深业南沙项目逆作法设计分享

深业南沙项目逆作法设计分享

陈智财

深圳市华阳国际工程设计股份有限公司广州分公司 510000

摘要：通过逆作法的优缺点了解在什么情况下可采用逆作法设计。通过各个工况分析深业南沙项目逆作法施工的可行性。

关键词：逆作法设计；地下室；

引言

如今城市的建筑越来越密集，用地越来越紧张，传统的开敞式施工方法在施工条件上或成本上已无法满足地下室建筑的需求。而逆作法施工可最大限度利用地下室空间，达到经济性、工期及建筑使用上的平衡的较优选择。

1、何为逆作法及其优缺点分析

了解逆作法之前，首先我们了解其反义词：顺作法。顺作法包含大开口放坡、支护结构围护后垂直开挖等，挖至设计标高后再由底板开始，由下而上逐层施工的施工方法。顺作法施工存在着一些问题，譬如：（1）工期长，需要基坑施工完后才能施工地下室；（2）大开口放坡仅适合浅开挖工程；（3）深基坑需要增加大量的水平支撑或锚索，成本高；（4）对周围环境影响较大，深基坑的开挖，基坑的变形和周围地面的沉降。

为了解决上述的这些问题，就有了逆作法这种施工方法。逆作法分为全逆作法、半逆作法、部分逆作法。全逆作法：利用各层钢筋砼楼盖对四周的围护结构形成水平支撑，从顶板开始，浇筑完楼板后，在其下掏土，通过楼板中预留的孔洞把土送走，再施工下层楼板，就这样一层一层由上往下施工的方法。半逆作法：半逆作法与全逆作法施工顺序基本一致，区别在于半逆作法是利用各层钢筋砼楼盖的框梁对四周的围护结构形成水平支撑，而楼板为最后一步才浇筑的。还有另外一种半逆作法（中顺边逆）：当基坑面积较大的时候，把地下室切分为中心岛及周边两个区域，中心岛采用顺作施工，周边采用逆作法施工的方法。深业南沙项目就是采用了中心岛顺作、周边逆作的这种半逆作法。

逆作法有以下这些优点：（1）缩短工程总工期，上部建筑与地下结构可以平行作业，当上下层数较多时，可省下不少的工时；（2）对周围环境影响小，围护结构的变形量小，对相邻建筑的影响也会降低；（3）可最大限度利用地下空间，增大地下室建筑面积；（4）减少支撑的投入，不必另外假设开挖工作平台或内撑，大幅度削减施工费用。逆作法也有一些缺点：（1）收地下室层高的限制，支撑位置高度无法调整；（2）挖土难度较大，挖土作业空间狭小，不利于大规模的土方作业；（3）结构接头处理较多；（4）对围护结构的施工精度要求较高。总体上来说还是利大于弊。

2、深业南沙项目逆作法分析

2.1为何选用中顺边逆逆作法

此项目位于广州市南沙区横沥岛，现岛上均为新开发工程，市政道路也正在施工。深业项目启动的时候，市政道路正处于地基处理阶段，当地管理局不允许各个开发商的项目出现会影响到市政道路建设的方案。在基坑设计阶段，本项目考虑了好几种方案报给当地管理局。其中有：（1）全重力式水泥土墙支护方案；（2）灌注桩+可回收式锚索支护方案；（3）SMW工法支护方案；（4）双排桩+内支撑支护方案；（5）主体结构内支撑+灌注桩支护方案（即上文所述的“中顺边逆”逆作法方案）。

这几种方案优缺点在哪？首先造价上来说，第（1）、（3）种造价最低，大概为一亿，而造价最高的为第（4）种，造价比第一种翻了一倍。然后再数报建的可行性，第（1）种支护的高度满足不了地下室深度的要求，且基坑的变形量较大影响到市政道路；第（2）、（3）种都是采用了锚索，进入道路上。因此，前三种方案均被当地管理局给否决了。剩下的第（4）、（5）种方案中，从造价上、工期上来说，逆作法方案均占有优势。因此最终此项目采用了“中顺边逆”的逆作法方案。

