逆作法施工在地下建筑施工中的應用

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建筑物向空間多層與高層方向發(fā)展已成為當今城市建設(shè)取得綜合經(jīng)濟效益的主要指標之一； 同時，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)境復雜等的特點。然而，很多時候卻存在施工場地狹小、建筑物密集、地質(zhì)條件復雜、城市地下管線縱橫交錯等問題。解決工程的地下施工成了一個很重要的問題。

      　　一、傳統(tǒng)地下施工方法概述       　　1、傳統(tǒng)地下施工法。進行地下建筑施工的時候需要先挖出相應的空間，接下來才能進行襯砌，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)多采用支護結(jié)構(gòu)，利用合適的支護結(jié)構(gòu)圍護基坑后垂直開挖，待基坑向下挖土至設(shè)計標高后，澆筑鋼筋硅底板，然后再由下而上逐層施工地下結(jié)構(gòu)，最后再進行地上結(jié)構(gòu)的施工。       　　2、傳統(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)置強大的支護結(jié)構(gòu)，強調(diào)保護周圍環(huán)境的重要性，對支護結(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，導致費用升高；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)護也需較長時間，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。       　　二、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)一層頂板底標高或地下結(jié)構(gòu)二層頂板定標高，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。       　　1、逆作法的優(yōu)勢。逆作法適用于建筑場地狹小，基坑較深，同時周邊環(huán)境對基坑支護結(jié)構(gòu)的水平變形有嚴格要求的情況。逆作法施工在工程實踐中有全逆作法、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優(yōu)點：       　　（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)同時施工，可以縮短工程的總工期。       　?。?）對周圍環(huán)境影響?。河捎诘叵率医Y(jié)構(gòu)與臨時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。       　?。?）使底板設(shè)計趨向合理：在施工時底板的支點增多，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)計趨向合理。       　?。?）有利于結(jié)構(gòu)抵抗水平風力和地震作用：采用逆作法施工時，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，還可承受水平風力和地震作用。       　　2、逆作法存在問題。逆作法由于其工作過程和環(huán)境的問題，導致主要存在以下一些不足：       　?。?）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。       　?。?）梁柱節(jié)點，墻梁節(jié)點和墻板連接部位增加一些麻煩：如在這些部位提前預留預埋，留的不準確還要剔鑿，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)，能按照預先制定的措施順利實施，這些問題是不難解決的，增加的施工費用也不會太多。       　　（3）施工材料運輸問題：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，以使土方外運及材料運進，那么洞口留幾個•留在什么位置•留的洞口周圍結(jié)構(gòu)有無影響•如何處理•都需要認真解決。       　?。?）逆作法設(shè)計和施工的配合問題：設(shè)計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，只能依靠施工單位自身的力量進行研究分析，而施工單位由于人員配備的局限性，往往沒有強大的結(jié)構(gòu)分析設(shè)計隊伍，因此在進行逆作法的分析和設(shè)計時只能半經(jīng)驗半理論，沒有正規(guī)的理論設(shè)計依據(jù)：同時設(shè)計單位也不參與工程的施工組織設(shè)計，因此設(shè)計單位和施工單位常常因為設(shè)計思路和施工進程發(fā)生矛盾。       　　三、逆作法施工建議       　　逆作法的施工工藝在具體工程應用上仍有差異，在技術(shù)上還需不斷進步和發(fā)展。還有許多課題尚待解決，要大力推廣和發(fā)展。       　　1、加強對結(jié)構(gòu)受力機理與沉降分析的進一步研究：逆作法施工時有一定插入深度的地下連續(xù)墻，應該加強這部分地下連續(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，應該能夠精確計算受力與變形。       　　2、加強對設(shè)計與施工一體化的研究：逆作法工程應加強設(shè)計與施工的合作，在保證結(jié)構(gòu)原設(shè)計功能受力狀況下，允許施工單位按逆作法工藝重新對地下室結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化。       　　3、加強逆作法施工組織技術(shù)研究：引進智能化管理化系統(tǒng)，實現(xiàn)動態(tài)管理監(jiān)測施工，和避免不必要的損失、浪費，改變過去施工粗放的管理模式，實現(xiàn)集約化管理。       　　4、加強逆作法施工中節(jié)點處理研究：節(jié)點是地下結(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現(xiàn)。對節(jié)點的處理是施工的關(guān)鍵。       　　結(jié)語       　　逆作法施工技術(shù)是一項全新的施工工藝，其節(jié)約施工場地、加快施工進度、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。隨著科學技術(shù)的進步特別是計算機技術(shù)的普及和發(fā)展，新的機械設(shè)備和儀器的廣泛應用于工程項目上，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。