郭从杰 河南科达工程管理有限公司

伴随城市化建设的迅速发展，深基坑工程项目日益增多，地下空间的合理利用与开发，缓解了城市地面压力。随着深基坑工程实践经验的长期积累，其施工技术体系愈加完善。然而，在实际作业当中，由于深基坑施工技术难度大、工程量多，仍会存在大量不可预见的因素，从而威胁到施工安全。为全面提升深基坑支护施工质量，保证施工安全，顺逆作法得到了广泛应用。顺逆作法是一种综合施工工艺，该工艺的应用，可以针对不同场地条件和地下布局情况，灵活运用，减小施工难度，提高施工效率，同时还具有良好的经济效益。为此，开展高层建筑顺逆作法综合施工技术研究具有重要的现实意义和应用价值。

一、顺逆作法施工特点

（一）顺作法施工特点

顺作法是指周围围护结构先施工，随后一层一层开挖。同时，按照预先设定的顺序进行水平支撑系统、锚杆系统等设置，直至开挖到基坑底部。随后，再按照“下-上”的顺序对主体结构的基础底板等进行施工，并将水平支撑系统拆除，地下结构施工结束。若是无支护体系，则可直接进行放坡开挖施工，可先开挖到基坑底部，随后按照“下-上”的顺序进行地下结构施工。作为一种传统的基坑开挖方式，顺作法的主要施工特点如表1所示。

（二）逆作法施工特点

逆作法与顺作法正好相反，逆作法是按照“上-下”顺序施工，一边开挖，一边支模板。一般情况下，顺作法需要布设临时支撑用于平衡土压力，而逆作法则是通过主体结构梁板平衡土压力。因此，可同时完成基坑开挖和地下主体结构工程施工。其主要施工特点如表2所示。

二、工程概况

某基坑工程位于市中心两个主道路的交叉口，主要由2部分构成，即A小区地下车库区域和B商业广场车库区域。两个区域的具体情况如表3所示，基坑总围护周长为620m。基坑东侧市政道路下分布有大量管线，西侧毗邻一小学，对环境及安全性要求很高。

三、基坑支护难点

根据现场详细观察发现，本基坑支护难度很大，主要难点如下：

1.无论是基坑开挖面积，还是开挖深度都相对较大，属于大深基坑类型。

2.主要开挖土层为深厚淤泥-淤泥质土，具有极差的力学性质，此外，还存在大量含泥粗砂，具有很强的透水性，若施工不当，很难达到止水标准要求。坑底与承压水层顶之间的距离仅为3m，承压水将会导致基坑底部失稳。

3.基坑施工附近环境复杂，紧邻小学、城市主要干道，地下管线太多，且距离过近，将会严重影响基坑施工质量。

4.工期紧张，施工难度大。

四、顺逆作法施工工艺

基于本工程实际情况，结合上述支护难点，提出了大开口顺逆综合施工工艺，即A小区地下车库区域采用逆作法施工，B商业广场车库区域采用顺作法施工。在逆作区域采用周边临时围护体结合大开口梁板体系代替水平支撑系统，在顺作区域则采用水平临时支撑即可。

（一）围护体系

针对围护体系，可采用17～19m长的钻孔灌注桩作为围护墙，南侧环境较为严格区域，采用1200@1400mm，其他区域则采用1000@1300mm。保证插入比指标均可达到规范规定，保证其稳定性。同时，为达到防渗堵漏的效果，采用围护桩充分咬合的高压旋喷桩作为止水帷幕，桩径为Φ600mm。并将土钉墙用于压顶梁以上部分区域，用于降低围护桩的有效长度，节约成本。

