周琴
湖南建工集团有限公司 湖南长沙 410004
摘要：医院工程位于交通密度较高的城市中心，开挖施工会对周边环境造成影响。以某线深基坑为例，利用Plaxis数值分析软件，选取土体硬化模型，分别对盖挖逆作法和常规明挖顺作法施工造成的基坑周边沉降进行了数值模拟;同时开展了施工期间基坑周边的变形监测，对监测数据进行了整理和分析;并将现场实测数据和两种施工方案下的数值模拟结果进行了对比分析。结果表明:实测数据与两种开挖方法施工时数值模拟结果比较吻合，表明采用土体硬化模型进行数值模拟得到的结果对某地区基坑工程设计与施工具有较好的指导意义;采用明挖顺作法模拟的基坑周边变形值普遍大于实测值，也大于盖挖逆作法的模拟值，表明在城市中采用盖挖逆作法施工基坑具有良好的社会及环境效益。
关键词：深基坑工程;变形监测；逆作法
引言
随着我国经济不断飞速发展，在城市中心土地资源紧缺的情况下，地下空间的开发日益重视，如何在有限的场地条件下进行开挖施工，减小施工过程中对周边环境的影响，采用逆作法的施工单位式可以较好地解决这个问题。逆作法施工流程与常规的顺作法不同，一般情况下不再需要大量的临时性水平支撑体系，而是采用由上向下施工的地下各层的梁板作为水平支撑体系。大幅减少了临时性支护结构的设置与拆除，且首层梁板设置完成后可同时恢复场地（交通、商铺运营）或进行上部结构的施工，缩短了施工总周期的同时带来较好的社会效果。因此，实现逆作法施工对设计也提出了更高的要求。以下是针对逆作法施工的人防工程进行的结构技术探讨。
1逆作法施工技术的概念
逆作法施工技术最早起源于日本,目前国内常见的做法一般是指先施工完成“两墙合一①地下连续墙作为基坑维护结构及“桩柱合一”②竖向支撑体系后，然后施工正负零米层的梁板及楼面结构，同时作为基坑的水平支撑系统，随后逐层向下开挖土方和浇筑各层地下结构，直至完成底板浇筑。同时在正负零米层的梁板及楼面结构的基础上可以向上施工各层，从而开创更多施工面，双向施工，提高施工效率，缩短工期。站在地下结构的形成先后顺序的角度来看，与传统施工工艺相反，是从上到下逐层建造的，因而形象称其为“逆作法”。
2逆作法在复杂环境深基坑工程中的应用
2.1盖挖逆作法
盖挖逆作法是指先在地面向下为基坑设置围护桩与中间桩，其中，围护桩也可使用地连墙，而中间支撑可直接利用主体结构当中的立柱，这样能降低工程造价。之后对表层土体进行开挖，直到主体结构顶板，此时没有开挖的土体可以作为模板，用于顶板混凝土浇筑。顶板是一个可靠的横向支撑，能避免围护桩或地连墙产生向基坑内部的变形，在完成回填土后将即可恢复正常使用。之后的所有工作均可以在顶板覆盖条件下完成，即按照从上到下的顺序逐层开挖，同时进行主体结构的建造，直到底板。若开挖面积很大但覆土较浅，且周围存在很多既有建筑，则为了避免基坑开挖导致附近既有建筑产生沉陷，或为了尽快恢复正常交通，而又缺乏定型覆盖结构，则可采用盖挖逆作法进行施工。
2.2地下连续墙施工
2.2.1槽壁加固
槽壁加固施工前对搅拌桩位置进行定位放样，搅拌桩桩位处应探明和清除地下障碍物，并用素土换填分层压实。加固搅拌桩垂直度在施工前对其进行测试，每幅检测应不少于1个断面。三轴搅拌桩施工方案为槽壁加固。
2.2.2槽段开挖
施工前应进行试成槽，通过超声波检测垂直度与成槽后4、8、12小时的槽壁坍缩数据、槽底成渣厚度，并据此选择合适的护壁泥浆配合比、槽壁稳定控制等技术参数，掌握最佳工艺衔接控制和清基方法等技术措施。两侧导墙间净距允许偏差小于±10mm，导墙平面位置允许偏差小于±10mm。槽长误差小于35mm，槽段沿竖向向相邻槽段偏移不大于 35mm 。槽宽误差不大于+20mm，墙面平整度应小于1000mm，内存墙凿平后面高差不小于20mm。槽段垂直度不大于 1/300；槽段深度不得小于设计标高，且超深不大于+100mm。墙顶中心线允许偏差小于±10mm；墙顶标高误差不大于±20mm。槽内泥浆面应高出地下水位0.5m-1m，且不低于导墙顶面 300mm 。槽底成渣厚度不应大于100mm。
2.2.3钢筋笼制作与安放
