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摘要：作为近年来兴起的一项基坑支护技术，逆作法是目前高层建筑工程和多层地下室结构施工中的主要施工措施和方法。逆作法施工工艺在国外被广泛的应用，并且已经取得了良好的效果。本文首先详细阐述了高层建筑地基逆作法施工要点，基于此，结合相关工程施工实例，深入探讨了逆作法在高层建筑地基施工中的应用。
关键词：逆作法、高层建筑、地基施工
中图分类号：[TU208.3] 文献标识码：A 文章编号：
一、前言
随着城市的发展，建筑密度日益增加，人们越来越关注空间的利用。合理开发和利用空间，除了向高空发展外，还可以往地下空间发展。对于高层建筑需要深度大的地下结构，传统施工方法存在一些问题。“逆作法”在高层建筑的施工中效果显著。
二、逆作法施工概述
逆作法施工就是对深度较大的地下结构，利用先施工完成的地下连续墙作为深基坑开挖时的围护墙，利用地下结构各层的柱、墙等作为围护墙的支撑体系，由地面起分层向下施工直至底板完成，在地面结构完成之后向上逐层施工上部结构。地下连续墙和中间支撑柱既是基坑开挖时的支护体系，又是工程结构的永久性组成部分。如图1，为逆作法施工程序示意图。
图1逆作法施工程序示意图
三、高层建筑地基逆作法施工要点
1、通风、照明和用电的要求
在几乎封闭的地下室施工通风相当重要。首先应在上层楼板适当位置留孔洞，在一些孔洞處安置抽风机向外排气，其次应安装大功率鼓风机向地下施工操作面送风，形成空气流通，保证施工作业面的通风条件，工人应配戴防护罩防止尘埃吸入；地下施工所需的动力和照明线路应设置专用的防水线路，埋设在楼板、梁、柱等结构中。照明灯具的布置应满足施工需要，还要设置一个应急照明系统。
2、挖土顺序组织
在楼面结构封闭的情况下进行地下挖土，挖土难度较大，挖土不仅是影响工期的重要因素，也是土体变形的主要原因，更是保证施工安全的关键。所以，预先部署好挖土流程及运输车路线，由信息化施工统一控制挖土位置和速度，提高挖土效率。施工经验是：先从两端的取土口直接用取土设备挖出工作面，然后由人力从挖土工作面向基坑中间开挖；挖出的土方用手拉车运至取土口，然后由取土设备车外运。
3、地下连续墙施工
地下连续墙是沿着地下建筑物周边，按预定的位置开挖出出具有一定宽度与深度的沟槽，用泥浆护壁，并在槽内设置具有一定刚度的钢筋笼，用导管浇灌混凝土，用特殊方法连成地下连续的钢筋混凝土墙体；地下连续墙的变形将引起基坑周围地面沉降，其沉降值控制应以保证相邻建筑物等不受损害、不影响其安全使用为原则。
4、降低地下水
逆作法施工的地下室一般都较深，在较多地区施工普遍采用深井泵降低地下水位； 降水时，一定要在坑内水位降至各工况挖土面以下1 m之后，方可进行挖土。
5、相关节点的施工
地下连续墙施工时应在楼板连接的部位预埋螺纹套筒，绑扎楼板钢筋时陆出预埋螺纹套筒端部，将其与楼板钢筋连接。楼板位置的连续墙还需要凿入6cm左右，以保证混凝土的紧密结合；在施工中间支承柱时，就应在柱梁节点相应的楼板标高处预理钢板或锚筋节点，待开挖暴露出节点后，焊接上各类锚固钢筋，绑扎或连接梁的钢筋、挠捣泥凝土，使楼板结构与中间支承柱连接可靠、安全；复合柱、墙与梁的节点是当模板垫层完成后，先定位柱、墙的竖向主筋位置，然后将主筋穿透垫层并插入土中，待地下室底板完成后，再由下而上施工复合柱、墙。
6、立柱桩沉降差控制
立柱桩在承受上部荷载及基坑开挖土体应力释放的作用下，发生沉降与抬升，同时立柱桩承载的不均匀，造成立柱桩间及立柱桩与地下墙之间产生沉降差异，若差异沉降过大将影响结构安全；