2.2逆作法施工顺序

如何实现逆作法施工，最主要的目的就是要理清楚施工的顺序，以下按工况顺序来说明怎么施工及每个步骤需要注意什么。

工况一：支护灌注桩及地下室侧壁范围桩的施工；

工况二：逆作法区域主体桩及柱子的施工。

工况一~工况二是一个连续的过程，我们在这个过程中需要注意几点。首先是桩的类型，逆作法工程中，竖向承载力要求都是比较高的，一般为一柱一桩的形式，因此此项目采用的是灌注桩；然后就是柱子的选型，逆作法工程柱子一般采用的形式有格构柱、H型钢柱、钢管柱等，此项目采用的是钢管柱；第三点，钢管柱直径比桩直径小，但开孔是按桩直径开的，那么就需要砂石填实钢管柱周边；第四点，当桩径较小时，钢管柱的插入到桩上的栓钉会与灌注桩的钢筋笼冲突以致无法安装，本项目的措施是在此高度范围内的桩直径增大，以保证钢管柱能插入到灌注桩内的要求；最后一点，就是浇筑混凝土时的浮浆问题，本项目采取的措施为浇筑混凝土时，桩顶标高以上应继续浇筑一米以上的混凝土，以保证桩内的混凝土没出出现浮浆。

工况三：顺作区域主体桩、负二层至顶板结构主体施工；

工况四：逆作区域顶板施工、预留出土口。

到了工况三~四这个阶段，先按放坡的形式开挖基坑，把顺做中心岛这个区域施工至地下室顶板后，就可以开始施工逆作区的顶板。此时，地下室顶板作为支护的第一重水平支撑，为开挖负一层土做准备。在逆作法区域开挖的过程中，支护对地下室力的传递有两个阶段，第一个阶段为挖开负一层土的时候，支护对顶板产生的水平作用力；第二个阶段为挖开负二层土的时候，支护分别对地下室顶板、负一层楼板产生的水平作用力。这两个阶段作用力的大小都是不一样的，应根据不同的情况来分开建模考虑，最后配筋包络设计。除了受力情况的考虑外，还有三个需要注意的地方。第一个就是钢管柱与顶板楼盖是通过环梁进行连接的，而我们需要注意分析清楚此连接做法的可行性。第二个是支护如何通过顶板楼盖传力的，这个传力构件称为换撑板或者换撑短梁，用于连接地下室与支护间的空隙。最后一个就是后浇带的处理方式，逆作法的原理就是通过主体梁板来抵抗支护的水平力，而后浇带会隔断力的传递，本项目的做法为在后浇带位置每隔一米设置一个传力构件。

工况五：土方开挖至负一层、负一层施工、预留出入口。

工况五要注意的地方与工况三~四基本差不多，只是细节上有些不同，为此不在一一叙述。

工况六：土方开挖至底板、完成底板施工、侧壁施工；

工况七：待侧壁砼强度达到设计要求后，进行侧壁回填，拆除左右临时支撑，各楼层缺口补强。

最后这两个工况，我们要注意的就是各个位置上的止水做法。除了通常设置的止水做法外，还有两处需要另外设置止水做法的。首先逆作法的桩、柱是一体先施工的，因此施工底板的时候需要再柱子周圈焊上一道止水钢板。然后就是侧壁位置的止水做法，这个位置需要考虑如何才能不打断侧壁在各层楼板标高的暗梁箍筋、如何方便浇筑混凝土，最后采取的方式为在暗梁下增加卡槽，在卡槽的凹口处采用膨胀止水条的方式来止水。

结语

深业南沙项目的半逆作法施工优势在于不影响红线外的市政路情况下，尽可能的扩大红线内地下室建筑使用面积。且基坑支护与主体结构的总造价、总工期有一定的节省。通过各个工况的施工做法分析，可让各单位更好的了解逆作法的施工过程，更好的完成项目。

参考文献

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[2]DG/TJ08-2113-2012,逆作法施工技术规程[S].

[3] JGJ 432-2018,建筑工程逆作法技术标准[S].

[4] JGJ 165-2010,地下建筑工程逆作法技术规程[S].

[5]徐至钧, & 赵锡宏. (2002). 逆作法设计与施工:深基坑支护设计理论与技术新进展. 机械工业出版社.