高层建筑工程中逆作法施工技术的应用

李中雷

（山西三建集团有限公司，山西长治 046000）

0 引言

随着中国城市化进程的加快，越来越多的人涌入城市，城市中有限的居住空间使城市的居住环境越来越差。为了减轻这个问题，有必要对城市中的高层建筑进行加固。在高层建筑中，基础建设是一个非常重要的子项目，其成本约为项目总成本的1/3。逆作法具有良好的经济效益和社会效益，可以最大限度消除城市建设中的环境影响，被广泛用于高层建筑的建造中，这进一步促进我国建筑业的发展。

1 逆作法阐述

在高层建筑的建造中，基础通常更复杂。为了节省施工时间并减少对周围环境的影响，地下结构的施工应采用非常规的施工技术。逆作法的施工技术是：首先在结构的外层地下连续地建墙，然后在结构中承重柱的轴向位置建造支撑柱，以形成地下承重结构，然后从上到下进行挖掘。在地下室中挖掘梁和楼板结构，创建梁和楼板，在地下室中完成墙、柱、梁和楼板，然后依次构建。在第一层的屋顶结构达到强度后，还可以从下至上建造地面部分结构，从而可以缩短施工时间并促进进度目标的顺利实现。在高层建筑施工中，根据施工技术的不同，可分为全逆作法施工，半逆作法施工，部分逆作法施工和分层逆作法施工。在高层建筑的建造中，通常采用逆作法可以同时在地下和地面上建造。

2 逆作法施工工艺特点

2.1 优点

①一般采用地下连续墙作为基坑维护结构，墙体刚性大，基坑变形小，受力合理，对邻近建筑的影响亦小；②采用地下连续去墙作为挡土墙和结构外墙，土方开挖只挖走地下室范围内的土方，降低土方开挖量的同时省去了基坑肥槽作业；③土方开挖作业一般在结构板下作业，受外界自然环境干扰小，同时对外界环境的影响也小，很大程度上缓解了土方作业的扬尘与机械噪音问题；④一层结构平面可作为工作平台，降低了施工费用，提高了经济效益；⑤由于地下地上同时施工，增强了基础底板的抗浮性能；⑥可以减小基坑内地基回弹量。

2.2 缺点

①土方作业受已施工好的结构顶板及桩柱合一的钻孔灌注桩影响，施工效率低，不能规模化机械施工；②作业空间相对封闭，需增加额外的通风照明措施；③材料倒运不便，尤其是离材料倒运口较远处工作面所需钢筋等材料须靠人力二次倒运；④结构接头处理多；⑤对地下连续墙及钻孔灌注桩精度要求高，尤其是垂直度的要求。

3 实例分析高层建筑工程中逆作法施工技术的应用

某商业城地下3 层，地上酒店18 层，商业4 层，最大建筑高度78.49m，结构类型为框架剪力墙，基础形式为桩基础。项目总建筑面积为 16.58 万 m2，其中地上 9.35 万 m2，地下 7.23 万 m2。该工程基坑支护采用支护桩+锚索+内支撑的形式。但由于西侧紧邻住宅区，锚索无法施工，所以只能采用预留土反压支护的形式，该区域地下室结构只能采用盖挖逆作的形式施工。

3.1 逆作施工流程

3.1.1 钢柱施工

人工挖孔桩施工→预埋段安装→安装钢柱至地面标高→钢柱与桩孔间灌砂固定→顺做区域地下室施工→钢柱安装至设计标高→钢柱内灌注混凝土

3.1.2 盖挖逆作区施工

顺做区域地下室施工→盖挖逆作区地面标高至地下室顶板标高，土方开挖→放坡区域脚手架搭设→地下室顶板结构施工→脚手架拆除→地下室顶板至负一层楼板土方开挖→放坡区域脚手架搭设→负一层楼板结构施工→……→负二层楼板至底板土方开挖→抗浮锚杆施工→底板结构施工→地下室外墙施工

预留土区域土方共分4 次开挖，第一层土方开挖采用人工开挖，开挖完成后，施工水平结构顶板；下一层土方待上层水平结构强度达到换撑要求后再开挖，采用2 台小型挖机从两端向中间开挖，底部预留300mm 厚原状土进行人工开挖；开挖土方转运至负三层，并在负三层配置1 台挖机负责转运倒土，土方通过农用车自汽车坡道转运至地面上外运出场。逆作结构从上逐层向下施工，至底板施工完成后，再施工外墙，外墙自下向上施工，即水平结构逆作，竖向结构顺做。