控制方法：估算立柱桩及地下连续墙沉降值，协调基坑开挖与桩上的荷载，使立柱与地下连续墙沉降差满足设计要求；增大立柱桩的承载力来减小沉降；使立柱桩与地下连续墙处在相同的持力层上；增加边桩以代替地下连续墙承载；使立柱之间及立柱与地下连续墙之间形成刚性整体，共同协调不均匀变形。
7、结构沉降的控制
基坑开挖应力释放引起桩向上的位移量是由桩身弹性伸长及桩端土体隆胀两部分组成，桩随桩端土体隆胀的上升量，可采用关于坑底隆起回弹计算公式计算得到，桩身弹性伸长则可由应力应变关系求得；对地下墙及立柱桩的垂直与水平变形、地下水位、挖土工况条件等要进行全面监测，当出现相邻柱间沉降差超过警报值，应停止上部结构施工，局部放慢，个别地方可采取注浆等加固等措施。
三、逆作法在高层建筑地基施工中的应用
1、工程概况
某商业大厦，建筑面积约8600㎡，工程为4层深地下室，均为地下停车场，上部结构为一幢35层高座落在裙房上的商用综合大楼，商用综合大楼平面大小约为42m×40m。裙楼平面大小约为90m×45m，高度为22m。商用综合大楼大厦主楼高度为194.30m，从裙楼屋面至办公综合大楼屋面的高度为172.30m；基坑开挖深度为27.50m。
2、逆作法施工要点分析如下：
（1）降水设计施工
①工艺流程
准备工作→钻机进场→定位→开孔→下护口管→冲孔换浆→下并管→返水填砾→止水止浆→洗井→下泵试抽→合理安排排水管路、电缆电路→试验→正式抽水→记录。
②技术措施
准备工作：首先要在进场施工前组建项目经理部，确保材料和人员得以落实，科学安排人财物，保持与甲方及监理的密切协作。
材料到位：进料由专人负责，核定由工程师负责，严把井壁管、4#填砾、过滤管(外包尼龙网)、粘土等材料质量关。
进出场、定位、埋设护孔管：钻机进场。基础平稳、牢固、水平，磨盘中心、孔中心、大钩应成一垂线。埋设护孔管必须垂直，并打入原状土层中10-20cm，用粘土进行外围填实，在砂料、井管到位后方可开工，孔斜不得高于l%。
钻进清孔：钻进中泥浆比重维持在1.05～1.1，钻进过程要记录地层各层情况，明确降水含水层的确切层位和岩性。每钻进一根钻杆要进行一次重复扫孔，再接新钻杆，终孔后要清孔彻底，直至返回泥浆内没有泥块位置，提钻要在返出的泥浆含砂量满足要求的基础上进行。
吊下井管：根据设计井深事先将井管排列、组合，下管时根据标高严格控制所有深井的底部，还要确保井口标高一致。井管要确保平稳入孔、焊接垂直，完整无隙，保证焊接强度，防止脱落，为确保并管不靠在并壁上以及一定的填砾厚度，在管上增添两组扶正器，确保环状填砾间隙厚度维持在140mm以下，要刷洗干净过滤器，确保过滤器缝隙均匀。准确下管到位。自然落下，稍转动落到位。禁止强力压下，以防止过滤结构损坏。井管到位后下钻杆稀释泥浆到1.05左右，钻杆与井管的环状间隙要进行补心密封，确保泥浆通过过滤器经井管与孔壁的环状间隙返回地面，进行稀释泥浆时要逐步缓慢。
填砾：稀释泥浆比重在1.05时关小泵量填砾。设计钻孔直径560mm，井管直径273mm，填砾厚度140mm。按各井填砾要求进行填砾。
止水：为了防止上部土层中的水沿砾料进入减压并内，在减压井填砾顶部填5m厚的粘土球，再用粘土填实，一直填到地面，方可开始活塞洗井。
联合洗井：应采取活塞联合空压机洗井方法进行洗井，活塞洗井必须要将水拉出井口，产生井喷状，确保洗井至水清，含砂量满足凿井验收标准，井损失要低于3m，保证洗井质量。
