摘 要：隨著廣州經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，高層建筑如雨后春筍般紛紛涌起。在多數(shù)地下室的施工中，均采用傳統(tǒng)的正作法程序，即：開挖基坑——施工基樁——施工底板 ——施工地下室豎向構(gòu)件——施工地下室梁板。地下室施工耗費(fèi)的時(shí)間占了整棟樓相當(dāng)大的比例。近幾年來，一種“逆作法”施工新技術(shù)正被逐漸運(yùn)用并趨于成熟。該技術(shù)適用于市區(qū)建筑密度大，鄰近建筑物及周圍環(huán)境對沉降變形敏感，施工場地狹窄，施工工期緊張，地基軟土層厚等工程情況，對于三層及以上的地下室效果尤為明顯。本文就筆者設(shè)計(jì)的一個(gè)工程作為實(shí)例介紹逆作法的應(yīng)用情況。
關(guān)鍵詞：逆作法 高層建筑 設(shè)計(jì)
一、 工程概況
十甫名都商廈位于廣州市第十甫路和第十八甫路交接處，地上十五層，地下三層，基坑深度14.3 米，建筑平面約為長90米寬29米的矩形。由于場地西邊為西關(guān)風(fēng)情民居，距用地紅線不足3米，北邊為第十甫路步行街，距離約4米。規(guī)劃部門明確指示，必須嚴(yán)格控制基坑水平位移及豎向沉降，絕不允許出現(xiàn)鄰近房屋產(chǎn)生裂縫或路面開裂、下沉的情況。另一方面，甲方從商業(yè)角度出發(fā)也提出要求，一是地下室的邊線應(yīng)盡量貼近用地紅線，以取得使用空間；二是要求盡量縮短工期，力求比鄰近同類建筑先封頂，以便售樓。在這種情況下，逆作法施工技術(shù)便充分體現(xiàn)其優(yōu)越性。
二、 地質(zhì)情況
該場地地質(zhì)分布情況自上而下大致如下：
1、 淤泥質(zhì)粘土，流塑，飽和，平均厚度1.9米，c=10 KPa，φ=6~8°；
2、 中粗砂及粉砂層，飽和，松散，平均厚度7.5米，c=0，φ=28~30°；
3、 粉質(zhì)粘土層，飽和-稍濕，可塑-堅(jiān)硬，平均厚度5米，可塑土c=30kPa
4、 全風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖，平均厚度3米；
5、 強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖，平均厚度5.5米；
三、 設(shè)計(jì)思路
針對工程設(shè)計(jì)要求和地質(zhì)條件，工程師結(jié)合逆作法的特點(diǎn)，確定了以下幾個(gè)重要設(shè)計(jì)措施：
1、 為了有效地控制基坑變形，采用地下連續(xù)墻作為基坑支護(hù)手段，可同時(shí)具備擋土和止水作用。利用地下室各層樓面的梁板體系作為水平側(cè)向支撐，地下連續(xù)墻將與內(nèi)襯墻一起構(gòu)成地下室外墻，成為永久性構(gòu)件。
2、 為了爭取時(shí)間，限度縮短工期，從首層樓面開始，向上下兩個(gè)方向同時(shí)施工，爭取地下室與上部結(jié)構(gòu)同時(shí)完工，具體施工步驟將在下一節(jié)介紹。
3、 出于逆作法施工需要，地下室豎向構(gòu)件采用鋼管柱。長度3層樓高，一次吊裝到位。
4、 人工挖孔樁從現(xiàn)地面開挖，為了準(zhǔn)確安裝鋼管柱，鋼管柱底以上的空段部分應(yīng)考慮工人到樁底定位鋼管柱時(shí)的操作面，一般操作面不小于60cm，故空段部分樁徑為鋼管柱直徑加上1.2米，而基樁部分直徑按承載力要求確定。
當(dāng)以上幾個(gè)因素明確后，設(shè)計(jì)方案便基本明朗。
四、 逆作法步驟
1、 施工地下連續(xù)墻。經(jīng)計(jì)算地下連續(xù)墻厚度800mm，標(biāo)準(zhǔn)槽段長度6米，深度18米左右，即到達(dá)基坑底面以下3-5米，且下端進(jìn)入強(qiáng)風(fēng)化層不少于1.5米，以確保止水效果。槽段之間采用工字鋼剛性接頭。
