高层建筑施工的顺-逆结合法

1）顺-逆结合法施工的主要方法

鉴于顺作法和逆作法各有优缺点，工程技术人员积极探索综合运用两种工艺来解决高层建筑深基础工程的施工难题，形成了顺-逆结合法施工工艺。顺作法与逆作法一般采用两种方式结合：一种是按建筑区域，分别采用顺作法和逆作法工艺来施工深基础工程，如塔楼深基础工程顺作，其他区域深基础逆作；另一种是地下室主体结构的不同构件分别采用顺作法和逆作法工艺施工，如框架梁逆作，楼板和柱、剪力墙顺作。第一种顺-逆结合方式应用比较广，后一种顺-逆结合方式应用不多，比较适合框架结构体系高层建筑的施工。

根据前面的叙述可知，目前高层建筑深基础工程施工工艺主要有三种——顺作法、逆作法和顺-逆结合法，三种施工工艺各有优缺点和适用范围。尽管高层建筑深基础工程施工工艺变化不多，但是深基础工程施工工艺的选择还是非常困难的，必须在详细了解场地地质条件、环境保护要求的基础上，深入分析高层建筑工程特点（规模、高度、结构体系和工期要求等），遵循技术可行、经济合理的原则，借鉴类似工程经验，经过充分论证后慎重决策。

如香港环球贸易广场等高层建筑的基坑工程就是采用塔楼区域先期顺作、其他区域后期逆作的施工工艺，环境保护的效果非常好。

2）大型深基坑顺-逆结合施工技术实例

（1）工程简况及基坑周边环境情况

上海浦东三林城居住区中心西块工程，地下3层，基坑东西最长处为159 m，南北最长处为143 m，周长为522 m，基坑开挖深度为13.5 m。根据地质报告，本工程土层性质属于软弱土层。

基坑东侧为东明路，路东另有一面积约11 000 m2、挖深13.5 m的基坑，采用顺作法施工，与本基坑最近处的距离为75 m；基坑北侧永泰路以北为空地；基坑西、南侧均为已建成的高层住宅区，离基坑45 m以上。基地周边的道路均已形成，市政配套管线齐全，用地范围内地势平坦。

（2）基坑围护设计概况

本工程采用中心岛顺作、周边一明两暗顺逆作结合的围护设计方案。基坑中心岛全部采用顺作法施工，周边地下1层结构采用顺作法施工，而周边地下2层、地下3层结构采用逆作法施工。在中心岛地下结构向上施工过程中，需将中心岛结构与周边逆作结构逐层连接封闭，形成基坑开挖阶段的水平支撑系统。

围护结构采用地下连续墙，墙厚800 mm，有效深度近30 m，既为围护结构又兼作主体结构外墙。地下连续墙混凝土设计强度为C30（水下提高一级），槽段按6 m长划分，接头采用圆形锁口管柔性接头方式。竖向支撑系统采用一柱一桩格构柱形式，桩为混凝土钻孔灌注桩，桩径为1 000 mm。

由于夹层的存在，所以本工程在标高为－0.900～12.900 m、沿基坑外侧4.7 m宽度范围进行水泥土搅拌桩土体加固，水泥掺量为13%；标高在－5.500～14.000 m、沿基坑内测4.2 m范围进行水泥土搅拌桩土体加固，水泥掺量为8%；标高为－14.000～－19.000 m时，水泥掺量为13%。基坑围护平面布置图如图4.55所示。

图4.55　基坑围护平面布置图

（3）关键施工技术

①1 000 mm一柱一桩工程逆作法。桩基采用一柱一桩，桩基为钻孔灌柱桩，桩径为1 000 mm，垂直度控制在1／300以内。为了使钢格构柱安装能满足设计要求，必须采用特制加工的格构柱校正架，对格构柱的垂直度与水平位移进行校正。

