逆作法施工技术在建筑工程深基坑中的应用

傅钱挺 潘臻峰

(1.慈溪市质监站,浙江宁波 315300;2.慈溪市大地建设有限公司,浙江宁波 315300)

逆作法施工技术在建筑工程深基坑中的应用

傅钱挺1潘臻峰2

(1.慈溪市质监站,浙江宁波 315300;2.慈溪市大地建设有限公司,浙江宁波 315300)

在介绍逆作法施工技术原理、特点的基础上,对逆作法在深基坑工程中的应用情况进行了分析,主要针对密集建筑区和软土质地质条件下逆作法的应用;最后对逆作法在深基坑工应用中应注意的问题及技术发展趋势进行了简述。

逆作法 深基坑 应用

随着城市空间的不断拓展，建筑空间逐渐呈现出“向上要空间、向下要空间”的发展趋势。随着地下空间开发力度的不断增大，地下室层数越建越多，基坑工程设计和施工日益呈现出“越挖越深、越挖越大、周边环境越挖越复杂”的状态，对于如此大规模的深基坑工程施工设计，应用新型施工技术则成为必然。

1 逆作法技术原理及逆作法基坑工程发展历程

逆作法技术是利用地下室基坑四周的围护墙和坑内的竖向立柱作为“逆作”阶段的竖向承重体系，利用地下室自身结构层的梁板作为基坑围护的内支撑，以±0．000层为起始面，由上而下进行地下结构施工，同时由下而上进行上部主体结构施工[1]。逆作法具有以下特点：①支撑刚度大，有利于深基坑开挖的稳定；②主体地下结构和基坑支护结构结合，避免支撑的设置拆除，节约资源；③地下连续墙作为围护结构和地下室外墙两墙合一，可省去施工操作空间，可使地下室空间外放2～3m。既提高土地的利用率，也增加了一定的经济效益[2][3]。

2 逆作法施工技术在建筑工程深基坑中的应用

2.1 逆作法在密集建筑区域内深基坑中的应用

对于建筑物密集区域进行深基坑开挖时，需要综合考虑环境保护、建筑物超载、场地施工条件等问题。

为评价基坑开挖对周边环境的影响，可采用有限元计算程序对基坑施工全过程进行数值模拟分析，通过选取合理本构模型，考虑基坑与周边建筑物的相互影响，同时考虑土体与结构的相互接触作用、初始地应力场和基坑开挖工序等因素，在施工期间，通过监测设备对周边建筑物的沉降、倾斜情况和裂缝等进行监测，同时监测的要素还包括路面的沉降、连续墙的侧向位移、连续墙的主筋应力、土压力、坑外土体侧斜、立柱沉降和坑外地下水位等，并通过实测数据进行反分析确定合理土体参数，可预估复杂环境条件下基坑开挖产生周边建筑物的附加变形，从而为基坑变形控制设计提供支持[4][5][6]。

2.2 逆作法在软土地质深基坑中的应用

逆作法在深基坑工程应用过程中一个关键点就是差异隆沉问题[3]，这一问题在软土地质深基坑施工过程中更要特别关注。引起差异隆沉的原因主要在于在深基坑施工过程中，土方卸载、应力场、位移场的变化会引起较大的坑内土体回弹和隆沉量，土体的差异回弹值、载荷与开挖顺序不同造成立柱桩之间以及立柱桩与地下连续墙之间出现隆沉问题。

针对软土地质深基坑运用逆作法施工技术出现的差异隆沉问题，工程实践中主要通过以下几种方式加以控制[3][7][8]：①桩端位于显著回弹区之外，可增加土对立柱桩向下摩阻力，减小单桩隆沉，最终减小桩间差异隆沉；②通过数值模拟方法进行隆沉预估算，可有效减小差异隆沉带来的不利影响；③在软土基坑中，实行分块开挖，减小每步开挖空间尺寸，控制卸荷量，并缩短基坑挡墙在未支撑前的暴露时间，减小土体的流变变形，有效控制坑底回弹；同时，减少每步开挖结束后的土体暴露时间，限时形成楼板和支撑，可以使立柱桩上部所受楼板、支撑荷载抵消部分下部土体对立柱桩向上的摩阻力，从而控制立柱桩隆沉量，减小差异隆沉。④加强监控管理，做到动态化设计、信息化施工。及时将差异变形情况汇总反馈，并根据现场情况调整挖土顺序、局部加快或放慢挖土、调整场地内车辆行进路线等。

3 应注意的问题及技术趋势

3.1 逆作法施工应注意的问题

逆作法施工技术在深基坑工程建设应用中一个特别注意的问题就是施工过程的安全监测问题，主要包括对立柱沉降的监测、立柱内力的监测、结构梁板的内力监测以及坑底隆起变形的监测等。其中3个项目的监测要十分注意[1]，即立柱差异沉降及立柱与围护墙差异沉降监测、结构梁板的内力监测以及坑底土体隆起监测。

3.2 逆作法施工技术趋势

针对传统逆作法施工存在的缺点和不足，文献[9]提出了一种大开口的逆作法施工技术，在保留传统逆作法不做支撑的优点的同时，又兼顾了顺作法留设大开口出土空间的优点。对于大开口逆作法，关键技术在于在确保结构变形和拉应力在设计允许范围内，确定大开口的位置和尺寸大小以及对主体结构的加固方式等。

此外，对逆作结构受力机理和变形特点的研究、支护墙体形式的多样化发展、设计施工一体化研究等均是未来的发展方向，并且随着计算机模拟技术的不断发展，计算模型的精准性随之提高，对逆作法在深基坑工程中的应用进行三维模拟计算也成为可能[10]，进一步提升了工作效率和安全系数。

4 结语

文章在介绍逆作法施工技术原理、特点的基础上，对逆作法在深基坑工程中的应用情况进行了分析，主要针对密集建筑区和软土质地质条件下逆作法的应用；最后对逆作法在深基坑工应用中应注意的问题及技术发展趋势进行了简述，相信随着城市空间的不断发展，逆作法施工技术会有越来越广泛的应用前景。

[1]杨学林,周平槐.逆作地下室设计中的若干关键问题[J].岩土工程学报,2010,32(7):238-244.

[2]贾坚.逆作开挖深基坑控制卸载变形的方法与实践[J],岩土工程学报,2007,29(2):304-308

[3]郭晓航,谢小林,贾坚.软土深基坑逆作开挖差异隆沉控制研究[J],岩土工程学报,2012,34(11):72-76.

[4]戴斌,王卫东,徐中华.密集建筑区域中深基坑全逆作法的设计与实践[J],地下空间与工程学报,2005,1(4):579-583.

[5]钟铮,许亮.紧邻保护建筑的深基坑逆作法设计与实践[J],岩土工程学报,2010,32(7):249-255.

[6]丁勇春,程泽坤,王建华.深基坑施工对历史建筑的变形影响及控制研究[J],岩土工程学报,2012,34(11):644-648.

[7]王允恭.逆作法设计施工与实例[M].北京:中国建筑工业出版社,2011.

[8]刘建航,侯学渊.基坑工程手册[M].北京:中国建筑工业出版社,1997.

[9]赖允瑾,周生华.大开口逆作法技术在深大基坑中的应用[J],岩土工程学报,2010,32(7):299-305.