2、 施工人工挖孔樁。人工挖孔樁分為基樁部分與上部空段兩部分。當(dāng)基樁部分澆灌到樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高以下1米時(shí)，便由工人下去安裝定位環(huán)并調(diào)校水平，然后由工人在下面扶正，卡位，保證其垂直度后，在地面用十字架固定鋼管柱上端，用高拋法澆筑管內(nèi)高強(qiáng)混凝土。
3、 開挖至-4.5m標(biāo)高。此時(shí)地下連續(xù)墻處于懸臂狀態(tài)，現(xiàn)場監(jiān)測得水平位移發(fā)生頂點(diǎn)處，約3.7mm，平面位置在矩形長邊中部。施工首層樓面梁板及上部普通混凝土柱，在平面靠近第十八甫路處預(yù)留10米X10米出土口，方便運(yùn)輸。
4、 開挖至-7 米標(biāo)高，施工負(fù)一層樓面梁板及上部結(jié)構(gòu)。在二層樓面梁安裝吊車梁，設(shè)計(jì)該梁時(shí)應(yīng)考慮吊運(yùn)土方和機(jī)械時(shí)的荷載，負(fù)一層樓面出土口位置與首層一致。對于地下連續(xù)墻而言，首層和負(fù)一層樓面的水平剛度可視為兩個(gè)鉸支座。但是出土口處的槽段應(yīng)設(shè)置腰梁和鋼支撐?，F(xiàn)場監(jiān)測得水平位移發(fā)生頂點(diǎn)處，約5.3mm.此時(shí)上部結(jié)構(gòu)施工至三層樓面。
5、 開挖至-14.3米標(biāo)高（地下室底板底），從-9.5米開始即采用盆式開挖，即在周邊留有4.5米左右的反壓土，以控制連續(xù)墻的位移，保證基坑安全。此時(shí)地下連續(xù)墻可視為下部為連續(xù)的彈性支座，上部兩個(gè)鉸支座的連續(xù)梁，受荷形態(tài)簡化為上三角形下梯形?，F(xiàn)場監(jiān)測得水平位移發(fā)生在-9.7米標(biāo)高處，約13.2mm.此時(shí)上部結(jié)構(gòu)施工至七層樓面。
6、 施工負(fù)二層樓面主梁梁格，即樓板及次梁暫不施工，以便吊土，通過主梁和腰梁系統(tǒng)為連續(xù)墻提供一定的側(cè)向支承，其概念類似于對撐系統(tǒng)。
7、 完成其余土方工作，施工底板和負(fù)二層樓面，吊出挖土機(jī)，封閉出土口。至此地下室土建主體已完工，同時(shí)上部結(jié)構(gòu)也已封頂。在整個(gè)施工過程中，地下連續(xù)墻位移為14.3mm，位置在-11.3米標(biāo)高處，遠(yuǎn)小于規(guī)范限值?；又苓厛龅匚窗l(fā)現(xiàn)明顯下陷，鄰近房屋未見明顯裂縫，保護(hù)效果非常理想。
關(guān)鍵詞：逆作法 高層建筑 設(shè)計(jì)
一、 工程概況
十甫名都商廈位于廣州市第十甫路和第十八甫路交接處，地上十五層，地下三層，基坑深度14.3 米，建筑平面約為長90米寬29米的矩形。由于場地西邊為西關(guān)風(fēng)情民居，距用地紅線不足3米，北邊為第十甫路步行街，距離約4米。規(guī)劃部門明確指示，必須嚴(yán)格控制基坑水平位移及豎向沉降，絕不允許出現(xiàn)鄰近房屋產(chǎn)生裂縫或路面開裂、下沉的情況。另一方面，甲方從商業(yè)角度出發(fā)也提出要求，一是地下室的邊線應(yīng)盡量貼近用地紅線，以取得使用空間；二是要求盡量縮短工期，力求比鄰近同類建筑先封頂，以便售樓。在這種情況下，逆作法施工技術(shù)便充分體現(xiàn)其優(yōu)越性。
二、 地質(zhì)情況
該場地地質(zhì)分布情況自上而下大致如下：
1、 淤泥質(zhì)粘土，流塑，飽和，平均厚度1.9米，c=10 KPa，φ=6~8°；
2、 中粗砂及粉砂層，飽和，松散，平均厚度7.5米，c=0，φ=28~30°；
3、 粉質(zhì)粘土層，飽和-稍濕，可塑-堅(jiān)硬，平均厚度5米，可塑土c=30kPa
4、 全風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖，平均厚度3米；
5、 強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖，平均厚度5.5米；
三、 設(shè)計(jì)思路
