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摘要：文章介绍了“逆作法”的工艺原理及优缺点，笔者建议在施工高层建筑多层地下室及其他多层地下结构时，可将地下连续墙方法与“逆作法”结合。并结合工程实例的施工证明，利用“逆作法”施工开挖深度大的多层地下结构是十分有效的。
关键词：地下结构；逆作法；施工
Abstract: the article introduces the "top down" principle of process and the advantages and disadvantages, the author suggest in construction high-rise building basement and other multilayer underground multilayer structure, can be underground continuous wall with "top down" combination method. And combined with the engineering practice of the construction of the proof, use "top down" construction of underground excavation depth multi-layer structure is very effective.
Keywords: underground structure; Top down; construction
中圖分类号：TV554文献标识码：A 文章编号：
1“逆作法”的工艺原理及优缺点
传统的施工多层地下室的方法是开敞式施工，即用支护结构围护后垂直开挖，或用大放坡开挖，挖至设计标高后浇筑钢筋混凝土底板，再由下而上逐层施工地下室结构，待地下结构完成后再进行地上结构施工，但上述施工方法存在一些问题。首先支护结构的设置存在一定困难，由于基坑很深，支护结构的挡墙长度增大，费用增加；其次如用井点设备降低地下水时，水位的降低会引起土体固结，使周围地面产生沉降，如不采取特殊措施，亦会危及基坑附近的建筑物、地下管线和道路等。当采用地下连续墙作多层地下主体结构的外墙时，可采用“逆作法”施工。它的工艺原理是：先沿建筑物地下室轴线或周围施工地下连续墙，同时，在建筑物内部的有关位置，浇筑或打下中间支承柱，作为施工期间于底板封底之前的承受上部结构自重和施工荷载的支撑，然后由上向下逐层开挖土方和浇筑各层地下结构，直至底板封底。同时，由于地面一层的楼面结构已完成，为上部结构施工创造了条件，这样可以同时向上逐层进行地上结构的施工(如图1)。与传统的施工方法相比，用“逆作法’’施工多层地下室主要有下述优点。
l地面层楼面结构；2．中间支承柱；3地下连续墙；4底板
图1 “逆作法”的工艺原理
1.1可节省支护
结构的支撑深度较大的多层地下室，若用传统方法施工，需设置强大的内部支撑或外部拉锚，这样会增加费用，而在用“逆作法”施工时，土方开挖后是利用地下室结构本身来支撑，作为支护结构的连续墙可省去支护结构的临时支撑。
1.2可以缩短工程施工的总工期
带多层地下室的高层建筑，传统方法施工时，其总工期为地下结构工期加地上结构工期，再加上装修等所占之工期，而用“逆作法”方法施工时，一般只有地下底层占绝对工期，其他各层地下室可与地上结构同时施工，不占绝对工期，因此可以缩短工程的总工期。地下结构层数愈多，用“逆作法”施工则工期缩短越显著。
1.3减小基坑变形及相邻建筑物等的沉降
在“逆作法”施工中，是利用逐层浇筑的地下室结构作为周围支护结构地下连续的内部支撑。由于地下室结构与临时支撑相比刚度大得多，所以地下连续墙在侧压力作用下的变形就小得多，同时，由于中间支撑柱的存在，使底板增加了支点，浇筑后的底板成为多跨连续板结构，与无中间支承柱的情况相比跨度较小，从而使底板的隆起也减少。因此“逆作法”施工能减少基坑变形，且能使相邻建筑物、道路和地下管线等的沉降减少。