钢格构柱调垂并固定后，在后续下放导管时，严禁导管强力碰撞钢格构柱，使其产生位移；混凝土浇筑完成后，在桩身混凝土没有达到一定强度前必须将格构柱在孔口处固定牢固；在挖土过程中，应对钢格构柱采取保护措施，严禁挖机碰撞钢格构柱。在钢格构柱附近开挖时，应对称开挖，防止土方滑坡对钢格构柱产生侧压力，造成其位移。

②地下连续墙施工。地下连续墙施工工艺流程为：定位、挖导沟→浇筑导墙→铺轨、钻机就位→泥浆配制→挖槽→清槽、刷接头→吊放接头管→吊放钢筋笼→浇灌架就位、吊放混凝土导管→浇注水下混凝土→拔接头管。

成槽过程中，在机械停留处应铺设钢板，抓斗入槽、出槽应慢速、稳当，特别是刚开始成槽时，抓斗一定要保持垂直并与导墙平行。若遇到偏差，应根据成槽机仪表及实测的垂直度情况及时纠偏，以使槽壁的轨迹达到最佳状态。本工程两墙和一地下连续墙进行了墙底注浆施工。具体做法为：钢筋笼上通长安装注浆管，每个槽段设2根直径48 mm的钢管，注浆管间距不大于3 m，注浆管下端比实际槽深长300 mm；在地下连续墙混凝土达到70%设计强度后，开始压入水泥浆。注浆压力应控制在0.2～0.4 MPa，注浆量应符合设计要求，注浆过程中要注意注浆压力和注浆量双控制。

③基坑降水施工。在基坑开挖前15 d应进行井点降水施工，水位在基坑开挖前需降至基坑底标高0.5～1.0 m。以深井为主，辅助护坡轻型井点降水，在中心岛区域布置20口深井，逆作法施工区域布置31口深井。

④一明两暗半逆作法地下结构施工。本工程开挖深度为13.5 m，共进行4次挖土，土方开挖及地下结构施工共分10个施工工况。

施工工况1为所有地下连续墙、搅拌桩、工程桩、格构柱和深井降水施工完毕，如图4.56所示。

图4.56　施工工况1示意图

施工工况2是为减少暗挖土方工作量，同时在确保周围环境安全的前提下，对第一批土采用大面积明挖施工。第一次开挖至－5.50 m标高，浇筑地下连续墙顶圈梁，如图4.57所示。

图4.57　施工工况2示意图(www.xing528.com)

施工工况3为施工周边逆作区地下2层顶梁板结构，如图4.58所示。

图4.58　施工工况3示意图

施工工况4为施工周边逆作区地下1层顶梁板结构和地下1层竖向构件，如图4.59所示。

图4.59　施工工况4示意图

施工工况5为逆作区地下1层梁板强度达到100%后进行第二次挖土，这次挖土为－5.50～－14.00 m大开挖，逆作区按三级放坡，中心顺作区土方开挖完后浇筑基础底板，如图4.60所示。

图4.60　施工工况5示意图

施工工况6为中心顺作区地下3层施工，如图4.61所示。

图4.61　施工工况6示意图

施工工况7为中心顺作区地下2层施工。地下2层顶梁板结构与周边连接，形成封闭结构，如图4.62所示。

图4.62　施工工况7示意图

施工工况8为中心顺作区地下1层施工和地上1层结构施工，如图4.63所示。

施工工况9为进行第三次挖土，即挖去逆作区－5.50～－9.60 m的土方，逆作区地下3层顶板和地下2层竖向结构施工，如图4.64所示。

图4.63　施工工况8示意图

图4.64　施工工况9示意图

施工工况10为进行第四次挖土，即挖去逆作区－9.60～－14.00 m的土方，逆作区地下3层底板和竖向结构施工，如图4.65所示。

图4.65　施工工况10示意图

（4）施工效果

本工程监测结果显示：从基坑开挖至地下结构全部完成，地下连续墙顶最大水平位移累计达35 mm（向基坑内），最大垂直位移累计达15 mm（向下），基坑周边地下管线累计沉降量最大处达22 mm，满足安全要求。本工程采用顺-逆作相结合的施工技术，既加快了施工进度，又确保了基坑的安全。