下泵试抽：安装泵体要稳。泵轴垂直，在各井中分别安装一根回流管，闸阀两个，一根铡水管。50m深井下泵深度在48m左右，28m深井在26m左右，连接好排水管及电源线路进行试抽水，对井内水位及观测孔水位变化进行测量，对流量加以估计。在恢复水位后积极开展抽水试验。
（2）节点设计施工
①柱与梁板节点
出于对该工程采取一柱一桩和一柱双桩施工的考虑，所以在施工柱之前，要先把格构柱施工到设计标高，在完成挖土后，在格构柱顶部设置封头板，并进行锚筋加设，随后柱、梁施工，同时进行底层梁、板施工，施工过程中在柱位置预留柱插筋和混凝土浇捣孔。
地下一层以下各层挖土流程类似于自行车夹层，在完成全部土体施工后，开始大底板施工，并在柱位置预留插筋，在大底板能够上人时，方能开始地下三层柱的施工。而且由地下三层逐层向上进行筒体剪力墙施工。在竖向剪力墙以及柱满足设计强度要求后，割除格构柱。
②地下连续墙与板、梁连接节点
因为桩基持力层不同于地下连续墙持力层，在进行施工时，结构所受荷载也会有所不同，在进行逆作法施工时将会形成差异沉降。所以，除了根据设计图绑扎的钢筋，全部地下墙与梁板的节点处，与一柱一桩的柱梁节点处，都增设了一定数量的抗不均匀沉降所形成的附加弯距筋，确保地墙和结构及各个节点成为牢固可靠的整体，共同受力，防止裂缝的产生。
四、结语
出于逆作法施工与传统的施工方法有着本质的区别的考虑，在施工中要遵循逆作法施工的要求，严格逆作法的施工工序，对支撑柱、土方开挖、梁柱节点，墙、柱、防水下翻以及预留等显著带有逆作法特点的重要工序及关键节点的施工和处理，方案一定要科学合理，处理妥善，从而突破施工的条件限制、节约工期、取得较高的经济和社会效益。
参考文献：
［1］ 曹少卫：《高层建筑逆作法施工技术研究》，西南交通大学， 2007年
［2］ 张海波：《浅谈逆作法现场建筑施工技术》，《民营科技》， 2011年05期
［3］ 杨子渊：《逆作法施工技术的施工要点及经济效益分析》，《黑龙江科技信息》， 2008年20期
［4］ 张小燕：《建筑施工中逆作法施工原理及效益分析》，《科技创新与应用》， 2012年25期
关键词：逆作法、高层建筑、地基施工
中图分类号：[TU208.3] 文献标识码：A 文章编号：
一、前言
随着城市的发展，建筑密度日益增加，人们越来越关注空间的利用。合理开发和利用空间，除了向高空发展外，还可以往地下空间发展。对于高层建筑需要深度大的地下结构，传统施工方法存在一些问题。“逆作法”在高层建筑的施工中效果显著。
二、逆作法施工概述
逆作法施工就是对深度较大的地下结构，利用先施工完成的地下连续墙作为深基坑开挖时的围护墙，利用地下结构各层的柱、墙等作为围护墙的支撑体系，由地面起分层向下施工直至底板完成，在地面结构完成之后向上逐层施工上部结构。地下连续墙和中间支撑柱既是基坑开挖时的支护体系，又是工程结构的永久性组成部分。如图1，为逆作法施工程序示意图。
图1逆作法施工程序示意图
三、高层建筑地基逆作法施工要点
1、通风、照明和用电的要求
在几乎封闭的地下室施工通风相当重要。首先应在上层楼板适当位置留孔洞，在一些孔洞處安置抽风机向外排气，其次应安装大功率鼓风机向地下施工操作面送风，形成空气流通，保证施工作业面的通风条件，工人应配戴防护罩防止尘埃吸入；地下施工所需的动力和照明线路应设置专用的防水线路，埋设在楼板、梁、柱等结构中。照明灯具的布置应满足施工需要，还要设置一个应急照明系统。
2、挖土顺序组织
在楼面结构封闭的情况下进行地下挖土，挖土难度较大，挖土不仅是影响工期的重要因素，也是土体变形的主要原因，更是保证施工安全的关键。所以，预先部署好挖土流程及运输车路线，由信息化施工统一控制挖土位置和速度，提高挖土效率。施工经验是：先从两端的取土口直接用取土设备挖出工作面，然后由人力从挖土工作面向基坑中间开挖；挖出的土方用手拉车运至取土口，然后由取土设备车外运。