1.4 使底板设计更趋向合理
在地下结构中，钢筋混凝土底板要满足抗浮要求。用传统方法施工时，底板浇筑后支点少，跨度大，上浮力产生的弯矩值大，有时为了满足施工时的抗浮要求而需加大底板的厚度，或增强底板的配筋。而当地下和地上结构施工结束，上部荷载传下后，为满足抗浮要求而加厚的混凝土，反过来又作为自重荷载作用于底板上，因而使底板设计不尽合理。而在用“逆作法”施工时，施工中底板的支点增多，跨度减小，比较容易满足抗浮要求，甚至可以减少底板配筋，使底板的结构设计更趋向合理。
2 施工技术
2.1工程概况
某工程由两幢总高度分别为140m和130m 的住宅楼和占地12000m2的地下车库组成。地下车库与住宅楼结构之间通过连接通道相连，顶板埋深lm，底板埋深10m，共二层，总建筑面积约25000 m2。车库设有两个宽度为5m的圆形小型汽车出入口，一个宽度为8m的圆形大型汽车出入口。车库总停车数量为700辆。车库外墙采用二墙合一的地下连续墙结构。地下连续墙在四个出土口处厚800mm，在其余位置厚600mm，地墙深20．8m，总延长米为608m，槽段与槽段之间采用柔性圆弧形接头。结构梁、板、柱作为主体基坑内支撑，顶板采用扁梁厚板体系，地下1层采用无梁楼盖。桩基采用钻孔灌注桩，钻孔灌注桩上部用550-12钢管内浇混凝土作承力柱。钻孔灌注桩深为57m，单桩设计承载力为2800kN。钻孔灌注桩在施工阶段作为立柱桩，永久使用阶段作为抗拔桩。在车库出口处采用钢筋混凝土支撑作临时支撑。车库出口处在逆作法完成后用顺作法施工车道。
2.2施工方案的选定
该工程场地狭小，无法满足主楼与车库同时施工要求，若先施工主楼再施工车库，将对总工期及园林的竣工工期产生影响。而且，车库占地面积大，若采用支撑方案，基坑变形大，对周围的环境保护不利。
3 逆作法施工
3.1施工现场平面布置
根据施工现场实际情况，地下车库四周开设四个出土口，并沿施工现场四周，铺设一条环通道路，供车辆行走。
3.2外围地下连续墙施工
(1)泥浆护壁。由于地下连续墙深度土层含砂量大，根据槽壁稳定计算及以往经验，选用粘度大、失水量小、护壁泥皮厚的优质泥浆；
(2)槽段开挖。在地下连续墙600厚和800厚的交接处，为了保证施工质量，先做800厚槽段，再进行600厚槽段施工；
(3)槽底清渣。由于采用二墙合一设计，地下连续墙在施工阶段有承重功能，清底时除了常规的撩抓法，增加了一道空气吸泥工艺，以确保槽底沉渣厚度在10cm范围以内；
(4)水下混凝土浇筑。地下连续墙预埋筋及预埋接驳器较密，采用20cm直径的混凝土导管进行水下混凝土浇筑。混凝土配合比中采用5～25碎石，坍落度18～22cm，混凝土浇筑上升速度不小于2m/h，初凝时间控制在4～5h。墙后接头旋喷注浆为了防止地下连续墙接头渗漏，在槽段后接头处做压密注浆，在土方开挖前完成。
3.3中间支承柱施工
(1)硬地坪施工。浇捣混凝土硬地坪，在硬地四边预埋调控系统支架埋件，用于固定钢管调控系统。
(2)护筒埋设。在硬地坪上，按中心线开凿桩孔埋设护简管，护筒管中心偏差要求不大于10mm。护简管应埋深、埋牢、埋正。护筒周围要用粘性土回填后分层压实，筒底入原土深度不小于200mm。
(3)成孔施工。支承柱施工要求高，所以必须用底盘重，稳定性好，具有导向装置的钻孔机。我们选用了GPS215和GPS220型钻机。钻机就位时用枕木垫平机座，机座四角严格用水平仪抄平，以保证导向架、机座、桩位中心点钻垂线一致；钻头直径采用与设计桩径同径的钻头。由于设计桩径上部是1000桩径，下部是850桩径，因此在施工时先采用lm直径的钻头，钻至设计深度后，再更换850钻头钻至设计深度；为确保施工质量、满足设计要求，还要对钻机的导向轨道进行校正，将导向轮和轨道调整到最佳位置间距，在钻进过程中，主钻杆接长采用连接盘式接头，螺杆固定，确保钻杆连接坚固，形成一个垂直的钻铤，以保证成孔的垂直度。成孔过程中，每钻深2-3m须用水平仪重新抄平，复核垂直度，并随时纠偏。
