1.概述
據(jù)統(tǒng)計,我國建成的高層建筑累計已超過1.3億平方米,高度超過100m的超高層建筑已超過200幢。高層建筑最深的地下室基坑為6層,深度-26.2m。國外已達13層。深基坑支護方法很多,而且有的方法尚在不斷發(fā)展之中,每一種基坑支護都有各自的適用條件和一定的局限性。所以,對施工方案的選擇應慎之又慎,否則一旦出現(xiàn)深基坑支護倒塌事故,不僅給工程造成重大經濟損失,還對周圍環(huán)境造成不良影響。逆作法就是一項近幾年發(fā)展起來新興的基坑支護技術。它是施工高層建筑多層地下室和其他多層地下結構的有效方法。在國外如美、日、德、法等國家,已廣泛應用,收到較好的效果。例如:日本的讀賣新聞社大樓,地上9層、地下6層。采用逆作法施工,總工期只用22個月,與日本采用傳統(tǒng)施工方法施工的類似工程相比,縮短工期6個月。又如美國芝加哥水塔廣場大廈,75層、高203m,4層地下室,用18m深地下連續(xù)墻和144根大直徑灌注樁作為中間支承柱,用逆作法進行施工,當該工程地下室結構全部完成時,主樓上部結構已施工至32層。
雖然逆作法的施工工藝和相關理論都取得一定成果,應用也有一定的普及,但目前仍作為一種特殊施工方法應用,主要用于對工程有特殊要求,或用傳統(tǒng)方法施工滿足不了要求而又十分不經濟的情況下。
2. 原理
先沿建筑物地下室軸線或周圍施工地下連續(xù)墻或其他支護結構,同時建筑物內部的有關位置澆筑或打下中間支承樁和柱,作為施工期間于底板封底之前承受上部結構自重和施工荷載的支撐。然后施工地面一層的梁板樓面結構,作為地下連續(xù)墻剛度很大的支撐,隨后逐層向下開挖土方和澆筑各層地下結構,直至底板封底。同時,由于地面一層的樓面結構已完成,為上部結構施工創(chuàng)造了條件,所以可以同時向上逐層進行地上結構的施工。如此地面上、下同時進行施工,直至工程結束。
3. 逆作法分類
(1)全逆作法:利用地下各層鋼筋混凝土肋形樓板對四周圍護結構形成水平支撐。樓蓋混凝土為整體澆筑,然后在其下掏土,通過樓蓋中的預留孔洞向外運土并向下運入建筑材料。
(2)半逆作法:利用地下各層鋼筋混凝土肋形樓板中先期澆筑的交叉格形肋梁,對圍護結構形成框格式水平支撐,待土方開挖完成后再二次澆筑肋形樓板。
?。?)部分逆作法:用基坑內四周暫時保留的局部土方對四周圍護結構形成水平抵擋,抵消側向壓力所產生的一部分位移。
?。?)分層逆作法:此方法主要是針對四周圍護結構,是采用分層逆作,不是先一次整體施工完成。分層逆作四周的圍護結構是采用土釘墻。
4. 工藝特點
?。?)可使建筑物上部結構的施工和地下基礎結構施工平行立體作業(yè),在建筑規(guī)模大、 上下層次多時,大約可節(jié)省工時1/3。
?。?)受力良好合理,圍護結構變形量小,因而對鄰近建筑的影響亦小。
?。?)施工可少受風雨影響,且土方開挖可較少或基本不占總工期。
?。?)最大限度利用地下空間,擴大地下室建筑面積。
(5)一層結構平面可作為工作平臺,不必另外架設開挖工作平臺與內撐,這樣大幅度削減了支撐和工作平臺等大型臨時設施,減少了施工費用。
?。?)由于開挖和施工的交錯進行,逆作結構的自身荷載由立柱直接承擔并傳遞至地基,減少了大開挖時卸載對持力層的影響,降低了基坑內地基回彈量。
(7)逆作法存在的不足,如逆作法支撐位置受地下室層高的限制,無法調整高度,如遇較大層高的地下室,有時需另設臨時水平支撐或加大圍護墻的斷面及配筋。由于挖土是在頂部封閉狀態(tài)下進行,基坑中還分布有一定數(shù)量的中間支承柱和降水用井點管,目前尚缺乏小型、靈活、高效的小型挖土機械,使挖土的難度增大。但這些技術問題相信很快會得到解決。