逆作法在地下工程施工中的应用探析

萧 洋

(贵州地矿基础工程有限公司，贵州 贵阳 550000)

随着高层建筑的发展，地下室层数不断增加，基坑也不断加深，且这类深基坑多在城市核心区，周边环境复杂，对环境保护要求较高。逆作法为从上至下逐层开挖土方和浇注各层地下结构，各层结构作为围护结构的水平支撑，直至底板封底。同时，由于地面一层结构已经完成，为上部结构的施工提供了条件，因此可同时进行上部结构施工。与常规临时支护方式相比具有诸多优点，因此，对逆作法在地下工程施工中的应用进行深入研究迫在眉睫。

1 逆作法施工原理分析

逆作法在当前地下工程施工建设中的应用方式为，在确定工程轴线的基础上进行连续墙等支护结构基础施工，同时在地下工程内部确定位置，然后进行混凝土浇筑工作，在中间部分设置支撑桩，可为上层地基结构产生有效的支撑作用。地下逆作法应用的关键是支撑桩施工以及底板封底工作，以此为上部结构施工提供有效的荷载支撑。在上层支撑结构施工完成后，即可进行下一层梁板楼面结构的施工建设，此种施工原理与地下连续墙相当，可作为连续墙，在连续墙浇筑施工中，要求沿着地层从上向下开挖和浇筑施工。

2 工程概况

某项目地上部分由2 栋办公塔楼、2 栋公寓塔楼和位于基座部分的商业裙楼构成。四栋塔楼分别位于基地四角，围绕商业裙房布置。办公塔楼高度约200m。公寓塔楼高度约120m。商业裙楼地上5 层，高度约26m。地下部分共4 层，其中地下1 层为商业及配套物业服务设施；地下2 层至地下4 层为汽车库，地下3 层、地下4 层为人防工程。项目总建筑面积约36 万m2，其中地下建筑面积约11 万m2。底板埋深约20m，地下室穿越土层由上至下依次为：填土、粉质粘土、粉土、粉质粘土。地下水埋深0.6m。基坑竖向共设置3道水平支撑，第一道支撑为临时支撑，第二、三道支撑为结构板兼做支撑即逆作板。地下室逆作板平面布置形式如图1所示。

3 逆作层结构体系

3.1 主要结构参数

围护结构（地下室外墙） 1000mm 地下连续墙，采用C30 混凝土。基坑深19.85m，连续墙嵌固深度24.65m，墙底以上9.65m 为素混凝土。主体结构地下一层梁板结构（顺做）；地下二层梁板结构（顺做）；地下三层顶板为核6 级人防临空板（逆作），普遍板厚400mm；地下四层顶板为核5级人防临空板（逆作），普遍板厚500mm；底板为桩筏，板厚1200mm。各道支撑中，第一道支撑为临时支撑，第二、三道支撑为地下三、四层顶板即逆作板。

3.2 构造形式

逆作板与连续墙节点部位采用腰梁连接的形式，腰梁尺寸400×800，连续墙内预埋结构框架主梁主筋接驳器且垂直主梁竖向延墙体设置壁柱，板筋不做预埋，板主筋锚固于腰梁内，腰梁通过预埋插筋与连续墙连接。连续墙与逆作板节点如图2 所示。

3.3 计算模型

节点处楼板主筋不在连续墙内做预埋，楼板与腰梁整浇，楼板钢筋锚固于腰梁内，因腰梁刚度要远低于连续墙刚度，故主体结构楼板与地下连续墙节点在此处不能完全按照刚性节点模拟。对此，设计中对于节点处边跨楼板跨中内力计算，可采用一端固结一端铰接的模型，对于楼板支座内力计算，可采用两段固结的模型。腰梁预埋插筋计算模型构建要求以《混凝土结构设计规范》作为依据。

3.4 节点施工缝防水构造

由于地下连续墙直接作为地下室外墙，无法铺设全包柔性防水层，腰梁与连续墙间存在施工缝，本工程采用在腰梁中部位置预埋止水钢板及膨胀止水条，其中止水钢板与预埋槽钢焊接，同时在施工缝内预埋袖阀管。

