高层建筑逆作法施工的关键技术概述

高层建筑逆作法施工的关键技术概述
随着国民经济的发展，我国一些城市高层建筑越来越多，建筑物基础也越建越深，对深基坑的开挖支护技术也提出新的要求。

逆作法是施工高层建筑多层地下室和其他多层地下结构的有效方法。

逆作法由于具有缩短工程总工期、节约项目成本、对环境影响小等优点，在高层建筑地下室中应用广泛。

实践证明，利用逆作法施工高层建筑地下结构具有良好的经济效益和社会效益。

1、高层建筑逆作法理论概述
1.1逆作法是相对于建筑物施工的常规顺序而言的。

建筑物施工的常规顺序是先开挖基坑，然后从基础开始，逐层向上施工，基坑开挖所需的支护，属于施工的措施，与建筑物的地下结构各不相干。

而地下室逆作法施工是利用地下室的楼盖结构、梁、板、柱和外墙结构作为基坑围护结构和基础施工的支撑结构，在坑内的水平支撑体系和围护体系由上而下进行地下室结构的施工，与此同时可进行上部结构的施工。

所以其施工顺序是自上而下进行，地下结构、基坑支护以及因逆作而带来的特殊要求，都需要在结构设计中加以解决。

实践证明，逆作法适用于基坑较深，建筑场地狭小，周边环境对基坑支护结构的水平变形有严格限制的情况。

1.2建筑深基坑支护采用逆作法，是地面以下各层地下室自上而下施工，并借助于地下结构自身的能力对基坑产生支护作用，来保证基坑土方开挖，并利用地下各层的钢筋混凝土楼板的水平刚度和抗压强度，使各层楼板成为基坑围护桩墙的水平支撑点，并利用基坑外不同方向的土压力包括被动土压力的自相平衡来抵消对坑壁围护桩墙的不利影响。

1.3与传统顺作施工方法比较，用逆作法施工高层建筑多层地下室或地下结构具有缩短工程施工的总工期；基坑变形小，相邻建筑物的沉降少；可节省地下室外墙及外墙下工程桩费用；使底板设计趋向合理；可节省支护结构的支撑；可节省土方挖填方费用；简化基坑的施工工序，有明显的经济效益；可节省地下室外墙建筑防水层费用等特点。

2、高层建筑深基坑逆作法施工关键技术
2.1中间支承柱的施工
2.1.1支承上部荷载的方式。

采用逆作法施工的工程，首先必须解决的问题是如何支承已完成结构的自重及其附加荷载。

可选用如下方式：大直径工程桩+永久柱承载；钻孔灌注工程桩（或预制桩）+承台+永久柱承载；钻孔灌注工程桩（或预制桩）+承台+临时立柱承载。

2.1.2与立柱桩的连接。

在钢管（混凝土）柱底加焊竖向分布筋和环向筋，在钢管（混凝土）柱的锚固段还均匀地开有四个椭圆孔，以利混凝土流动和加强桩、柱之间的连接。

2.1.3中间支承柱垂直度控制。

永久承受上部荷载，所以支承柱的定位和垂直度必须严格满足要求。

必须要有专门的设备对其进行定位和调垂。

2.2逆作法施工中差异沉降的产生及控制立柱桩之间及立柱桩与地下连续墙围护结构和新建结构的监测间的差异沉降是客观存在的，控制结构的不均匀沉降是逆作法施工的关键技术之一，是关系到基坑工程逆作法施工的成败。

主要的控制措施如下：
2.2.1如在桩身表面涂布沥青或沥青质材料等，这样虽然对桩的承载力有一定影响，但对减小相邻立柱桩的沉降差十分有效；
2.2.2基坑内增设支撑，增加支撑刚度；合理确定地下连续墙的刚度和入土深度，坑内外进行地基土加固等，设计合理的桩径、桩型、桩长，减少开挖的暴露时间；这些都有利于减少坑底隆起，从而减少坑底隆起对立柱桩的抬升影响；
2.2.3桩底注浆、增大樁径及桩长、选定高承载力的桩端持力层等，增大立柱桩的承载力，从而减小立柱桩的沉降及不均匀沉降；
2.2.4使立柱之间形成刚性较大的整体，共同协调不均匀变形。