3、地下连续墙施工
地下连续墙是沿着地下建筑物周边，按预定的位置开挖出出具有一定宽度与深度的沟槽，用泥浆护壁，并在槽内设置具有一定刚度的钢筋笼，用导管浇灌混凝土，用特殊方法连成地下连续的钢筋混凝土墙体；地下连续墙的变形将引起基坑周围地面沉降，其沉降值控制应以保证相邻建筑物等不受损害、不影响其安全使用为原则。
4、降低地下水
逆作法施工的地下室一般都较深，在较多地区施工普遍采用深井泵降低地下水位； 降水时，一定要在坑内水位降至各工况挖土面以下1 m之后，方可进行挖土。
5、相关节点的施工
地下连续墙施工时应在楼板连接的部位预埋螺纹套筒，绑扎楼板钢筋时陆出预埋螺纹套筒端部，将其与楼板钢筋连接。楼板位置的连续墙还需要凿入6cm左右，以保证混凝土的紧密结合；在施工中间支承柱时，就应在柱梁节点相应的楼板标高处预理钢板或锚筋节点，待开挖暴露出节点后，焊接上各类锚固钢筋，绑扎或连接梁的钢筋、挠捣泥凝土，使楼板结构与中间支承柱连接可靠、安全；复合柱、墙与梁的节点是当模板垫层完成后，先定位柱、墙的竖向主筋位置，然后将主筋穿透垫层并插入土中，待地下室底板完成后，再由下而上施工复合柱、墙。
6、立柱桩沉降差控制
立柱桩在承受上部荷载及基坑开挖土体应力释放的作用下，发生沉降与抬升，同时立柱桩承载的不均匀，造成立柱桩间及立柱桩与地下墙之间产生沉降差异，若差异沉降过大将影响结构安全；
控制方法：估算立柱桩及地下连续墙沉降值，协调基坑开挖与桩上的荷载，使立柱与地下连续墙沉降差满足设计要求；增大立柱桩的承载力来减小沉降；使立柱桩与地下连续墙处在相同的持力层上；增加边桩以代替地下连续墙承载；使立柱之间及立柱与地下连续墙之间形成刚性整体，共同协调不均匀变形。
7、结构沉降的控制
基坑开挖应力释放引起桩向上的位移量是由桩身弹性伸长及桩端土体隆胀两部分组成，桩随桩端土体隆胀的上升量，可采用关于坑底隆起回弹计算公式计算得到，桩身弹性伸长则可由应力应变关系求得；对地下墙及立柱桩的垂直与水平变形、地下水位、挖土工况条件等要进行全面监测，当出现相邻柱间沉降差超过警报值，应停止上部结构施工，局部放慢，个别地方可采取注浆等加固等措施。
三、逆作法在高层建筑地基施工中的应用
1、工程概况
某商业大厦，建筑面积约8600㎡，工程为4层深地下室，均为地下停车场，上部结构为一幢35层高座落在裙房上的商用综合大楼，商用综合大楼平面大小约为42m×40m。裙楼平面大小约为90m×45m，高度为22m。商用综合大楼大厦主楼高度为194.30m，从裙楼屋面至办公综合大楼屋面的高度为172.30m；基坑开挖深度为27.50m。
2、逆作法施工要点分析如下：
（1）降水设计施工
①工艺流程
准备工作→钻机进场→定位→开孔→下护口管→冲孔换浆→下并管→返水填砾→止水止浆→洗井→下泵试抽→合理安排排水管路、电缆电路→试验→正式抽水→记录。
②技术措施
准备工作：首先要在进场施工前组建项目经理部，确保材料和人员得以落实，科学安排人财物，保持与甲方及监理的密切协作。
材料到位：进料由专人负责，核定由工程师负责，严把井壁管、4#填砾、过滤管(外包尼龙网)、粘土等材料质量关。
进出场、定位、埋设护孔管：钻机进场。基础平稳、牢固、水平，磨盘中心、孔中心、大钩应成一垂线。埋设护孔管必须垂直，并打入原状土层中10-20cm，用粘土进行外围填实，在砂料、井管到位后方可开工，孔斜不得高于l%。