3.4 钢筋笼施工
中间支承柱钢筋笼在平台上预制，按吊装顺序分节制作。由于中间支承柱是抗拔桩所，钢筋笼按全笼设计。为了缩短钢筋笼下笼时间，采用了18m长的钢筋笼方案。在就位吊装时，采用了两台吊机抬吊的施工方法。
3.5 坑内降水及排水
在第一次土方开挖前，打设22口深井泵，井深13m。降水4d后开始挖土。为了使基坑操作面保持干燥，在整个基坑挖土挖至地下1层板底后，打设六套轻型井点，其中三套打在基坑内，另三套打在三个出土口。轻型井点随挖土过程随挖随拔。基坑内明水的排放，采用设置明沟结合集水井的施工方法进行。
3.6逆作法土方开挖施工
(1)明挖土阶段。采用四台大挖机进行盆式挖土，挖土时盆边盆底次完成。机械挖至比设计标高高2Ocm左右，余下的由工人迁土完成。在斜坡处，采用钢板网细石混凝土护坡。整个基坑垫层随挖随浇。
(2)暗挖土阶段。采用机械挖土与人工挖土相结合的盆式挖土方法。机械采用挖土机，人工采用手推车，在运输线路上铺设竹笆通道。土方运至四个出土口，由地面上的抓斗挖土机将土取出外运。由于进行了轻型井点降水，实际施工土质较干，于是采用50mm×200mm木方代替混凝垫层，加快了施工速度，节约了费用。
3.7模板工程
(1)顶板模板施工。顶板梁板模板采用九夹板。盆中模板由排架支撑，盆边模板由垫层支撑。盆边与盆中的垫层采用100厚cl5混凝土。
(2)地下一层模板施工。地下1层梁板模板采用九夹板。由于在这层土中，增设了轻型井点降水，基坑土层作业面干燥，经分析后，取消混凝土垫层，采用将50mm×200mm木方连成整体支撑排架及模板。
(3)基础底板施工。该工程由于面积较大，底板共设置了四条后浇带，采用专用模板进行支撑。
4、结束语
该地下车库采用逆作法进行施工，有效地解决了施工场地狭小，基坑面积大而工期要求紧的问题。外圍地下连续墙既挡土又防水，保证了施工期间土壁的稳定和基坑内的干燥；盆式挖土提高了机械挖土效率，减少了人工挖方量。同时，盆式开挖缩短地下室空气流通通道形成时间，减少了施工过程中通风设备的投入量，降低了工程造价
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词：地下结构；逆作法；施工
Abstract: the article introduces the "top down" principle of process and the advantages and disadvantages, the author suggest in construction high-rise building basement and other multilayer underground multilayer structure, can be underground continuous wall with "top down" combination method. And combined with the engineering practice of the construction of the proof, use "top down" construction of underground excavation depth multi-layer structure is very effective.
Keywords: underground structure; Top down; construction
中圖分类号：TV554文献标识码：A 文章编号：
1“逆作法”的工艺原理及优缺点
