根据工程实践逆作法施工已形成多种方法,如全逆作法、半逆作法、部分逆作法和分层逆作法等等,但在施工深基坑时,如何选择逆作方法也是一门很重要的内容,选择不好,就会延误工期,加大工程的费用,有时还会造成工程事故,给国家和工程带来不应有的损失。
采用逆作法施工工艺,必须具备的两个基本条件:
1、其施工用围护结构应该是永久性的(但也有采用临时性支挡结构),而且是作为建筑物主体受力结构的一部分,所以,一般是地下连续墙作围护,并于内部施工时再覆以内衬,成为一复合共同受力的结构。
2、必须采用“一桩一柱”的基础,每根桩必须能承受箱形基础尚未完成前的上部和地下结构自重,以及施工设施、施工荷载等各种荷载。
逆作方法的选择主要考虑以下几项内容:
(1)基坑深度,目前高层建筑地下大部分是二层(一层用于停车场,另一层是设备层)发展到三层,但也有多层地下室,地下越深,施工的难度越大。选用逆作方法,首要考虑的是地下深度问题。
(2)工程地质土层构造是考虑选用逆作法又一重要因素,土层较好,虽然四周环境较差,可以采用简单可行的逆作方法﹔如土层较差、四周环境又稍好、必须采用可靠的逆作方法。因此在确定逆作方法前,必须对工程地质进行详细地勘察,切忌简单从事。
(3)地下水对基坑开挖的影响更大,在基坑开挖中不论采用何种逆作方法,勘察单位不能忽视水文地质勘察工作,所以一定要在施工前将地下水的形成及种类调查清楚,是承压水、渗流水、还是上层滞水以及水头大小,土层的渗透系数等,以便选用合适的止水方案和降水措施,使逆作施工时,不致因水的患害造成基坑施工失误。
(4)基坑四周的环境也是决定选用逆作方法的重要因素,四周的环境除了地上建筑距基坑的远近之外,对地下各类管线、电缆的调查特别重要,一定要调查落实,不致因逆作施工破坏四周的地下工程,对基坑产生次生灾害。
对于具有多层地下室的高层建筑采用逆作法施工虽有不少优点,亦存在不足之处,主要表现在以下几方面:
(1)逆作法用地下室楼盖作为水平支撑,支撑地下连续墙围护墙,支撑位置受地下室层高的限制,无法调整高度,如遇较大层高的地下室,有时需另设临时水平支撑或加大围护墙的断面及配筋。
(2)由于挖土是在顶部封闭状态下进行,基坑中还分布有一定数量的中间支承柱(亦称中柱桩)和降水用井点管,使挖土的难度增大,在目前尚缺乏小型、灵活、高效的小型挖土机械情况下,如果全利用人工开挖和运输,虽然费用并不高,但机械化程度较低。影响挖土效率。
(3)采用逆作法施工,地下室顶层楼板作为施工场地,有时施工荷载往往会超过工程的使用荷载,所以在逆作法施工前,设计要预先考虑这种施工超载,必要时要进行结构加固。
(4)逆作法施工需设中间支承柱,作为地下室楼盖的中间支承点,承受结构自重和施工荷载。如数量过多给施工造成不便,使逆作法的优点有所降低。在软土地区由于单桩承
载力低,数量少会使底板封底之前上部结构允许施工的高度受限制,不能有力地缩短总工期,如加设临时立柱,则会提高施工费用,给施工造成不便。
(5)对地下连续墙、中间支承柱与底板和楼盖的连接节点需进行特殊处理,施工中不能马虎。在设计方面尚需研究减少地下连续墙(其下无桩)和底板(软土地区其下皆有桩)的沉降差异。
(6)逆作法在地下封闭的工作面内施工,安全上要求使用低于36V的低电压,为此则需要特殊机械。有时还需增设一些垂直运输土方和材料设备的专用设备。还需增设地下施工需要的通风、照明设备,以保证地下施工中的安全。
针对以上问题建议选用逆作方法时要考虑以下几条因素:
(1)地下室深度最好是二层及二层以上较深较大的地下工程;
(2)拟建建筑物基坑四周的环境特别复杂,施工难度很大,四周的环境保护要求特别严格;
(3)工期要求紧,缩短施工工期对工程有特别重要的意义或有巨大的经济效益;
(4)基坑地下室面积较大,造型又复杂,采用一般的支护结构,难以完成地下室工程的施工。