參考文獻
[1]馮昆榮，曹少偉．逆作法施工的技術特點及要求[J]．重慶建筑，2008，（11）．
[2]徐靜．淺談建筑工程中逆作法施工技術[J]．民營科技，2008，(11)．
關鍵詞：逆作法；施工技術；基坑穩定；地下結構；沉降差異
在幾十年時間里，我國在高層建筑及地下工程的設計方法、計算理論、施工技術、施工設備、施工管理等各方面均有了長足的進步，不僅已能應用各種新技術成功地處理高層建筑和深基礎復雜的設計施工難題，從而滿足了工程建設需要，并且更有向世界發達國家急起直追之勢。隨著國民經濟的發展，我國一些城市高層建筑越來越多，建筑物基礎也越建越深，對深基坑的開挖支護技術也提出新的要求。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。高層建筑多采用補償性基礎，有較深的多層地下室，它一方面利用補償原理能有效地利用地基承載力，另一方面亦可充分利用地下空間作為地下停車場、設備層用房等，增加使用面積。這也為利用逆作法提供了條件。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。隨著經濟的發展，高層建筑越來越多，基坑深度越來越大，逆作法施工技術作為一種十分有效的深基坑支護技術必將得到越來越廣泛的應用。
一、逆作法理論概述
逆作法是相對于建筑物施工的常規順序而言的。建筑物施工的常規順序是先開挖基坑，然后從基礎開始，逐層向上施工，基坑開挖所需的支護，屬于施工的措施，與建筑物的地下結構各不相干。而地下室逆作法施工是利用地下室的樓蓋結構、梁、板、柱和外墻結構作為基坑圍護結構和基礎施工的支撐結構，在坑內的水平支撐體系和圍護體系由上而下進行地下室結構的施工，與此同時可進行上部結構的施工。所以其施工順序是自上而下進行，地下結構、基坑支護以及因逆作而帶來的特殊要求，都需要在結構設計中加以解決。實踐證明，逆作法適用于基坑較深，建筑場地狹小，周邊環境對基坑支護結構的水平變形有嚴格限制的情況。
建筑深基坑支護采用逆作法，是地面以下各層地下室自上而下施工，并借助于地下結構自身的能力對基坑產生支護作用，來保證基坑土方開挖，并利用地下各層的鋼筋混凝土樓板的水平剛度和抗壓強度，使各層樓板成為基坑圍護樁墻的水平支撐點，并利用基坑外不同方向的土壓力包括被動土壓力的自相平衡來抵消對坑壁圍護樁墻的不利影響。
與傳統順作施工方法比較，用逆作法施工高層建筑多層地下室或地下結構有下述技術特點：（1）縮短工程施工的總工期；（2）基坑變形小，相鄰建筑物的沉降少；（3）可節省地下室外墻及外墻下工程樁費用；（4）使底板設計趨向合理；（5）可節省支護結構的支撐；（6）可節省土方挖填方費用；（7）簡化基坑的施工工序，有明顯的經濟效益；（8）可節省地下室外墻建筑防水層費用；（9）可最大限度利用城市規劃紅線內地下空間，擴大地下室建筑面積；（10）有利于結構抵抗水平風力和地震作用；（11）施工方案與工程設計密切配合，使逆作施工方案更趨合理。
二、地下結構承載體系技術分析
（一）地下連續墻的設計與施工
逆作法施工中，地下結構是支護結構與主體結構的結合與統一，其設計除按正常結構設計外，還要考慮到逆作施工的要求。作為基坑支護結構的設計，包括支護結構的選型、支護結構的內力及變形計算、截面強度計算等內容。這與對基坑內外體的變形要求，地下水的降水方式，挖土方法及施工要求等有關。基坑工程中，當地下水位較高，且場地周邊不允許降水或基坑安全等級為一、二級時，通常采用地下連續墻作為維護結構。在逆作法施工中，地下連續墻既要作為施工時基坑開挖的臨時支護，承擔水土等荷載產生的水平力，又要兼作地下室的外墻或作為基礎的一部分，承擔施工階段和使用階段的一部分豎向荷載，因此逆作法中底下連續墻的設計和施工是重要的環節。
當采用地下連續墻與主體地下結構外墻相結合時，其設計方法因地下連續墻布置方式即與主體結構的結合方式不同而有差別。地下連續墻作為主體結構的布置方式主要有四種單一墻、分離墻、重合墻和復合墻。兩墻合一的設計與計算需考慮地下連續墻在施工期、竣工期和使用期不同的荷載作用狀況和結構狀態，應同時滿足各種情況下承載能力極限狀態和正常使用極限狀態的設計要求。地下連續墻是通過專用的挖沖槽設備，沿著地下建筑物或構筑物的周邊，按預定的位置，開挖出或沖鉆出具有一定寬度與深度的溝槽，用泥漿護壁，并在槽內設置具有一定剛度的鋼筋籠結構，然后用導管澆灌水下混凝土，分段施工，用特殊方法接頭，使之連成地下連續的鋼筋混凝土墻體。
（二）豎向支撐體系
