1.概述
據(jù)統(tǒng)計(jì),我國(guó)建成的高層建筑累計(jì)已超過(guò)1.3億平方米,高度超過(guò)100m的超高層建筑已超過(guò)200幢。高層建筑最深的地下室基坑為6層,深度-26.2m。國(guó)外已達(dá)13層。深基坑支護(hù)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(hù)都有各自的適用條件和一定的局限性。所以,對(duì)施工方案的選擇應(yīng)慎之又慎,否則一旦出現(xiàn)深基坑支護(hù)倒塌事故,不僅給工程造成重大經(jīng)濟(jì)損失,還對(duì)周?chē)h(huán)境造成不良影響。逆作法就是一項(xiàng)近幾年發(fā)展起來(lái)新興的基坑支護(hù)技術(shù)。它是施工高層建筑多層地下室和其他多層地下結(jié)構(gòu)的有效方法。在國(guó)外如美、日、德、法等國(guó)家,已廣泛應(yīng)用,收到較好的效果。例如:日本的讀賣(mài)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(gè)月,與日本采用傳統(tǒng)施工方法施工的類(lèi)似工程相比,縮短工期6個(gè)月。又如美國(guó)芝加哥水塔廣場(chǎng)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(jìn)行施工,當(dāng)該工程地下室結(jié)構(gòu)全部完成時(shí),主樓上部結(jié)構(gòu)已施工至32層。
雖然逆作法的施工工藝和相關(guān)理論都取得一定成果,應(yīng)用也有一定的普及,但目前仍作為一種特殊施工方法應(yīng)用,主要用于對(duì)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(jīng)濟(jì)的情況下。
2. 原理
先沿建筑物地下室軸線或周?chē)┕さ叵逻B續(xù)墻或其他支護(hù)結(jié)構(gòu),同時(shí)建筑物內(nèi)部的有關(guān)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(jié)構(gòu)自重和施工荷載的支撐。然后施工地面一層的梁板樓面結(jié)構(gòu),作為地下連續(xù)墻剛度很大的支撐,隨后逐層向下開(kāi)挖土方和澆筑各層地下結(jié)構(gòu),直至底板封底。同時(shí),由于地面一層的樓面結(jié)構(gòu)已完成,為上部結(jié)構(gòu)施工創(chuàng)造了條件,所以可以同時(shí)向上逐層進(jìn)行地上結(jié)構(gòu)的施工。如此地面上、下同時(shí)進(jìn)行施工,直至工程結(jié)束。
3. 逆作法分類(lèi)
?。?)全逆作法:利用地下各層鋼筋混凝土肋形樓板對(duì)四周?chē)o(hù)結(jié)構(gòu)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(guò)樓蓋中的預(yù)留孔洞向外運(yùn)土并向下運(yùn)入建筑材料。
?。?)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(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)形成框格式水平支撐,待土方開(kāi)挖完成后再二次澆筑肋形樓板。
(3)部分逆作法:用基坑內(nèi)四周暫時(shí)保留的局部土方對(duì)四周?chē)o(hù)結(jié)構(gòu)形成水平抵擋,抵消側(cè)向壓力所產(chǎn)生的一部分位移。
(4)分層逆作法:此方法主要是針對(duì)四周?chē)o(hù)結(jié)構(gòu),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(hù)結(jié)構(gòu)是采用土釘墻。
4. 工藝特點(diǎn)
?。?)可使建筑物上部結(jié)構(gòu)的施工和地下基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工平行立體作業(yè),在建筑規(guī)模大、 上下層次多時(shí),大約可節(jié)省工時(shí)1/3。
?。?)受力良好合理,圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形量小,因而對(duì)鄰近建筑的影響亦小。
?。?)施工可少受風(fēng)雨影響,且土方開(kāi)挖可較少或基本不占總工期。
?。?)最大限度利用地下空間,擴(kuò)大地下室建筑面積。
?。?)一層結(jié)構(gòu)平面可作為工作平臺(tái),不必另外架設(shè)開(kāi)挖工作平臺(tái)與內(nèi)撐,這樣大幅度削減了支撐和工作平臺(tái)等大型臨時(shí)設(shè)施,減少了施工費(fèi)用。
?。?)由于開(kāi)挖和施工的交錯(cuò)進(jìn)行,逆作結(jié)構(gòu)的自身荷載由立柱直接承擔(dān)并傳遞至地基,減少了大開(kāi)挖時(shí)卸載對(duì)持力層的影響,降低了基坑內(nèi)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(wú)法調(diào)整高度,如遇較大層高的地下室,有時(shí)需另設(shè)臨時(shí)水平支撐或加大圍護(hù)墻的斷面及配筋。由于挖土是在頂部封閉狀態(tài)下進(jìn)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(diǎn)管,目前尚缺乏小型、靈活、高效的小型挖土機(jī)械,使挖土的難度增大。但這些技術(shù)問(wèn)題相信很快會(huì)得到解決。