建筑深基坑逆作法施工技术的创新机制

2015-04-16粟远禄

建材与装饰 2015年34期

关键词：挖土作法深基坑

粟远禄

（重庆建工第三建设有限责任公司重庆 400010）

建筑深基坑逆作法施工技术的创新机制

粟远禄

（重庆建工第三建设有限责任公司重庆 400010）

高层、超高层建筑的发展，对深基坑建设提出了更高的要求。基坑建设环境复杂，开挖与支护施工难度大，深基坑逆作法施工技术能够有效保障建筑深基坑建设质量，降低施工成本。本文结合案例，对深基坑逆作法的基本原理、分类以及优势进行分析，并探讨逆作法的施工技术的创新机制，为建筑深基坑建设提供参考。

建筑；深基坑；逆作法；施工技术

经济的快速发展，建筑规模日益扩大，高层与超高层建筑在满足居民以及企业的需求同时，也对深基坑开挖与支护技术提出了更高的要求。在施工过程中，降低施工对周围环境的影响，保护建筑地下管线，确保邻近建（构）筑物的安全，就需要采用深基坑逆作法对建筑基坑进行开挖作业。因此，开展建筑深基坑逆作法施工技术的创新机制的分析研究工作就具有了重要的现实与理论意义。

1　建筑深基坑逆作法概述

逆作法与传统的深基坑建设方法不同，主要体现在施工工艺上，相对于传统的建设方法，其具有较大的优势。

1.1建筑深基坑逆作法的基本原理阐述

逆作法的施工程序具有极高的层次性与严谨性，在建设过程中，需要对其进行科学、严格的控制。逆作法的具体施工顺序为：

（1）首先在地下室的地下结构外墙以及外围部分施工，并在建筑物的中心进行浇筑作业，或者是在中间部分建造支撑桩，使其能够产生支撑上部结构的自重以及施工荷载的作用力，随后进行地下结构的底板封底。

（2）挖土施工作业中，对其高度进行精确控制，使其与地下结构层底板高度同高时停止作业，进行地下一层的底板浇筑作业，并以此作为水平支撑为地下连续墙提供较大的刚度。

（3）施工过程中，需对工期进行严格控制，在地面一层的楼面结构施工完成之后，应避免超过其最大的允许值，为地下底板的浇筑提供相应的条件[1]。

（4）根据现场施工情况，对上述程序进行合理重复，并实施挖土、浇筑以及隔墙的施工作业，以完成地下结构的施工。

1.2逆作法施工技术具体分析1.2.1地下连续墙的施工技术

地下连续墙的设计要根据工程受力条件具体分析，一般情况下，施工接头可以分为柔性接头以及刚性接头。如果地下连续墙仅作为基坑的维护结构时，可以采用柔性接头，同时采用合理的构造措施。如果地下连续墙既作为基坑围护结构，又是主体结构的一部分，其施工不仅要满足抗渗挡土，还要提高抗剪性能。同时，导墙的建设中，要将其墙面保持垂直，顶面保持水平。加强对垂直度以及平整度的控制，需在建筑机械中安装垂直度自动纠偏装置，确保垂直度与水平度达到设计及规范要求。1.2.2桩的施工技术

人工挖孔灌注桩的成孔方法采用人工挖掘方式成孔，并在其中安放钢筋笼，浇筑混凝土形成桩。在建设过程中，需要防止坍塌以及流砂发生，制定合理的护壁措施。

1.2.3挖土施工技术

挖土施工作业中，对取土口合理设计，制定高效、安全的取土口，综合考虑主体结构工程的规模以及难易程度。取土口应该满足结构受力要求，保证土压力的有效传递，但地下室结构楼板下的挖土机翻土不能超过2次，同时注意取土口的水平距离以满足地下结构的自然通风。科学选择开挖形式，根据现场的实际情况，合理增加结构施工缝。在坑内使用小型挖掘机，地面以长臂挖土机、滑壁挖土机等机械辅助作业。由于地下深基坑的建设处于基本封闭状态，需要对通风、照明以及用电安全进行合理设置，例如，通风口应该在挖土行进路线中预留，铺设专门的防水路线以供照明，使用安全电压，安排专人监护用电，准备应急处理方案。

