逆作法挖土

逆作法是在開挖的時候，利用主體工程地下結構作為基坑支護結構，並採取地下結構由上而下的設計施工方法，即挖土到達某一設計標高時，就先開始做主體結構，然後再繼續向下開挖，直至開挖至設計標高。

基本介紹

• 中文名：逆作法挖土
• 性質：工程
• 特徵：建築物地下室軸線或周圍施工
• 優點：地下連續牆或其他支護結構

基本介紹

逆作法是利用主體工程地下結構作為基坑支護結構，並採取地下結構由上而下的設計施工方法。逆作法可設計為不同的圍護結構支撐方式，分為全逆作法、半逆作法、部分逆作法等多種形式。逆作法以結構代替支撐，支撐剛度大，利於控制變形，還避免了資源浪費，經濟效益顯著，並且可以上下同時施工，增大作業面，縮短工期，是超大面積、超深基坑工程更為安全、可靠、經濟、合理的設計施工方法。（簡單的講，就是地上部分和地下部分同時施工）

先沿建築物地下室軸線或周圍施工地下連續牆或其他支護結構，同時建築物內部的有關位置澆築或打下中間支承樁和柱，作為施工期間於底板封底之前承受上部結構自重和施工荷載的支撐。然後施工地面一層的梁板樓面結構，作為地下連續牆剛度很大的支撐，隨後逐層向下開挖土方和澆築各層地下結構，直至底板封底。同時，由於地面一層的樓面結構已完成，為上部結構施工創造了條件，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。

高層建築多層地下室結構逆作法施工工法在建築物和管線密集的地下高水位軟土地基上建造高層建築多層地下室，對深基坑的圍護變形和土體的位移、地表和管線沉降等各項指標均有嚴格要求。

特點

“逆作法”工法的最大特點是利用柱下樁及基坑周邊地下連續牆圍護作為逆作法施工期間承重地上、地下結構的荷載及其施工荷載，利用地下室樓板，作為基坑施工的支撐。其中柱樁的深度、柱徑與地下牆的深度、厚度需經過計算確定。

地下多層逆作法挖土採用地下室首層樓板完成後，由專用取土設備與人力相結合在樓板底下挖土，挖至下一層樓板標高后，澆築該層樓板結構，然後再用相同方法挖土，澆築樓板，如此直至地下室大底板完成。

“逆作法”施工土方，採用人力開挖與基坑水平運土，然後由設定在基坑兩端的取土口專用取土設備，將挖出的土方提升裝車外運。

地下室樓板模採用土模承重，當挖土至標高后做出混凝土墊層，並在模板擱支點上用砂漿找平，直接將模板擱置在砂漿找平層上，挖土 、混凝土墊層、砂漿找平，必須按要求嚴格控制標高誤差。

適用範圍

用於高層建築、多層地下室結構施工及類似於地下室結構的地下構築物的結構施工。但地下室連續牆中柱樁沉降量必須經過計算。

優點

採用“高層建築地下室逆作法施工技術”能有效地保護周邊環境，且具有施工工期快，支護費用省等優點。

根據逆作法由地下室樓板代替支撐的特點，故在深基坑施工中減少了支撐費用。

由於地上、地下同時施工，使整個工期明顯加快。

由於樓板代替支撐，其剛度遠大於支撐，故周邊環境得到了有效保護。

施工原理

多層地下室的傳統施工方法是“敞開式”，而“逆作法”是一種“封閉式”施工方法。其工藝原理是：先沿建築物周圍施工地下連續牆，在建築物內按柱網軸線施工柱下支承樁，然後進行首層施工。完成後同時施工地上、地下結構。待地下室大底板完成後，再進行複合柱、複合牆的施工。

逆作法施工方法是首層樓板結構完成後，即架設專用設備，然後地下挖土施工地上結構施工同時進行。根據地下一層的埋深，如施工地下二層樓板開挖深度不大於且圍護計算滿足懸挑受力要求，可直接明挖一層，施工地下二層樓板後，再地上地下同時施工。施工工藝流程逆作法，如沉降差預測不符合要求，上部結構暫停施工。一般地下施工至3-4層，地上施工至4-5框可滿足沉降差要求。

施工要求

地下挖土施工方法先從兩端的取土口，直接由取用取土設備挖出工作面，然後由人力從取土口的挖土工作面基坑中間開挖。挖出的土方用雙輪手推車，運至取土口，然後取土設備裝車外運。

地下室樓板支模

模板設計原則根據地下室樓板結構的形式，模板採用相應的土模承重方法首先將基坑內的土按施工組織設計要求挖至標高，做好混凝土墊層，待混凝土稍硬後，按圖彈出軸線與梁邊線，並在模板的支點上進一步用水泥砂漿找平，使其標高誤差控制在“規範”要求內，然後擱置模板。

模板拆除隨著地下挖土工作面的推進，當樓板板底的模板外露後，即可將模板逐塊拆下，並翻轉至下一層施工。為防止摔壞模板，拆模時應根據模板的形式採取相應的保護措施，並把該措施編制在施工組織設計內。