传统的施工多层地下室的方法是开敞式施工，即用支护结构围护后垂直开挖，或用大放坡开挖，挖至设计标高后浇筑钢筋混凝土底板，再由下而上逐层施工地下室结构，待地下结构完成后再进行地上结构施工，但上述施工方法存在一些问题。首先支护结构的设置存在一定困难，由于基坑很深，支护结构的挡墙长度增大，费用增加；其次如用井点设备降低地下水时，水位的降低会引起土体固结，使周围地面产生沉降，如不采取特殊措施，亦会危及基坑附近的建筑物、地下管线和道路等。当采用地下连续墙作多层地下主体结构的外墙时，可采用“逆作法”施工。它的工艺原理是：先沿建筑物地下室轴线或周围施工地下连续墙，同时，在建筑物内部的有关位置，浇筑或打下中间支承柱，作为施工期间于底板封底之前的承受上部结构自重和施工荷载的支撑，然后由上向下逐层开挖土方和浇筑各层地下结构，直至底板封底。同时，由于地面一层的楼面结构已完成，为上部结构施工创造了条件，这样可以同时向上逐层进行地上结构的施工(如图1)。与传统的施工方法相比，用“逆作法’’施工多层地下室主要有下述优点。
l地面层楼面结构；2．中间支承柱；3地下连续墙；4底板
图1 “逆作法”的工艺原理
1.1可节省支护
结构的支撑深度较大的多层地下室，若用传统方法施工，需设置强大的内部支撑或外部拉锚，这样会增加费用，而在用“逆作法”施工时，土方开挖后是利用地下室结构本身来支撑，作为支护结构的连续墙可省去支护结构的临时支撑。
1.2可以缩短工程施工的总工期
带多层地下室的高层建筑，传统方法施工时，其总工期为地下结构工期加地上结构工期，再加上装修等所占之工期，而用“逆作法”方法施工时，一般只有地下底层占绝对工期，其他各层地下室可与地上结构同时施工，不占绝对工期，因此可以缩短工程的总工期。地下结构层数愈多，用“逆作法”施工则工期缩短越显著。
1.3减小基坑变形及相邻建筑物等的沉降
在“逆作法”施工中，是利用逐层浇筑的地下室结构作为周围支护结构地下连续的内部支撑。由于地下室结构与临时支撑相比刚度大得多，所以地下连续墙在侧压力作用下的变形就小得多，同时，由于中间支撑柱的存在，使底板增加了支点，浇筑后的底板成为多跨连续板结构，与无中间支承柱的情况相比跨度较小，从而使底板的隆起也减少。因此“逆作法”施工能减少基坑变形，且能使相邻建筑物、道路和地下管线等的沉降减少。
1.4 使底板设计更趋向合理
在地下结构中，钢筋混凝土底板要满足抗浮要求。用传统方法施工时，底板浇筑后支点少，跨度大，上浮力产生的弯矩值大，有时为了满足施工时的抗浮要求而需加大底板的厚度，或增强底板的配筋。而当地下和地上结构施工结束，上部荷载传下后，为满足抗浮要求而加厚的混凝土，反过来又作为自重荷载作用于底板上，因而使底板设计不尽合理。而在用“逆作法”施工时，施工中底板的支点增多，跨度减小，比较容易满足抗浮要求，甚至可以减少底板配筋，使底板的结构设计更趋向合理。
2 施工技术
2.1工程概况
某工程由两幢总高度分别为140m和130m 的住宅楼和占地12000m2的地下车库组成。地下车库与住宅楼结构之间通过连接通道相连，顶板埋深lm，底板埋深10m，共二层，总建筑面积约25000 m2。车库设有两个宽度为5m的圆形小型汽车出入口，一个宽度为8m的圆形大型汽车出入口。车库总停车数量为700辆。车库外墙采用二墙合一的地下连续墙结构。地下连续墙在四个出土口处厚800mm，在其余位置厚600mm，地墙深20．8m，总延长米为608m，槽段与槽段之间采用柔性圆弧形接头。结构梁、板、柱作为主体基坑内支撑，顶板采用扁梁厚板体系，地下1层采用无梁楼盖。桩基采用钻孔灌注桩，钻孔灌注桩上部用550-12钢管内浇混凝土作承力柱。钻孔灌注桩深为57m，单桩设计承载力为2800kN。钻孔灌注桩在施工阶段作为立柱桩，永久使用阶段作为抗拔桩。在车库出口处采用钢筋混凝土支撑作临时支撑。车库出口处在逆作法完成后用顺作法施工车道。
2.2施工方案的选定
该工程场地狭小，无法满足主楼与车库同时施工要求，若先施工主楼再施工车库，将对总工期及园林的竣工工期产生影响。而且，车库占地面积大，若采用支撑方案，基坑变形大，对周围的环境保护不利。
3 逆作法施工
3.1施工现场平面布置
根据施工现场实际情况，地下车库四周开设四个出土口，并沿施工现场四周，铺设一条环通道路，供车辆行走。
3.2外围地下连续墙施工
(1)泥浆护壁。由于地下连续墙深度土层含砂量大，根据槽壁稳定计算及以往经验，选用粘度大、失水量小、护壁泥皮厚的优质泥浆；