预留土区主体结构材料采用塔吊进行垂直及水平运输，地下室顶板施工所需架料用塔吊运输至施工作业面，顶板施工完成且强度达到要求后将架料拆除并临时转移至负三层，供负二层、负一层施工时使用。结构施工完成后，场内剩余材料沿出土路线经坡道口运输出场。

3.1.3 逆作区土方开挖注意事项

各层土方开挖时，为防止机械对钢结构柱造成破坏，需对钢结构柱500mm 范围内土方采取人工开挖的方式进行。夜间施工时应保证照明情况良好，防止开挖过程因视野不明对立柱造成破坏。各层土方开挖前，在坡面放出各层开挖标高线，提前将开挖范围内支护面层钢筋网片切断，防止开挖过程对整体坡体稳定性造成影响。为防止开挖上一层时破坏下一层土钉，机械应顺着土钉施工方向开挖，并对距离土钉500mm 范围内土方采用人工开挖，当开挖达到大面标高用气焊将其切断后再进行下一道工序。开挖边坡土方，严禁切割坡脚，以防边坡失稳，不得在挖方上侧堆土。机械行驶道路应平整、坚实，必要时，底部应铺设枕木、钢板或基箱垫道，防止作业时下陷。在崖边进行挖掘作业时，应采取安全防护措施，作业面不得留有伞沿状及松动的大块石。当开挖过程中遇较大孤石或岩层时，应采用水磨或风镐方式下挖。

3.2 盖挖逆作区施工关键技术

3.2.1 钢管混凝土柱施工

逆作法施工过程中，中间支撑柱的施工是最重要的环节之一，底板以上多采用钢管混凝土柱、角钢格构柱或H 型钢柱。该工程盖挖逆作区域将结构柱设计为600mm×600mm×25mm 的钢管混凝土柱，并结合人工挖孔桩施工提前将钢柱安装完毕，节约格构柱的施工成本和工期，同时大大降低后期竖向结构施工的难度。

3.2.2 梁板与支护桩连接节点施工

由于地下室外墙无法提前施工，由钢柱至外墙梁板组成悬挑结构。该工程设计做法为在水平结构上延伸换撑梁，换撑梁端部嵌入支护桩200mm，并在顶部设置C25 的吊筋，形成受力体系，作为水平结构的支点（见图1）。

图1 梁板与支护桩连接节点（单位：mm）

3.2.3 外墙施工缝节点施工

由于地下室外墙无法提前施工，水平结构施工完成后在外墙处必然会出现上下两道施工缝。上部施工缝按照常规做法设置止水钢板即可，但下部施工缝由于支模原因止水钢板难以施工，为此设计采用钢板橡胶止水带，但实际施工过程仍难以保证效果。因此，该工程在外墙底部沿外墙铺设两块泡沫塑料，外墙钢筋插入泡沫塑料中，止水钢板嵌入在中间的缝隙内，后期外墙施工时拆除即可。该做法既解决下部施工缝的防水隐患，又提高施工效率。

3.2.4 外墙防水及混凝土浇筑施工

该工程盖挖逆作区地下室外墙厚度为550mm，由于外墙与支护桩之间仅200mm 左右，无法在外侧进行支模及外墙防水施工。因此，地下室外墙采用单面支模方式，与基坑支护一并浇筑，为此需重点解决外墙防水及浇筑方式的问题。

由于无法在结构完成后在外侧施工防水，该工程采用预铺反粘的思路，先将支护桩一侧采用喷射混凝土和砌筑结合的方式进行找平，将防水施工至支护桩立面上，待外墙混凝土浇筑完成即可。为了解决可能存在的渗漏问题，在地下室内侧施工双墙，将自外墙渗入的水引至集水坑内。

顶板与地下室外墙的施工缝存在混凝土浇筑振捣困难、难以密实，导致侧墙施工缝渗漏水等质量问题。水平结构施工时在外墙的位置沿墙长方向间距1m 预留150mm 的浇筑孔，间隔分布在止水钢板两侧（见图2）。浇筑期间通过自浇筑孔浇筑和振捣混凝土，施工方便，质量可靠，可有效解决混凝土密实度的问题。

图2 外墙浇筑预留孔设置

4 结语

我国建筑行业受到现代科技信息的影响和推动，得到进一步的发展。逆作法作为当前高层建筑施工中常用的一种施工技术，有着良好的承载能力，可以节省施工成本和施工时间，有助于加快施工进度。相关工作人员应当充分落实各个环节施工技术，同时加强施工质量控制，提高深基坑逆作法施工技术水平。