針對工程設(shè)計(jì)要求和地質(zhì)條件，工程師結(jié)合逆作法的特點(diǎn)，確定了以下幾個(gè)重要設(shè)計(jì)措施：
1、 為了有效地控制基坑變形，采用地下連續(xù)墻作為基坑支護(hù)手段，可同時(shí)具備擋土和止水作用。利用地下室各層樓面的梁板體系作為水平側(cè)向支撐，地下連續(xù)墻將與內(nèi)襯墻一起構(gòu)成地下室外墻，成為永久性構(gòu)件。
2、 為了爭取時(shí)間，限度縮短工期，從首層樓面開始，向上下兩個(gè)方向同時(shí)施工，爭取地下室與上部結(jié)構(gòu)同時(shí)完工，具體施工步驟將在下一節(jié)介紹。
3、 出于逆作法施工需要，地下室豎向構(gòu)件采用鋼管柱。長度3層樓高，一次吊裝到位。
4、 人工挖孔樁從現(xiàn)地面開挖，為了準(zhǔn)確安裝鋼管柱，鋼管柱底以上的空段部分應(yīng)考慮工人到樁底定位鋼管柱時(shí)的操作面，一般操作面不小于60cm，故空段部分樁徑為鋼管柱直徑加上1.2米，而基樁部分直徑按承載力要求確定。
當(dāng)以上幾個(gè)因素明確后，設(shè)計(jì)方案便基本明朗。
四、 逆作法步驟
1、 施工地下連續(xù)墻。經(jīng)計(jì)算地下連續(xù)墻厚度800mm，標(biāo)準(zhǔn)槽段長度6米，深度18米左右，即到達(dá)基坑底面以下3-5米，且下端進(jìn)入強(qiáng)風(fēng)化層不少于1.5米，以確保止水效果。槽段之間采用工字鋼剛性接頭。
2、 施工人工挖孔樁。人工挖孔樁分為基樁部分與上部空段兩部分。當(dāng)基樁部分澆灌到樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高以下1米時(shí)，便由工人下去安裝定位環(huán)并調(diào)校水平，然后由工人在下面扶正，卡位，保證其垂直度后，在地面用十字架固定鋼管柱上端，用高拋法澆筑管內(nèi)高強(qiáng)混凝土。
3、 開挖至-4.5m標(biāo)高。此時(shí)地下連續(xù)墻處于懸臂狀態(tài)，現(xiàn)場監(jiān)測得水平位移發(fā)生頂點(diǎn)處，約3.7mm，平面位置在矩形長邊中部。施工首層樓面梁板及上部普通混凝土柱，在平面靠近第十八甫路處預(yù)留10米X10米出土口，方便運(yùn)輸。
4、 開挖至-7 米標(biāo)高，施工負(fù)一層樓面梁板及上部結(jié)構(gòu)。在二層樓面梁安裝吊車梁，設(shè)計(jì)該梁時(shí)應(yīng)考慮吊運(yùn)土方和機(jī)械時(shí)的荷載，負(fù)一層樓面出土口位置與首層一致。對于地下連續(xù)墻而言，首層和負(fù)一層樓面的水平剛度可視為兩個(gè)鉸支座。但是出土口處的槽段應(yīng)設(shè)置腰梁和鋼支撐?，F(xiàn)場監(jiān)測得水平位移發(fā)生頂點(diǎn)處，約5.3mm.此時(shí)上部結(jié)構(gòu)施工至三層樓面。
5、 開挖至-14.3米標(biāo)高（地下室底板底），從-9.5米開始即采用盆式開挖，即在周邊留有4.5米左右的反壓土，以控制連續(xù)墻的位移，保證基坑安全。此時(shí)地下連續(xù)墻可視為下部為連續(xù)的彈性支座，上部兩個(gè)鉸支座的連續(xù)梁，受荷形態(tài)簡化為上三角形下梯形?，F(xiàn)場監(jiān)測得水平位移發(fā)生在-9.7米標(biāo)高處，約13.2mm.此時(shí)上部結(jié)構(gòu)施工至七層樓面。
6、 施工負(fù)二層樓面主梁梁格，即樓板及次梁暫不施工，以便吊土，通過主梁和腰梁系統(tǒng)為連續(xù)墻提供一定的側(cè)向支承，其概念類似于對撐系統(tǒng)。
7、 完成其余土方工作，施工底板和負(fù)二層樓面，吊出挖土機(jī)，封閉出土口。至此地下室土建主體已完工，同時(shí)上部結(jié)構(gòu)也已封頂。在整個(gè)施工過程中，地下連續(xù)墻位移為14.3mm，位置在-11.3米標(biāo)高處，遠(yuǎn)小于規(guī)范限值?；又苓厛龅匚窗l(fā)現(xiàn)明顯下陷，鄰近房屋未見明顯裂縫，保護(hù)效果非常理想。