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浅谈逆作法施工重难点及解决方法

发表时间：2020/11/2 来源：《基层建设》2020年第21期作者：王乐园谭建国张勇袁磊徐星星

[导读] 摘要：在城市化持续推进的大环境下，建筑行业也取得了长足的发展，促进了建筑工程施工技术的改革与创新，特别是近年来逆作法在建筑工程中的应用。

        中国建筑第八工程局有限公司西南公司成都 610041
        摘要：在城市化持续推进的大环境下，建筑行业也取得了长足的发展，促进了建筑工程施工技术的改革与创新，特别是近年来逆作法在建筑工程中的应用。本文结合逆作法施工的特点展开分析和讨论，分析了逆作法施工过程中的难点并阐述了一些解决建议，希望为相关的工作人员和实践人员提供有益的借鉴和参考。
        关键词：逆作法；劲性钢柱；基坑支护；土方挖运
        一引言
        随着建筑行业的飞速发展，逆作法作为一种在缩短工期、节约成本、降低资源使用率等方面均有明显效力的施工方法，在建筑工程中的应用越来越多。正作法是在基坑支护结构完成后，进行基坑土方开挖，并相应地对支护结构进行撑锚，然后由地下室底层开始，从下而上逐层进行施工。而逆作法施工通常先沿建筑物地下室轴线或周围施工地下连续墙或其他支护结构，同时在建筑物内部的有关位置施工中间支承桩和柱，作为施工期间于底板封底之前承受上部结构自重和施工荷载的支撑。然后施工地下室最上一层顶盖的梁板结构，作为地下连续墙刚度很大的支撑，随后逐层向下开挖土方和施工梁板结构，直至完成地下室结构的底板。同时，由于地面一层的楼面结构已完成，为上部结构施工创造了条件，所以可以同时向上逐层进行地上结构的施工。逆作法牵扯到劲性钢柱制作及吊装作业、节点钢筋制安困难、封闭空间土石方作业等问题，因此，相关的作业人员一定要处理好逆作法施工过程中的重难点问题，保证逆作法施工的安全与质量。
        二逆作法施工重难点剖析及解决方法
        2.1 基坑支护选型
        基坑支护型式的合理选择，是基坑支护设计的首要工作，应根据地质条件，周边环境的要求及不同支护型式的特点、造价等综合确定。当地质条件特别差，基坑深度较深，周边环境要求较高时，可采用地下连续墙加逆作法这种最强的支护形式，基坑支护最重要的是要保证周边环境的安全。
        2.2 桩基选型+劲性钢柱施工
        1）选择桩型和工艺时，应对建筑物的特征（建筑结构类型、荷载性质、桩的使用功能、建筑物的安全等级等）、地形、工程地质条件（穿越土层、桩端持力层岩土特性）、水文地质条件（地下水类别、地下水位标高）、施工机械设备、施工环境、施工经验、各种桩施工法的特征、制桩材料供应条件、造价以及工期等进行综合性研究分析后，并进行技术经济分析比较，最后选择经济合理、适宜的桩型和成桩工艺。
        2）当工程采用逆作法施工时，常使用劲性钢柱作为框架柱柱芯，即上层结构承重构件，故先要施工劲性钢柱，待劲性钢柱底部混凝土浇筑完成后，再施工劲性钢柱顶部结构板，之后再施工下层结构。劲性钢柱一般长度较长、重量较大，因此控制劲性钢柱轴线定位是劲性钢柱吊装的关键，目前，现有的施工过程中常采用搭设钢架并与劲性钢柱焊接的方式固定劲性钢柱，这就需要在吊装过程中进行焊接，操作难度大且不便施工。为了便于现场作业并能确保轴线定位及垂直度达到要求，劲性钢柱拼装焊接时可在柱头位置焊接4个L型钢质固定件，在L型固定件及井圈相应位置做好标记用来控制劲性钢柱吊装就位时的轴线定位。L型固定件及劲性钢柱就位示意如下图所示。