在逆作法施工中，立柱及立柱樁構成了地下結構的豎向支撐體系。其作用是在逆作法施工期間，在地下室底板未澆注之前與地下連續墻一起承受地下和地上各層的結構自重和施工荷載在地下室底板澆注后，與底板連接成整體，作為地下室結構的一部分將上部結構及承受的荷載傳遞給地基。立柱和立柱樁的位置和數量，要根據地下室的結構布置和制定的施工方案經計算確定，其承受的最大荷載，是地下室已修筑至最下層，而地面上已修筑至規定的最高層數時的荷載。一般地，立柱的平面布置，首先選擇在地下室結構柱的位置上，如現有柱子數量不能滿足承載要求，應再選取地下室縱橫墻交接處、剪力墻暗柱處的適當位置。逆作法中，立柱和立柱樁可采取不同的形式。立柱有時僅作為臨時立柱，在逆作施工過程中起臨時支撐作用，當逆作施工完成后，利用主體結構柱托換臨時立柱有時立柱與主體結構柱相結合，此時，立柱可采用角鋼格構柱、H型鋼柱、鋼管柱或鋼管混凝土柱等。采用角鋼格構柱、H型鋼柱時，通常在基礎底板施工完成后再外包混凝土形成結構柱。立柱樁通常與主體結構工程樁相結合，有時也設置一些臨時立柱樁。豎向支撐體系的設計計算原則：（1）豎向支撐體系的設計和布置，應按照主體工程地下結構的布置，以及gc5.com地下結構施工時地上結構的建設要求和受荷大小等綜合考慮；（2）當臨時立柱和立柱樁結合地下結構柱和工程樁布置時，臨時立柱和立柱樁的軸線定位和承載能力應與主體工程地下結構的柱和工程樁的軸線定位和承載能力相一致；（3）臨時立柱應在結構柱完成并達到設計要求后，方能拆除；（4）地下結構梁板兼作施工用臨時平臺或棧橋時，其臨時立柱與立柱樁設計均應考慮承受施工荷載的作用。
（三）沉降差異控制
在順作施工中，結構墻體、樓板和立柱，是在鋼筋混凝土底板完成后進行施工的，此時，圍護結構在基坑開挖中的變形均已結束，施工是在圍護結構創造好的空間內進行的。而在逆作法施工中，墻體、樓板和柱既是臨時支護結構，又是主體地下結構的一部分，其變形和沉降必須按永久結構的要求來控制。嚴格控制變形和沉降值，尤其是控制地下連續墻與結構柱的不均勻沉降，防止由于不均勻沉降產生對樓板的拉裂。
逆作法施工期間，基坑開挖土體應力釋放，坑內土體回彈，帶動立柱樁上移地下室及上部結構施工后，樁身承擔的向下荷載增加。整個過程中，樁身所承受的荷載包括樁身自重、上部外荷載、正摩阻力、負摩阻力、樁端阻力，這些力共同作用的結果，使樁發生沉降或抬升的變形。上述變形過程是一個復雜的受力過程，為分析方便，可將樁身受力分成兩部分，即不考慮樁身自重及上部外荷載的作用與只考慮樁身自重及上部外荷載的作用，然后運用疊加原理求得基坑開挖對立柱樁豎向位移的影響結果。逆作法是先施工地下室樓板與上部結構，后施工基礎大底板，所以工程樁在施工前期部分受力部分不受力，因此，各根立柱樁gc5.com會有沉降產生，如果各根立柱之間或立柱與地下墻之間有較大的沉降差，已澆筑的樓板與梁系就會產生裂縫，危及正式結構的安全。這些都是值得注意的問題。
立柱樁在上部荷載及基坑開挖土體應力釋放的作用下，發生沉降與抬升，同時立柱樁承載的不均勻，增加了立柱樁間及立柱樁與地下墻之間產生較大沉降差的可能，若差異沉降過大，將影響結構安全。因此，控制整個結構的不均勻沉降是逆作法施工的關鍵技術之一。目前事先精確計算立柱樁在底板封底前的沉降抬升量還有一定困難，完全消除沉降差也是不可能的，但可以通過采取措施，減小沉降差。
（四）節點構造設計
逆作法施工與常規施工方法有較大區別，其施工時是在地下自上而下進行。工作環境與施工條件有很大變化，所以各種地下室的結構節點與常規施工也有較大的變化。逆作法施工由于工作環境與施工條件的變化，各種地下室的結構節點與常規施工也有較大的變化。逆作法施工的結構節點設計，根據工程實踐需滿足下述要求：（1）要求既滿足結構永久受荷gc5.com狀態下的設計要求，又要滿足施工狀態下的受荷要求；（2）節點形式和構造必須在工藝上滿足現有的工藝手段與施工能力；（3）節點構造必須滿足抗滲防水要求，不要因為節點施工降低了抗滲，造成永久性的滲漏；（4）不要影響建筑物的使用功能，如不能占用過大空間等。
三、結語
高層建筑推廣應用逆作法，能夠提高地下工程的安全性，可以大大節約工程造價，縮短施工工期，防止周圍地基出現下沉，是一種很有發展前途和推廣價值的深基坑支護技術。
參考文獻
[1]馮昆榮，曹少偉．逆作法施工的技術特點及要求[J]．重慶建筑，2008，（11）．
[2]徐靜．淺談建筑工程中逆作法施工技術[J]．民營科技，2008，(11)．
湘公網安備43011102000873號