1.2.4施工检测与变形控制

按照设计要求，对每个工况进行有效控制，包括其变形值以及沉降值。需要引起格外注意的是地下连续墙与支撑柱之间的不均匀沉降，逆作法施工环境较差，施工单位必须做好充分的变形反分析，并根据检测的结果采取积极有效的措施。在水平结构施工中，需要进行坑底地基的处理，通过必要的临时支撑、地基加固等措施，从设计、施工、检测等全过程进行控制管理，达到理想效果。

2　逆作法的施工不足分析

在施工建设过程中，逆作法支撑位置极易受到地下结构、地下室层高的限制，并且无法对高度进行有效调整。例如，在遇到较大的层高地下室时，需要采取临时水平支撑，或者采取加大维护墙的断面以及配筋。同时，结构在施工时，所预留的节点以及施工缝较多，技术处理难度较大。并且，挖土作业过程中，其所处的环境处于封闭状态，基坑中还存有大量的中间支撑柱或是降水用井点管。在目前的施工建设过程中，灵活、小型以及高效能的挖掘机械设备较为缺乏，挖土作业难度较大。另外，逆作法的使用不利于对桩基础进行检测，需要等待建筑基坑整体土方开挖结束之后，再进行相关的检测，因此，需要对地上结构荷载对地下承重不断增加所产生的风险进行综合考虑，无形中增加了建筑深基坑基桩检测的成本。

3　建筑深基坑逆作法在某高层建筑基坑的应用策略分析

通过对某市在建高层建筑基坑逆作法建设进行跟踪，对逆作法的应用进行分析。项目的主体结构设置60层楼的主楼，裙楼配置为9层，建筑总面积达到35万m3。其中，考虑到周围处于交通密集区域，建筑基坑的建设对于交通影响巨大，因而采用基坑逆作法施工技术，对地下结构进行建设[4]。地下室配置四层楼，建筑总面积在8万m2，基坑总面积达到2.1万m3，深度在26m，平均深度在23m。

3.1确定施工方案

逆作法的施工方案在近些年的应用中已经相当成熟，相关施工工艺也有着较高程度上的保障。同时，本工程土方在50万m3左右，选择常规、传统的施工支护结构费用过大，工期长，因此，选择逆作法进行施工。

3.2对施工过程精确控制

土方开挖的方式要按照“分层、平衡、分段、对称”的原则进行细致分工，确定施工的指导方向。在每一层的土体边缘需根据图层开挖深度进行留土，并采取措施，撑住周围的土方。同时，对此部分的取土时间进行严格管控，利用多种机械设备加快土方运出。由于本工程采用了圆钢管柱相应的材料作为支承柱，并对相对应的地上建筑起到永久荷载能力，因此需对支撑桩的误差严格控制，要求误差在-5～+5mm之间。另外，对于支承柱的建设要高度重视，严禁其出现弯曲变形。

3.3做好有效防护

本工程采用真空深井进行降水作业，将每口深井作用面积设定为270m3。同时，在井管内配置两道相应的滤管，以此提升降水效率。另外，对滤管的长度进行严格控制，做好预降水作业，严格控制好降水，以避免沉降所引起的剧烈变形。

4　建筑深基坑逆作法施工技术的创新策略分析

4.1严格执行土方开挖程序

作为影响工期以及施工安全的重要施工环节，土方开挖在施工过程中极易导致基坑发生变形。土方开挖的形式是多种多样的，一般采用明挖以及暗挖。其中，暗挖方式在高层建筑基坑的建设过程中经常采用，具有较高的稳定相与便捷性。采用暗挖作业中，严格控制地下连续墙的结构变形、强度以及位移，使其符合基本的施工要求[5]。同时，在地下封闭环境施工时，对挖土工程量进行严格控制，避免安全风险上的增加。

4.2合理设置支承柱

在支承柱的施工作业中，需着重注意其中的两个问题：①已完成结构自重以及附加荷载如何支承；②如何合理控制垂直度。中间支承柱需要对上部相应荷载承担永久承受能力，因此要对其进行综合考虑。

4.3加强节点施工建设

节点施工是建筑基坑逆作法中较为困难的部分，节点处理的好坏直接关系到建筑地下结构的稳定性、安全性。节点施工通常需要注意墙与梁、梁与梁以及墙与墙之间的节点，可以在与之相应的地下连续墙中进行锥螺纹套的预埋作业，对相应的节点进行连接作业。施工的步骤可以表述为：在地下开挖过程中，进行一定的清洁作业，继而是连接梁的钢筋，最后进行钢筋混凝土的浇捣作业。