逆作法施工在城市地下空间开发中的运用

方卉

黑龙江省龙建路桥第二工程有限公司

摘要：在城市化建设的过程中，会带来大量的土地资源占用，尤其是一些大型购物中心和商业街的设置，占地面积相对较大，会对城市中的绿化面积带来一定影响，威胁城市的生态环境。地下空间的开发与利用，不仅能够起到美化城市的作用，还可以使城市空间利用更加合理，现阶段的城市规划中，已经将城市地下空间的开发与利用作为了要点规划内容。在地下空间建设中，逆作法的使用表现出了较好的应用成果，文中就从某个工程实例入手，对逆作法的施工应用展开研究。

关键词：逆作法；地下空间；城市开发

针对城市地下空间的开发理念最早是在国外兴起的，在伦敦成功建设第一条地铁线路后，北欧的一些国家相继在城市地下空间中设置了商业街、地下城等，地下空间的利用率逐渐提升，有效缓解了城市土地资源紧张的问题。此外，原本在地层下方所设置的管线也由简单的管网分布逐步实现了向能源供应系统的转变。我国在进行城市地下空间建设时，所采用的主要施工方法为逆作法，为使其得到更好的应用，我们针对其在地下空间开发中的运用进行分析。

一、逆作法的施工优势分析

逆作法与开敞式的顺做法相比存在成本投入低，基坑变形量小和施工效率高的优势，尤其是对于一些软弱土区域的地下空间建设工程来说，采取逆作法可以明显提升基坑结构的稳定性。但需特别注意的是，应适当采取支护措施用于提升基坑结构的稳固性，为地下空间的安全建设提供保障。

1、控制基坑变形量

逆作法施工中所采用的主要支撑结构为刚度较大的梁板结构，与顺做法的支撑结构差异在于梁板支撑结构可以被作为永久性的支撑结构，而顺做法中所采用的支撑结构仅能在短时间内发挥作用，在后续施工中受到空间结构影响需要拆除支护结构后再进行施工作业。同时两种支撑结构在刚度和结构稳固性方面均存在一定的差异，其中的逆作法所采取的梁板结构支护方式可以更好的控制基坑变形量，使基坑的变形量控制在安全范围之内。通过对比采取逆作法和顺做法的基坑变形量参数来看，顺做法的基坑变形量超出逆作法的4倍左右。此外，借助逆作法施工时，在完成首层楼板的施工之后，地面交通系统便可恢复正常，而地下施工时，仅需要从预留的出口进行取土操作即可。

2、成本投入低

与顺做法不同，进行具体施工时，无需单独设立基坑围护结构，可以通过优先建设地下室外墙的方式，为后续的施工提供便利，地下室外墙的合理设立可有效起到基坑围护的作用，省去了另设连续墙的成本费用。此外，直接将梁板结构作为地下空间的支护结构也可以省去部分在支护结构施工中的费用。相关研究表明，采用逆作法施工，可以帮助施工单位节省25%左右的成本费用，对于大型的地下空间工程来说，这些费用无疑是巨大的。

3、施工效率高

相对来说，逆作法施工中的支撑柱结构较为稳定，在特定的工程中，可以采取上下结构同期施工的方式，这可在一定程度上提升地下空间建设的效率。在城市地下空间的开发工作逐步为重视的基础上，一些施工中的技术难题已经有了明显的改善，但在实际施工中还会受到多种因素的影响，对地下空间的开发质量造成威胁。主要表现为：楼板施工完成后，仅留出了少量的取土口，致使地下空间的通风不足，同时光线也较暗，会对施工作业质量产生一定影响；取土操作效率偏低；施工设计相对复杂，相关设计人员要对水电、燃气等管道的设计给予足够的重视；对于各个承力结构的承载能力要求较高，同时被作为支护结构和梁板结构的部分应具备较强的刚度。

二、逆作法在具体地下工程中的运用

1、工程概述

某工程处于城市的重点商圈之内，建筑主体由裙楼和主楼共同组成，地下空间为四层结构，基坑总体面积为26000m，基坑总深度为22m。周边分布有地铁、地下管线以及一些居民楼。由于周边环境较为复杂，为地下空间的建设带来了较大的难度。

2、施工方案的确定

复杂的周边环境和超大规模的基坑工程对施工水平的要求较高。如果按常规顺作法，即挖土至基坑底，从基础底板开始向上施工，需要在基坑一周施工lm厚地下连续墙作为围护墙兼作地下室外墙，坑内设5道水平支撑，坑底再进行地基加固。一方面，支撑费用过于昂贵，另一方面，工期太长，不能满足业主要求，而且如此深的基坑采用明挖顺作在上海尚无经验可循。经过反复比较、测算和论证，有关各方决定采用相对成熟、安全的逆作法施工工艺，既省去了支撑费用，又缩短了工期，而且采用刚度极大的整体楼板作为围护支撑，大大增加了基坑开挖的安全系数。挖土时利用"时空效应"理论，采取盆式挖土与抽条挖土相结合的方式，进一步保障了基坑施工过程中的安全。

3、主要施工内容

（1）考虑到施工区域基坑围护的需求，在基坑的四个方位分别建设厚度为800mm的外墙结构，用于维持基坑稳固性。此外，根据地下空间的开发需求，在四层地下室空间中分别设置刚度较大的楼板结构，用于支撑地下空间，为施工安全提供保障。

（2）该工程主楼采用一柱一桩半逆作法施工，裙楼采用一柱一桩全逆作法施工。首层和地下室各层楼板施工至大底板之前期间的全部荷载均由这些支承桩承担。由于逆作法的特殊性，故支承桩的定位和垂直度要求很高，该工程支承桩定位误差应控制在±5mm内，垂直度要求控制在1/200-1/300内。支承桩上部圆钢管柱和钢格构柱定位和垂直度控制分别由特制定位纠偏架控制和气囊法控制。

（3）基坑采用深井降水，平均每口深井作用面积约为3O0m，为提高降水效率，井管设2个滤头，第1个滤头的标高在-8.5m，长1.5m，第2个滤头在坑底下2m，长4m。挖土前必须先做好预降水，当观测井的水位达到要求后方可挖基坑。要控制降水深度，达到每层土体下lm范围内，以防止过量降水引起地铁结构沉降变形过大。

（4）土体采用盆式开挖方式，按照"时效应"理论指导挖土支撑，要求做到"分层、分块、对称、平衡、限时"开挖支撑。每层土体的留土宽度不少于4H，且最后挖除，并及时支撑，每一小块的土体挖土支撑的总施工时间控制在16h内。挖土采用人、机结合，在取土孔处制作了专用取土架，由蟹斗取土。

4、实施效果

该工程已完成地下三层楼板混凝土的浇捣，正进行地下四层土方开挖时，专业监测单位的最新监测结果如下：地铁侧最大变形量20.5mm；非地铁侧最大变形量30mm；一柱一桩沉降最大差异沉降5.2mm；相邻立柱和地墙最大沉降差值9.2mm。基坑总体变形情况良好，施工进度符合原定计划。

结语：从上述工程实例我们可以看出，地下空间施工，采取逆作法在环境保护、施工进度、社会和经济效益方面均显示出其较大的优越性，这对于今后更广阔的地下空间开发特别是作为城市交通枢纽的地下综合体开发来说有着推广运用的意义。

参考文献：

[1]陈珍刚,张荣灿,王侃荣.盖挖法施工技术在城市地下空间开发中的应用[J].建筑施工,2014(8):931-933.

[2]潘臻峰,傅钱挺.逆作法技术在建筑工程施工中的应用[J].中国科技信息,2014(z2):63-64.