陳燦林，陳永斌，段尊成，李家富

(日照鋼鐵控股集團有限公司，山東 日照 276800)

0 引言

在礦山建設及冶煉工程建設過程中會遇到一些大規(guī)模的地下構筑物，比如地下水池、旋流井、地下設備用房等，會面臨著深基坑工程的問題。由于工程地質和水文地質條件復雜多變、環(huán)境保護要求越來越高、基坑工程規(guī)模向超大面積和大深度方向發(fā)展、工期進度及資源節(jié)約等開發(fā)條件要求日益復雜，與傳統的深基坑施工方法相比，逆作法施工具有保護環(huán)境、節(jié)約社會資源、縮短建設周期等諸多優(yōu)點，它克服了常規(guī)臨時支護存在的諸多不足之處，是進行可持續(xù)發(fā)展的地下空間施工和建設節(jié)約型工程的有效技術手段。

1 逆作法施工技術原理

逆作法施工技術的原理是將建筑地下結構自上往下逐層施工，即沿建筑物地下室四周施工連續(xù)墻或密排樁，作為地下室外墻或基坑的圍護結構，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，從而組成逆作的豎向承重體系，隨之從上向下挖一層土方，澆筑一層地下室梁板結構，當達到一定強度后，即可作為圍護結構的內水平支撐，以滿足繼續(xù)往下施工的安全要求。與此同時，由于地下室頂面結構的完成，也為上部結構施工創(chuàng)造了條件，所以也可同時逐層向上進行地上結構的施工。

2 逆作法施工工藝

2.1 逆作法施工分類

因各工程的地質條件和四周環(huán)境差異，以及施工要求的不同，逆作法施工主要分為全逆作法、半逆作法、部分逆作法、分層逆作法四類。

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；在逆作地下結構的同時，還可以進行地上結構的施工(見圖1)。

圖1 全逆作法示意圖

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(見圖2)。

圖2 半逆作法示意圖

3)部分逆作法：利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，抵消側向土壓力所產生的一部分位移。在基坑中部按正作法施工，基坑邊四周用逆作法，這種方法也叫盆狀開挖逆作法(見圖3)。

圖3 部分逆作法示意圖

4)分層逆作法：此方法與上述各種所述的逆作法不同，主要是針對四周圍護結構，采用分層逆作，不是一次整體施工完成。分層逆作四周的圍護結構是采用土釘墻，采用這種分層逆作法造價較低，施工速度快，但對土質要求相對較高(見圖4)。

2.2 逆作法施工程序

根據逆作法的工藝原理，逆作法施工的基本程序：圍護結構施工→中間支承柱施工→地下結構-1層挖土、頂板及內部結構施工→地下結構-2層挖土、梁板及內部結構施工(此時地下結構和地上結構可同時施工)→地下結構-n層挖土、梁板及內部結構施工→地下結構底板封底并養(yǎng)護至設計強度→繼續(xù)進行地上結構施工，直至工程結束[1]。

3 逆作法技術應用優(yōu)勢探討與分析

3.1 逆作法施工技術優(yōu)勢分析

傳統施工地下工程的方法是敞開式明挖施工，即大開口放坡開挖，或用支護結構圍護后垂直開挖，挖至設計標高后澆筑鋼筋混凝土底板，再由下而上逐層施工各層地下室結構，待地下結構完成后再進行地上結構施工。但對于深度大、地質條件差、周邊環(huán)境復雜的地下工程，用上述傳統方法施工存在一些問題。首先，支護結構的設置存在一定困難，由于基坑很深，支護結構的擋墻長度很大，費用大幅增加，尤其是基坑內部支護結構的支撐用量大，一方面需用大量大規(guī)格的鋼材，另一方面也增加了地下結構施工的難度；其次，如用井點設備降低地下水時，水位的降低會引起土體固結，使周圍地面產生沉降，如不采取特殊措施，會危及基坑附近的建筑物、地下管線和道路等[2]。

與傳統施工方法比較，用逆作法施工地下結構的優(yōu)勢：①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，可大幅縮短工期。②受力良好合理，圍護結構變形量小，對鄰近建筑的影響小。③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，也可節(jié)省土方挖填費用。④最大限度利用地下空間，擴大地下建筑面積，可節(jié)省地下結構外墻工程費用。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，大幅削減了支撐和工作平臺等大型臨時設施，減少了施工費用。⑥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，使底板設計趨向合理，有利于結構抵抗外力作用。⑦可簡化基坑的施工工序，有明顯的經濟效益。

4.2 逆作法技術應用探討

根據工程實踐逆作法施工已形成多種方法，但在施工時，逆作方法的選擇也是很重要的，選擇不好，就會延誤工期，加大工程的費用，有時還會造成工程事故，給工程帶來不應有的損失。

采用逆作法施工工藝，必須具備兩個基本條件：①其施工用圍護結構原則上應該是永久性的，而且是作為建筑物主體受力結構的一部分，一般采用的是地下連續(xù)墻作圍護，并于內部施工時再覆以內襯，成為一種復合受力的結構。②必須采用“一樁一柱”的基礎，每根樁必須能承受上部和地下結構自重，以及施工設施、施工荷載等各種荷載[3]。

逆作方法的選擇主要考慮的幾個重要因素：①基坑深度。地下越深，施工的難度越大，選用逆作法施工，首要考慮的是地下深度問題。②工程地質。在確定逆作方法前，必須對工程地質進行詳細地勘察，切忌簡單憑經驗從事。比如地質較好，但四周環(huán)境較差，可采用簡單可行的逆作方法；地質較差，雖然四周環(huán)境較好，必須采用可靠的逆作方法。③地下水影響。地下水對基坑開挖的影響很大，在基坑開挖中不論采用何種逆作方法，都不能忽視水文地質勘察工作，所以一定要在施工前將地下水的形成及種類調查清楚，以便選用合適的止水方案和降水措施，以保證逆作施工時，不出現因地下水因素造成的基坑坍塌。④周邊環(huán)境影響?；铀闹艿沫h(huán)境也是決定選用逆作方法的重要因素，四周的環(huán)境除了地上建筑距基坑的距離之外，對地下各類管線、電纜等調查也特別重要，以防因逆作施工破壞四周的地下工程，對基坑產生次生災害。⑤工程工期要求緊，縮短施工工期對工程有特別重要的意義或具有巨大經濟效益時，宜選用逆作法施工。

5 結語

近年來，地下工程施工技術的發(fā)展尤為迅速，也出現不少新的施工方法，其中逆作法就是發(fā)展起來的一種新技術。實踐證明，逆作法施工技術可適用于較深基坑且對圍護結構的水平變形有嚴格限制的工程，可用于施工環(huán)境困難、場地周圍建筑物密集的工程。推廣應用逆作法，能夠提高地下工程的安全性，可大幅節(jié)約工程造價，縮短施工工期，防止周圍地基出現下沉，是一種很有發(fā)展前途和推廣價值的地下工程施工技術。