(2)槽段开挖。在地下连续墙600厚和800厚的交接处，为了保证施工质量，先做800厚槽段，再进行600厚槽段施工；
(3)槽底清渣。由于采用二墙合一设计，地下连续墙在施工阶段有承重功能，清底时除了常规的撩抓法，增加了一道空气吸泥工艺，以确保槽底沉渣厚度在10cm范围以内；
(4)水下混凝土浇筑。地下连续墙预埋筋及预埋接驳器较密，采用20cm直径的混凝土导管进行水下混凝土浇筑。混凝土配合比中采用5～25碎石，坍落度18～22cm，混凝土浇筑上升速度不小于2m/h，初凝时间控制在4～5h。墙后接头旋喷注浆为了防止地下连续墙接头渗漏，在槽段后接头处做压密注浆，在土方开挖前完成。
3.3中间支承柱施工
(1)硬地坪施工。浇捣混凝土硬地坪，在硬地四边预埋调控系统支架埋件，用于固定钢管调控系统。
(2)护筒埋设。在硬地坪上，按中心线开凿桩孔埋设护简管，护筒管中心偏差要求不大于10mm。护简管应埋深、埋牢、埋正。护筒周围要用粘性土回填后分层压实，筒底入原土深度不小于200mm。
(3)成孔施工。支承柱施工要求高，所以必须用底盘重，稳定性好，具有导向装置的钻孔机。我们选用了GPS215和GPS220型钻机。钻机就位时用枕木垫平机座，机座四角严格用水平仪抄平，以保证导向架、机座、桩位中心点钻垂线一致；钻头直径采用与设计桩径同径的钻头。由于设计桩径上部是1000桩径，下部是850桩径，因此在施工时先采用lm直径的钻头，钻至设计深度后，再更换850钻头钻至设计深度；为确保施工质量、满足设计要求，还要对钻机的导向轨道进行校正，将导向轮和轨道调整到最佳位置间距，在钻进过程中，主钻杆接长采用连接盘式接头，螺杆固定，确保钻杆连接坚固，形成一个垂直的钻铤，以保证成孔的垂直度。成孔过程中，每钻深2-3m须用水平仪重新抄平，复核垂直度，并随时纠偏。
3.4 钢筋笼施工
中间支承柱钢筋笼在平台上预制，按吊装顺序分节制作。由于中间支承柱是抗拔桩所，钢筋笼按全笼设计。为了缩短钢筋笼下笼时间，采用了18m长的钢筋笼方案。在就位吊装时，采用了两台吊机抬吊的施工方法。
3.5 坑内降水及排水
在第一次土方开挖前，打设22口深井泵，井深13m。降水4d后开始挖土。为了使基坑操作面保持干燥，在整个基坑挖土挖至地下1层板底后，打设六套轻型井点，其中三套打在基坑内，另三套打在三个出土口。轻型井点随挖土过程随挖随拔。基坑内明水的排放，采用设置明沟结合集水井的施工方法进行。
3.6逆作法土方开挖施工
(1)明挖土阶段。采用四台大挖机进行盆式挖土，挖土时盆边盆底次完成。机械挖至比设计标高高2Ocm左右，余下的由工人迁土完成。在斜坡处，采用钢板网细石混凝土护坡。整个基坑垫层随挖随浇。
(2)暗挖土阶段。采用机械挖土与人工挖土相结合的盆式挖土方法。机械采用挖土机，人工采用手推车，在运输线路上铺设竹笆通道。土方运至四个出土口，由地面上的抓斗挖土机将土取出外运。由于进行了轻型井点降水，实际施工土质较干，于是采用50mm×200mm木方代替混凝垫层，加快了施工速度，节约了费用。
3.7模板工程
(1)顶板模板施工。顶板梁板模板采用九夹板。盆中模板由排架支撑，盆边模板由垫层支撑。盆边与盆中的垫层采用100厚cl5混凝土。
(2)地下一层模板施工。地下1层梁板模板采用九夹板。由于在这层土中，增设了轻型井点降水，基坑土层作业面干燥，经分析后，取消混凝土垫层，采用将50mm×200mm木方连成整体支撑排架及模板。
(3)基础底板施工。该工程由于面积较大，底板共设置了四条后浇带，采用专用模板进行支撑。
4、结束语
该地下车库采用逆作法进行施工，有效地解决了施工场地狭小，基坑面积大而工期要求紧的问题。外圍地下连续墙既挡土又防水，保证了施工期间土壁的稳定和基坑内的干燥；盆式挖土提高了机械挖土效率，减少了人工挖方量。同时，盆式开挖缩短地下室空气流通通道形成时间，减少了施工过程中通风设备的投入量，降低了工程造价
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。