地下建筑施工的問題和建議

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一、引言

　　建筑物向空間多層與高層方向發(fā)展已成為當(dāng)今城市建設(shè)取得綜合經(jīng)濟(jì)效益的主要指標(biāo)之一;同時(shí)，為了最大程度地開發(fā)利用城市地下空間，許多新建以及在建工程的基坑面積和開挖深度越來越大，地下建筑面積超過數(shù)萬平方米并且?guī)в袔讓拥叵率业墓こ桃苍絹碓狡毡?，深基坑工程呈現(xiàn)出了面積大、開挖深、工期緊、周邊環(huán)境復(fù)雜等的特點(diǎn)。然而，很多時(shí)候卻存在施工場地狹小、建筑物密集、地質(zhì)條件復(fù)雜、城市地下管線縱橫交錯(cuò)等問題。解決工程的地下施工成了一個(gè)很重要的問題。

　　二、傳統(tǒng)地下施工方法概述

　　（一）傳統(tǒng)地下施工法。進(jìn)行地下建筑施工的時(shí)候需要先挖出相應(yīng)的空間，接下來才能進(jìn)行襯砌，開挖空間的施工方法也不全雷同，主要考慮工程的場地、環(huán)境、地質(zhì)等條件的影響。

　　地質(zhì)、地形、環(huán)境條件及埋置深度是制約采用施工方法的主要因素，特別是埋置深度的影響較大。傳統(tǒng)的施工在建筑物密集地區(qū)多采用支護(hù)結(jié)構(gòu)，利用合適的支護(hù)結(jié)構(gòu)圍護(hù)基坑后垂直開挖，待基坑向下挖土至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，澆筑鋼筋硅底板，然后再由下而上逐層施工地下結(jié)構(gòu)，最后再進(jìn)行地上結(jié)構(gòu)的施工。

　?。ǘ﹤鹘y(tǒng)施工法存在問題。然而，對于深度大的地下結(jié)構(gòu)，用上述傳統(tǒng)施工方法進(jìn)行施工，存在一系列的問題。首先是建筑物密集地區(qū)深度大的地下室需要設(shè)置強(qiáng)大的支護(hù)結(jié)構(gòu)，強(qiáng)調(diào)保護(hù)周圍環(huán)境的重要性，對支護(hù)結(jié)構(gòu)多為變形控制，需用大量大直徑的灌注樁或地下連續(xù)墻，需設(shè)多層支撐或土層錨桿，導(dǎo)致費(fèi)用升高;第二是施工灌注樁和地下連續(xù)墻都需要一定的工期，隨著挖土的加深尚需逐層加設(shè)支撐，而養(yǎng)護(hù)也需較長時(shí)間，再加上拆撐和換撐更是施工工期延長;第三是雖然選用了截面較大的圍護(hù)墻和支撐，但其剛度相對于地下結(jié)構(gòu)本身的結(jié)構(gòu)尚小很多，都會有一定的變形，影響周圍的環(huán)境。

　　三、逆作法施工

　　逆作法的工作過程不同于傳統(tǒng)施工法，它是先沿建筑物地下結(jié)構(gòu)或周圍施工地下連續(xù)墻，同時(shí)在建筑物內(nèi)部的有關(guān)位置澆筑或打下中間支撐柱，作為施工期間于地下結(jié)構(gòu)底板封底之前，承受上部結(jié)構(gòu)自重和施工荷載的支撐，然后挖土至地下結(jié)構(gòu)一層頂板底標(biāo)高或地下結(jié)構(gòu)二層頂板定標(biāo)高，澆筑地下一層頂板，作為地下連續(xù)墻剛度很大的水平支撐，隨后按上述方法逐層向下挖土和澆筑地下室各層的頂板，同時(shí)各層結(jié)構(gòu)中的中柱或隔墻也逐層向下施工，直至地下結(jié)構(gòu)底板封底，完成地下結(jié)構(gòu)的施工。

　　（一）逆作法的優(yōu)勢。逆作法適用于建筑場地狹小，基坑較深，同時(shí)周邊環(huán)境對基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的水平變形有嚴(yán)格要求的情況。逆作法施工在工程實(shí)踐中有全逆作法、半逆作法、部分逆作法等幾種形式。其中全逆作法施工又是應(yīng)用最多和最好的。

　　逆作法施工地下建筑相比傳統(tǒng)施工法主要有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

　　1．縮短工程施工的總工期：一般情況下只有地下一層占絕對工期，其他各層地下室可與地上結(jié)構(gòu)同時(shí)施工，可以縮短工程的總工期。

　　2．對周圍環(huán)境影響?。河捎诘叵率医Y(jié)構(gòu)與臨時(shí)支撐相比剛度大得多，所以地下連續(xù)墻在側(cè)壓力作用下的變形就小得多。此外，澆筑后的底板成為多跨連續(xù)板結(jié)構(gòu)，使底板的隆起也減少。

　　3．使底板設(shè)計(jì)趨向合理：在施工時(shí)底板的支點(diǎn)增多，跨度減小，較易滿足抗浮要求，甚至可減少底板配筋，使底板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)趨向合理。