地下室結構相關節點

“逆作法”施工豎向承重體系採用地下牆及軸線樁，故地下牆與樓板梁的連線，應事先按設計圖紙要求，在施工地牆與中柱時埋設各類節點鋼板及連線鋼筋。

柱樑節點柱樑節點是首先在施工中柱樁時即在相應樓板標高處，預埋鋼板或錨筋節點，待地下開挖後暴露出節點後，清除節點上的淤泥，按設計要求焊接或機械連線各類錨固鋼筋。使樓板結構與中柱樁的連線可靠、安全，並滿足逆作法施工狀態下的施工荷載要求。待地下室底板完成後，再由下至上施工中柱樁外側的複合柱，使完全滿足結構設計要求。

牆、梁、板節點與柱樑節點類似，首先是在地下牆施工時在相應的樓板標高埋設相應的節點鋼板與錨筋節點，開挖後的節點施工，複合牆施工同5.3.2條。

逆作法施工期間的結構沉降差控制在逆作法施工期間，其餘部分的結構施工荷載主要靠中柱樁和周邊的地下連續牆承擔。控制整個結構的不均勻沉降是逆作法的關鍵技術措施之一

為提高中柱樁與周邊地下牆的垂直承載力減小沉降差，在施工地下牆與中柱樁時預埋設注漿管，並對樁底和牆底的沉渣部位進行壓密注漿。

根據工程樁的靜載試驗P-S曲線及地質報告等數據，暫定一個地基垂直承載剛度，然後按實際施工的各工況荷載由計算機模擬沉降量計算，得出在極限沉降差內（極限沉降差由設計約定，一般為20mm）上部結構能施工至幾層。

在結構的平面柱網線上和周邊連續牆軸線上設定沉降觀察點。一般情況下每2天觀察1次，當上部結構施工澆搗一層混凝土後一周內每天觀測1次。各點的高程均採用2次閉合測量，得到的觀測數據先進行三階多頂式平滑計算（由專用電腦程式）以提高數據的真實性。
根據計算機處理後的沉降觀察數據和觀察沉降時的上部荷載進行荷載（P），沉降（S）的N次多項式曲線擬合（也由專用電腦程式完成）。根據得到的P-S荷載沉降擬合曲線來預測施工下一層樓板和上一層樓板結構後的沉降差，從而協調地下、地上結構施工進度。使整個結構沉降差控制在設計範圍內。

通風措施地下施工通風措施採用在各層地下室樓板上預留通風口，洞口平面布置按挖土工作面的推進路線設定，隨著地下挖土工作面的推進，當露出通風口後，及時安裝大功率軸流風機，並啟動風機向地下施工操作面送風，清新空氣由各送風口流入，經地下施工操作面從取土口流出，形成空氣流通，保證施工工作面的安全。

鋼筋工程地下室樓板、梁與地牆、中柱樁的連線，均按設計要求採用預埋鋼板或插筋，然後與梁板內的鋼筋電焊連線或機械連線。

混凝土工程澆混凝土採用商品混凝土，根據施工組織設計的要求布置硬管直接接入地下各層樓面，並用混凝土輸送泵送料。

降水基坑降水可根據基坑深度、地質條件、地下室結構形式等情況採用真空深井、電滲井、噴射井點、輕型井點等方法。但降水範圍，降水量及降水速率必須經過計算確定並滿足地下施工各工況的施工要求。

質量標準

中柱工程樁質量要求：

樁位差 ±50mm 測距儀垂直度 ≤1/300 井徑儀樁質量經動載測試，不得夾泥、斷樁。

地下連續牆成槽

垂直度 1/300 超聲儀地下連續牆槽底 沉渣<100mm地下連續牆每幅接頭不得夾泥

挖土、模板

墊層與砂漿找平及降水挖土

標高 ±50mm水平儀及平水樁 （間距<2000mm）

墊層 標高 ±15mm水平儀及平水樁 （間距<2000mm）

砂漿找平 標高 ±1.5mm水平儀及靠尺降水

水位 模板墊層下1.5m，水位觀察井及測繩

其餘鋼筋混凝土結構質量要求必須符合現行施工及驗收規範。

機械設備

塔式起重機（滿足上部結構施工要求的型號）1台自製取土設備 （根據基坑面積1台/1500-200m2）一般不少於2台。

施工安全

逆作法施工的周邊環境的安全保護，應對基坑周邊圍護牆按強度要求與變形要求進行設計驗算，在施工過程中，對牆體的撓曲變形、位移進行觀察。此外，還應根據基坑周邊環境條件，分別對地下管線、臨近建築、構築物進行位移觀察，發現異常應立即採取有效措施，以確保周邊環境的安全。

“逆作法”施工，從地面轉入施工用電為220V至380V，輸電線路位置要固定，並採用專用防水電箱。

操作人員做好安全交底工作，而人員相應固定。

定製取土口設備，應有專人操作，上崗做好培訓交底，並設專人指揮。

施工用電地下施工動力，照明線路設定了專用的防水線路，並事先按布置圖在板、樑柱中埋設了穿線鋼管，隨著地下挖土工作面的推進，及時穿線設定防水電箱。自電箱至各電器設備的線路採用雙層絕緣電線，並架空鋪設在樓板底下。

工程實例

根據上海恆積大廈的逆作法施工實例，採用逆作法施工，該工程地上22層、地下4層，總建築面積5.8萬m2，基坑平面積3600m2，基坑挖土深為14m，局部電梯井深17m，為外框內筒結構，地下外牆為800厚地下連續牆，加400mm厚鋼筋混凝土襯牆。5個月內做完了地下4層、地上5層，四周道路及民房位移均在5mm內，工程結算節約費用844萬元。施工工期及保護周邊環境均取得顯著的經濟效益和社會效益。