4 逆作法在地下工程施工中的应用

4.1 土方施工

在土方施工中，如出现土方结构变形等严重的安全隐患，需暂停施工，拖延工程进度，因此，很难估计成本的增加，特别是在恶劣的条件下，还可能导致建筑安全事故。根据工程施工情况，土方施工主要有3 种方法：开挖法、地下开挖法和屋面开挖法。高层建筑施工一般以地下挖掘为主。施工前，应提前设置集水井基坑，保证高程开挖面深度可超过1.0m，发挥排水、降水作用，提升开挖施工安全性。土方开挖初期，道路通畅，机械设备健康，降水条件、排水系统等与开挖条件一致，如果上部承重柱可靠有效，即可进行土方开挖，在开挖前，还需要了解土方压力强度。土方开挖时，上部和下部同时施工，有利于保证工程进度。此外，在地下封闭施工中，土方开挖所造成的粉尘和噪声比较小，不会对周围环境造成较大不良影响。采用反向施工技术，楼板可代替水平支撑，需要注意对沉降量进行准确计算。如果相邻2 根立柱间沉降差大于规定值，则应暂停上部立柱结构施工，同时加快基底施工，加固支护柱，保证基础承载力达标。

4.2 节点施工

在墙梁节点和柱梁节点施工中，应提前将钢环安装在柱桩的中间位置，并准备好墙内预埋件，柱梁和墙梁的钢筋需要捆绑在一起，同时浇筑混凝土。在整个基础板施工完成之前，在组合柱和墙体部位，还需要进行混凝土浇筑、振捣。在高层建筑施工中，为了保证施工质量达到理想的水平，应该注意，在梁模板完成后，根据图纸确定墙体和复合柱节点，对节点进行处理，以确保施工能达到理想的质量水平。

4.3 地下室楼面梁与连续墙施工

当衬砌墙未完工时，可采用逆向施工技术，将裸露梁两端与衬砌墙连接，从而提高建筑整体的稳定性和安全性。另外，在土方开挖时，可以采用逆向施工技术。在内衬墙内设置一定量的钢筋，以保护建筑围护结构。在地下室施工过程中，如果施工工序控制不当，就会造成施工方案和实际操作过程偏差，嵌入钢很难提前工作，对此，可以采用逆作法施工技术，采用种植钢筋的方法，提高地下室地板梁和防渗墙的密度和质量。对于地下水位较高的地质构造，应先设置水幕墙，再进行人工挖掘和打桩，形成连续墙结构，一般可采用机械开槽，可有效提高施工效率。

5 地下工程逆作法施工注意事项

在采用逆作法施工的过程中，中间支撑柱有两种，一种是永久结构柱，另一种是临时支撑柱。在中间支护柱的施工过程中，容易忽视桩孔的质量控制，而中间支护柱的质量受桩孔的影响。因此，必须采取有效措施，保证桩孔承台下的软弱下卧层和中间层满足设计要求，确保桩的扩径符合设计要求，提升中间支承柱承载力。

在逆作法施工过程中，地下室梁板、中间支撑柱和地下连续墙之间有许多连接节点。在处理这些连接时，存在着钢筋连接量大，施工难度大，节点间连接困难等问题。对此，应加强对渗漏、开裂等问题的预防控制，为建筑后期使用中留下安全隐患。在逆作法施工过程中，地下连续墙是结构的外墙。地下连续墙与梁、板之间的连接主要取决于嵌入的连接钢筋和各种类型的连接钢板。因此，在土方开挖后，应注意清除预埋连接钢筋和各种接头钢板中的淤泥，将地下连续墙与连接钢筋和各种节点钢板进行有效连接，同时在预埋件施工中，严格控制预埋件精度和质量。

6 结语

综上所述，本文主要结合实例，对地下工程逆作法施工技术要点进行了详细探究。地下逆作法是地下施工中的创新技术。在各层结构以及土方开挖施工中，可在围护墙和顶板结构的掩护下作业，施工安全性较高，并且施工进度块，不会发生下沉现象。另外，由于自上而下的逆作法施工结构，在每一层施工完成后即可交付使用，可有效提升地下工程施工效益，因此值得推广应用。