　　4．有利于結(jié)構(gòu)抵抗水平風(fēng)力和地震作用：采用逆作法施工時(shí)，地下連續(xù)墻與地下原狀土體粘結(jié)一起，地下連續(xù)墻與土體之間粘結(jié)力和摩擦力不僅可來承受垂直荷載，還可承受水平風(fēng)力和地震作用。

　?。ǘ┠孀鞣ù嬖趩栴}。逆作法由于其工作過程和環(huán)境的問題，導(dǎo)致主要存在以下一些不足:

　　1．挖土問題：第一步土方明開挖后，零層板施工，隨后土方開挖均在封閉狀態(tài)下進(jìn)行。在沒有小型挖土設(shè)備的情況下，只能采用人工挖土，挖土效率不高。

　　2．梁柱節(jié)點(diǎn)，墻梁節(jié)點(diǎn)和墻板連接部位增加一些麻煩：如在這些部位提前預(yù)留預(yù)埋，留的不準(zhǔn)確還要剔鑿，增加許多焊接工作量，工效也要降低。但只要施工質(zhì)量把好關(guān)，施工誤差控制在允許范圍之內(nèi)，能按照預(yù)先制定的措施順利實(shí)施，這些問題是不難解決的，增加的施工費(fèi)用也不會太多。

　　3．施工材料運(yùn)輸問題：由于采用了封閉式逆作法施工，向下施工的各層樓板必須留有施工洞口，以使土方外運(yùn)及材料運(yùn)進(jìn)，那么洞口留幾個(gè)?留在什么位置?留的洞口周圍結(jié)構(gòu)有無影響?如何處理?都需要認(rèn)真解決。

　　4．逆作法設(shè)計(jì)和施工的配合問題：設(shè)計(jì)單位不直接參與逆作法施工過程的結(jié)構(gòu)受力分析和設(shè)計(jì)，只能依靠施工單位自身的力量進(jìn)行研究分析，而施工單位由于人員配備的局限性，往往沒有強(qiáng)大的結(jié)構(gòu)分析設(shè)計(jì)隊(duì)伍，因此在進(jìn)行逆作法的分析和設(shè)計(jì)時(shí)只能半經(jīng)驗(yàn)半理論，沒有正規(guī)的理論設(shè)計(jì)依據(jù):同時(shí)設(shè)計(jì)單位也不參與工程的施工組織設(shè)計(jì)，因此設(shè)計(jì)單位和施工單位常常因?yàn)樵O(shè)計(jì)思路和施工進(jìn)程發(fā)生矛盾。

　　四、逆作法施工建議

　　逆作法的施工工藝在具體工程應(yīng)用上仍有差異，在技術(shù)上還需不斷進(jìn)步和發(fā)展。還有許多課題尚待解決，要大力推廣和發(fā)展。

　?。ㄒ唬┘訌?qiáng)對結(jié)構(gòu)受力機(jī)理與沉降分析的進(jìn)一步研究：逆作法施工時(shí)有一定插入深度的地下連續(xù)墻，應(yīng)該加強(qiáng)這部分地下連續(xù)墻與基底樁土承受垂直荷載的比例的計(jì)算和分析確定；在結(jié)構(gòu)已逐步形成剛性箱體的情況下，應(yīng)該能夠精確計(jì)算受力與變形。

　?。ǘ┘訌?qiáng)對設(shè)計(jì)與施工一體化的研究：逆作法工程應(yīng)加強(qiáng)設(shè)計(jì)與施工的合作，在保證結(jié)構(gòu)原設(shè)計(jì)功能受力狀況下，允許施工單位按逆作法工藝重新對地下室結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。

　?。ㄈ┘訌?qiáng)逆作法施工組織技術(shù)研究：引進(jìn)智能化管理化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)動態(tài)管理監(jiān)測施工，和避免不必要的損失、浪費(fèi)，改變過去施工粗放的管理模式，實(shí)現(xiàn)集約化管理。

　?。ㄋ模┘訌?qiáng)逆作法施工中節(jié)點(diǎn)處理研究：節(jié)點(diǎn)是地下結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位，它關(guān)系到結(jié)構(gòu)體系能否協(xié)調(diào)工作，能否調(diào)節(jié)樁與墻的沉降，并確保地下室功能得以實(shí)現(xiàn)。對節(jié)點(diǎn)的處理是施工的關(guān)鍵。

　　五、總結(jié)

　　逆作法施工技術(shù)是一項(xiàng)全新的施工工藝，其節(jié)約施工場地、加快施工進(jìn)度、降低工程成本，并且該技術(shù)對基坑以外的周邊環(huán)境影響甚小。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及和發(fā)展，新的機(jī)械設(shè)備和儀器的廣泛應(yīng)用于工程項(xiàng)目上，施工能力和精度及施工組織協(xié)調(diào)能力大大提高，保證了逆作法施工技術(shù)日益走向成熟并得以大力推廣。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]趙錫宏.大型超深基坑工程實(shí)踐與理論.人民交通出版社，2005.1.

　　[2]林鳴.深基坑工程信息化施工技術(shù).建筑工業(yè)出版社，2006.