如在柱间增设临时剪刀撑或尽早形成永久墙体结构等。

2.3土方开挖
2.3.1挖土前检查降水情况是否符合挖土条件，保证施工机械进出场道路通畅和场地排水系统贯通，落实卸土点，作好监测初始记录。

2.3.2挖土时一定要注意控制标高，垫层随挖随浇。

挖土机一定要注意不碰撞地下连续墙、格构柱和降水井管。

2.3.3待底板达到一定强度后，开始从下而上逐层施工筒体剪力墙，待墙体的强度均达到100%后拆除钢立柱。

2.4逆作法中地下室浇筑
2.4.1地下结构浇注。

考虑到逆作法施工自身的特点，地下结构的施工与顺作法有着较大的不同。

2.4.2注意大体积混凝土裂缝控制。

大体积混凝土施工中常见的质量问题是混凝土产生裂缝。

造成裂缝的原因比较复杂，受影响的因素较多：外荷载，温度和膨胀、不均匀沉降等因素而引起的开裂。

首先注意，控制温度、降低温升。

其次，改善约束条件，合理分缝，减轻约束作用，缩小约束范围。

与地基接触面上设置适宜的材料为滑动层。

将垫层表面压实、抹光，并将桩周围的混凝土垫层凿去后充砂，以减小约束，上海金桥大厦主楼基础工程采用此法。

再次，配置抗裂钢筋在结构的表层，应选配间距小，直径细的钢筋达到抗裂目的。

此外，结构薄弱部位进行加强。

最后，加强混凝土的保温。

2.5施工测量与监测（1）施工测量技术。

主要包括三个方面：中间支撑桩的测量控制、建筑物轴线的竖向投测及楼层标高控制测量。

中间支撑桩的施工是逆作法的第二步聚，即将钢格构逆作施工监测
3、高层建筑逆作法施工建议
逆作法的施工工艺在具体工程应用上仍有差异，在技术上还需不断进步和发展。

还有许多课题尚待解决，要大力推广和发展。

3.1加强对结构受力机理与沉降分析的进一步研究：逆作法施工时有一定插入深度的地下连续墙，应该加强这部分地下连续墙与基底桩土承受垂直荷载的比例的计算和分析确定；在结构已逐步形成刚性箱体的情况下，应该能够精确计算受力与变形。

3.2加强对设计与施工一体化的研究：逆作法工程应加强设计与施工的合作，在保证结构原设计功能受力状况下，允许施工单位按逆作法工艺重新对地下室结构进行优化。

3.3加强逆作法施工组织技术研究：引进智能化管理化系统，实现动态管理监测施工，和避免不必要的损失、浪费，改变过去施工粗放的管理模式，实现集约化管理。

3.4加强逆作法施工中节点处理研究：节点是地下结构的关键部位，它关系到结构体系能否协调工作，能否调节桩与墙的沉降，并确保地下室功能得以实现。

对节点的处理是施工的关键。

3.5加强发展逆作法设计与施工一体化研究：就应该实现设计施工进一步一体化，确实加强设计与施工单位密切联系，首先若施工企业中标，即与设计单位联系，进一步了解设计意图及工程要求，根据设计意图现场工况条件提出逆作法施工方案，并向设计单位投交该方案，并就可能出现的各种结构工况，协助设计单位完善图纸设计，积极参与设计深化工作；其次，加大在有条件的地方进行逆作法施工的工程上实施该项技术。

4、结语
高层建筑推广应用逆作法，能够提高地下工程的安全性，可以大大节约工程造价，缩短施工工期，防止周围地基出现下沉，是一种很有发展前途和推广价值的深基坑支护技术。

参考文献
[1]郝红云.逆作法在深基坑工程中的应用实例[J].科技创新导报，2008
[2]徐静.浅谈建筑工程中逆作法施工技术[J].民营科技，2008。