（二）水平支撑与竖向支承体系

（1）水平支撑体系

本工程主要分为2个区域，因此，在水平支撑体系应用时，需做到以下几点：

第一，逆作法施工区域。根据设计方案，A小区地下车库区域采用逆作法施工。即通过大开口的梁板结构代替水平支撑，根据工程具体情况，在本区域布设的主要出土口有5个，同时，还设置了多个小开口，起到辅助作用。大开口的尺寸设置为30m×40m，并将短斜梁设于各个开口的每一个角的区域上，从而克服开口部位楼板内部应力集中的难题。逆作区域的永久性顶板、局部临时封板等，均可用于施工便道或临时堆场使用。通过大开口梁板结构的应用，不仅能够加快施工效率，提高挖土质量，还能改善地下作业条件。

表1 顺作法的主要施工特点

表2 逆作法的主要施工特点

表3 基坑具体情况

第二，顺作法施工区域。按照设计要求，B商业广场车库区域可采用顺作法施工，在顺作区域主要采用角撑加对撑的临时水平支撑形式，通过这种支撑方式，可以保证传力更直接，布局更合理，对提高基坑内施工效果更为有利。

在此环节，需要特别注意的一点是，顺作法和逆作法采用的传力体系不同，想要达到顺逆作综合施工效果，必须做好支撑体系受力转换工作。在支撑体系受力转换当中，两个区域的土方开挖及支撑拆除进度对支撑体系受力转换、传力路线起决定作用。基于工期与进度的需求，B商业广场车库区域必须先进行底板浇筑，而在同一时间内A小区地下车库区域已经完成了与其相连的地下1层楼板结构，因此，在B商业广场车库区域第二道水平支撑拆除过程中，还必须全面考虑A小区地下车库区域地下1层梁板的水平传力转换情况。针对这一情况，本工程采用了型钢换撑的方法，从而有效克服顺、逆作法当中交接部位换撑的传力难题。

（2）竖向支承体系

在传统逆作法施工当中，竖向支承体系往往会选择型钢格构柱等，这种结构形式很容易出现竖向承载力不足，或梁柱节点施工难度大等情况。

为解决此问题，本工程提出了小直径钢管混凝土柱的施工方案，即Φ325mm、377mm两类，相比其他竖向支承体系，小直径钢管混凝土柱的优点很多，比如，施工方便、梁柱节点施工作业难度小、用钢量小、承载力高等等。在顺作法施工区域，则竖向支承体系可采用常规拼接的型钢格构柱作为临时立柱。

（3）基坑内降水处理

地下水是基坑工程施工的重点，为保证基坑质量良好，必须做好地下潜水和坑底承压水处理工作。在基坑内降水当中，本工程采用了真空深井降水法，将降压井设于坑内指定位置，并将回灌井、观测井设于坑外，按照相关规定和实际需求合理设置降压井，当坑外水位下降大于1m，需根据实际情况做好回灌处理，通过这种方法，来有效解决承压水问题。

五、顺逆作法监测分析

本工程附近环境要求严格，为做好环境保护工作，必须做好基坑、周边建筑物及地下管线的安全防护工作，在整个施工环节，应进行实时监测，监测重点为地面沉降、支撑内力情况、坑内外地下水位变化等。通过监测结果可知，基坑西、北侧的地面沉降基本上小于20mm，相对较小，可达到西侧小学保护需求。基层沉降量最大区域在于其东、南侧，沉降最大累积量可达到121mm。南侧属于污水处理泵房区域，在此区域选取了回灌井回灌方案，除此之外，整体来讲，沉降控制效果显著。

通过分析发现，基坑附近地表产生沉降的根本原因在于2点，第一，土方开挖施工；第二，坑内降水；为有效控制基坑周围地表沉降，必须做好现场施工流程及工序合理安排，充分利用基坑开挖的时空效应，做好基坑周围超载和地下水抽水量的严格把控，保证地下水能够迅速、及时回灌，避免基坑外水位失稳，只有这样才能保证基坑周围底边和建筑物沉降符合施工规定，减小沉降，并实现环保效益。

六、结束语

综上所述，顺逆作业法是两种作业法的结合，具有两者的全部优点，不仅施工简单、迅速，还具有良好的经济效益，在大深基坑施工中应用效果显著。为此，应结合工程实际，合理采用基坑支护方式，提高施工技术水平，保证工程施工质量。