制作钢筋笼时分布筋与主筋交叉点100%电焊，电焊焊丝直径小于3.2mm，应避免咬伤主筋断面。钢筋笼吊筋长度根据导墙标高确定。钢筋笼应设置保护层垫块，并应在清槽、泥浆置换完成后及时入槽。钢筋笼起吊前要检查其整体刚度，预埋件位置数量，吊点可靠性。在吊装过程中，钢筋笼不应形成不可复永久变形，并且不能强制入槽。钢筋笼应一次吊装入槽，起吊后如发生散架，应重新制作焊接再入槽。地下墙内的预埋接驳器尺寸偏差控制在±15mm 之内，并由施工单位制定相应的保护措施，由施工监理、设计核定，接驳器采用直螺纹滚丝工艺。钢筋笼主筋间距误差≤10mm、分布筋间距误差≤20mm、前后层钢筋网间距 偏 差 ≤10mm、钢 筋 笼 长 度 误 差 ≤50mm、钢筋笼宽度误差≤20mm、钢筋笼保护层误差≤10mm、预埋件、预埋钢筋、接驳器中心位置误差≤10mm、钢筋笼安装深度允许偏差≤20mm，两墙合一区域应满足结构设计地下墙配筋要求。
2.3基坑开挖
主要包括取土口设置和土方开挖及运输等内容。土方开挖前应根据地质水文条件、基坑的平面尺寸、开挖深度、施工的方法等因素，按规范要求制定基坑开挖施工方案并按程序报审。取土口留设应考虑预留洞口、楼梯间、施工逢、电梯井等位置进行综合考量，在满足结构受力情况下，宜加大取土口的面积；以满足挖土作业的需要。逆作土方开挖应分层分块开挖，施工块划分应综合考虑基坑支承体交叉施工流水及设置结构施工缝的要求。土方开挖到标高后，及时浇捣混凝土垫层，严禁超挖。应规划专门的运输路线，避免对竖向支承桩柱体系的碰撞。
2.4明挖顺作法施工模拟
为反应盖挖逆作法施工工艺相对其他施工方法对周围地表、建筑物具有不同的影响特征，选取传统明挖顺作法进行比较分析。在其他条件都相同的前提下，仅将施工工艺更改为明挖顺作法，进行建模，将其地表沉降结果与盖挖逆作法进行比较可以看出，同等工况下若采用明挖顺作法施工，整个模型呈现大面积的深色，反应了明挖顺作法造成了更大面积的地表沉降，以及更大的坑底回弹。该规律在实际工程应用中具有较好的指导意义，可在基坑开挖影响范围内采用设置封堵墙、跳坑施工等措施有效控制地表沉降，并重点监测基坑长边中部附近位置的地表、建筑物、地下管线等的沉降量，以较小的代价换取基坑及基坑周围建筑物的安全。
2.5竖向结构施工
逆作法竖向结构施工，包括地下室框架柱、剪力墙、地下室外墙（包含内衬墙及壁柱）等界面层以下的竖向混凝土结构。逆作法梁柱节点处由于梁主筋无法穿越钢管柱，靠近钢管柱边缘的钢筋可从钢管柱边绕过，当梁主筋过多无法全部绕过时，可采用环梁节点和焊接钢牛腿等连接方式。逆作法竖向结构施工前应清理接缝部位，接缝部位混凝土做凿毛处理，并对上一层的甩筋接茬作调直除锈处理。逆作法竖向结构施工前应对轴线及各构件定位及标高进行复核。竖向结构对混凝土的浇注要求较高宜，混凝土应采用高流动性低收缩混凝土，混凝土配合比应根据逆作法特点配置，浇捣前应对混凝土配合比及浇筑工艺进行现场试验。
2.6钢管柱和梁、板节点之间的连接
在整个结构中，钢管柱是竖向支撑体系，对基坑稳定性和上部结构变形控制都有十分重要的作用。在钢管柱上，通过预留节点和板、梁相连，一同承受荷载。（1）钢管柱和顶、底板之间的连接。对于顶、底部纵梁，其水平方向上的受力筋都在钢管柱的部位断开锚固，并通过加强筋的设置加强梁相连，以保证连接的强度。（2）钢管柱和中板纵梁之间的连接。其连接节点处在中板纵梁下部，纵梁上的主筋在钢管柱的部位断开，上层主筋和抗拉钢板通过焊接相连，下层主筋和抗剪钢板通过焊接相连。该工程采用抗拉及抗剪钢板和钢管柱相连，取代传统铆接方式，与制作弯曲环形钢筋比较，不仅省时、省力，而且精度更高，能在不影响正常连接的基础上，通过对受力主筋和钢板之间的焊接提高钢管柱刚度与结合强度，起到对部分受力弱点予以改善的作用。
结语
工程在施工完顶板之后，就可以恢复路面交通，而如果采用顺作法施工，则要等待整个项目完工后才能恢复路面，因此逆作法施工大幅减小了市中心交通繁忙的压力，也减少了临街商铺的影响，缩短了工期，取得了良好的社会效果。现该项目已经交付建设单位使用，成为市中心热闹的地下商业街。
参考文献
[1]田锐.建筑深基坑施工技术分析[J].工程技术研究,2020,5(15):46-47.
[2]覃立.逆作法在某超高层建筑深基坑工程中的应用[J].住宅与房地产,2016(6):179+182.