图1 井圈十字墨线及铁钉位置示意图2 格构柱就位平面示意

        图3 1-1剖面（格构柱就位示意）
        2.3 首层结构梁板施工
        1）待混凝土强度达到要求后开始首层结构梁板施工。由于竖向结构为劲性钢柱，水平结构为混凝土支撑梁，二者水平方向同心布置，故受劲性钢柱占位的影响，钢筋绑扎困难，无法直接穿过劲性钢柱，节点施工质量难以保障。为了解决上述问题，可将梁截面加宽至同柱宽，梁筋在劲性钢柱位置弯曲，将劲性钢柱包于梁中，劲性钢柱另一侧再将梁截面复原，变截面位置作加腋处理，对于无法绕行格构柱的梁，可以在格构柱上焊接直螺纹套筒。梁绕行劲性钢柱及直螺纹焊接示意图如下图所示。

        图4 梁纵向钢筋绕行格构柱示意图         图5 直螺纹焊接效果图
        2）为便于下层土方挖运作业，在首层梁板需留设出土口，出土口留设位置应避开上层结构核心区域，降低对上层结构施工的影响，同时应考虑便于土方堆载及转运的问题。
        2.4 逆作法土方挖运，同时上部结构开始施工
        1）地下土方开挖必须完善通风照明设施，可采用鼓风机送风至作业面，作业期间需对地下空气质量进行实时监测并确保24h不间断照明。从首层开始向下进行土方挖运作业，每开挖清运一层及时完成本层水平构件施工，并留设出土口，逐层向下开挖并施工水平构件直至开挖至基础底板。土方挖运采用非长臂挖掘机通过每层错开出土口的方式进行挖运作业，地下室最下层正在开挖的施工层开挖出的土方堆至其上层出土口的下方，设置于每层梁板结构出土口边上的挖掘机将其出土口下方的土方挖至上层梁板结构的出土口下方形成土堆。这样最下层的施工层开挖出的土方经过挖掘机层层接力式的搬运直到运送至地下室顶层梁板结构的上方装车运走，考虑到出土口及旁边一跨范围荷载较大，故需进行加固处理。逆作法土方挖运出土口留设方法如下图所示。

        图6 出土口留设示意图
        逆作法出土口的数量计算公式n=KV/TW
        n-出土口数量；
        K-其它材料、机械设备通过出土口运输的备用系数，取1.2～1.4；
        V-土方开挖量（m³）
        T-挖土工期（d）；
        W-出土机械台班产量（m³/d）
        2）待首层砼强度达到要求后进行上部主体结构施工，在首层出土后位置设置标化防护栏杆，并在上一层搭设硬防护，确保上下层交叉作业的安全。
        2.5 框架柱混凝土浇筑
        逆作法施工期间，支撑结构及其它施工附属结构的荷载均靠预埋设于框架柱柱芯位置的劲性钢柱承担。先施工上层柱的柱头，再施工下一层柱的柱头，两层柱头施工完毕后再施工框架柱的中间部分，即柱身。框架柱柱身模板支设前需对上下层柱头位置剔凿、清理、湿润，并涂刷界面剂，以确保新旧混凝土接缝质量。框架柱柱身模板支设时，需在上层柱头底部关设喇叭口模板，以此来保证框架柱柱身混凝土浇筑质量，待混凝土强度达到设计强度的70%后再进行凿平处理。框架柱柱身剔凿及模板支设方法如下图所示。

图7 施工缝剔凿效果图

图8 框架柱柱身模板支设效果图

图9 框架柱柱身混凝土浇筑示意图

        图10 框架柱柱身喇叭口剔凿效果图
        三、结语
        随着国内各大城市建设发展初具规模，城市建筑格局基本成型，城市中心区见缝插针式用地的建筑以及老城区改造必将成为城市建筑的新特点；场地狭小、周边建构筑物复杂且沉降变形要求高，而逆作法具备施工占用场地小、基坑开挖对四周建（构）筑物、道路和地下管线及市政设施影响小等特点将越来越引起人们进一步地关心和重视。如果说上个世纪是逆作法起步时期，紧接着在全国范围内迅速发展和大量应用之后，如今它正处于技术成熟期，将会有更大发展的全盛时期。
        参考文献：
        [1]韩超，李雪飞，寇蓉蓉，浅谈逆作法施工，科技与生活，2010年第3期
        [2]胡锐，高层建筑地下室逆作法施工技术及质控对策，建筑工程技术与设计，2020，（17）
        [3]王强，深基础逆作法施工技术要点，施工技术，2020，（9）
        [4]王瑞芳，一深基坑逆作法地下连续墙施工技术，建筑工程技术与设计，2020，（14）