钻进清孔：钻进中泥浆比重维持在1.05～1.1，钻进过程要记录地层各层情况，明确降水含水层的确切层位和岩性。每钻进一根钻杆要进行一次重复扫孔，再接新钻杆，终孔后要清孔彻底，直至返回泥浆内没有泥块位置，提钻要在返出的泥浆含砂量满足要求的基础上进行。
吊下井管：根据设计井深事先将井管排列、组合，下管时根据标高严格控制所有深井的底部，还要确保井口标高一致。井管要确保平稳入孔、焊接垂直，完整无隙，保证焊接强度，防止脱落，为确保并管不靠在并壁上以及一定的填砾厚度，在管上增添两组扶正器，确保环状填砾间隙厚度维持在140mm以下，要刷洗干净过滤器，确保过滤器缝隙均匀。准确下管到位。自然落下，稍转动落到位。禁止强力压下，以防止过滤结构损坏。井管到位后下钻杆稀释泥浆到1.05左右，钻杆与井管的环状间隙要进行补心密封，确保泥浆通过过滤器经井管与孔壁的环状间隙返回地面，进行稀释泥浆时要逐步缓慢。
填砾：稀释泥浆比重在1.05时关小泵量填砾。设计钻孔直径560mm，井管直径273mm，填砾厚度140mm。按各井填砾要求进行填砾。
止水：为了防止上部土层中的水沿砾料进入减压并内，在减压井填砾顶部填5m厚的粘土球，再用粘土填实，一直填到地面，方可开始活塞洗井。
联合洗井：应采取活塞联合空压机洗井方法进行洗井，活塞洗井必须要将水拉出井口，产生井喷状，确保洗井至水清，含砂量满足凿井验收标准，井损失要低于3m，保证洗井质量。
下泵试抽：安装泵体要稳。泵轴垂直，在各井中分别安装一根回流管，闸阀两个，一根铡水管。50m深井下泵深度在48m左右，28m深井在26m左右，连接好排水管及电源线路进行试抽水，对井内水位及观测孔水位变化进行测量，对流量加以估计。在恢复水位后积极开展抽水试验。
（2）节点设计施工
①柱与梁板节点
出于对该工程采取一柱一桩和一柱双桩施工的考虑，所以在施工柱之前，要先把格构柱施工到设计标高，在完成挖土后，在格构柱顶部设置封头板，并进行锚筋加设，随后柱、梁施工，同时进行底层梁、板施工，施工过程中在柱位置预留柱插筋和混凝土浇捣孔。
地下一层以下各层挖土流程类似于自行车夹层，在完成全部土体施工后，开始大底板施工，并在柱位置预留插筋，在大底板能够上人时，方能开始地下三层柱的施工。而且由地下三层逐层向上进行筒体剪力墙施工。在竖向剪力墙以及柱满足设计强度要求后，割除格构柱。
②地下连续墙与板、梁连接节点
因为桩基持力层不同于地下连续墙持力层，在进行施工时，结构所受荷载也会有所不同，在进行逆作法施工时将会形成差异沉降。所以，除了根据设计图绑扎的钢筋，全部地下墙与梁板的节点处，与一柱一桩的柱梁节点处，都增设了一定数量的抗不均匀沉降所形成的附加弯距筋，确保地墙和结构及各个节点成为牢固可靠的整体，共同受力，防止裂缝的产生。
四、结语
出于逆作法施工与传统的施工方法有着本质的区别的考虑，在施工中要遵循逆作法施工的要求，严格逆作法的施工工序，对支撑柱、土方开挖、梁柱节点，墙、柱、防水下翻以及预留等显著带有逆作法特点的重要工序及关键节点的施工和处理，方案一定要科学合理，处理妥善，从而突破施工的条件限制、节约工期、取得较高的经济和社会效益。
参考文献：
［1］ 曹少卫：《高层建筑逆作法施工技术研究》，西南交通大学， 2007年
［2］ 张海波：《浅谈逆作法现场建筑施工技术》，《民营科技》， 2011年05期
［3］ 杨子渊：《逆作法施工技术的施工要点及经济效益分析》，《黑龙江科技信息》， 2008年20期
［4］ 张小燕：《建筑施工中逆作法施工原理及效益分析》，《科技创新与应用》， 2012年25期