摘要：自超高层建筑出现以来就与地下空间结构紧密联系。超高层建筑地下空间结构施工的科技含量高，通过采取相应的施工技术可为塔楼提前介入施工、顺利施工创造有利条件，达到加快塔楼施工进度的目的。超高层建筑根据地下空间结构的施工方法分为顺作法、逆作法、2种施工工艺，根据工程案例结合2种施工工艺的技术特点、适用范围进行分析，研究超高层建筑在土质情况、场地条件、周边环境、塔楼高度、工期要求等具体情况下采取相应的施工工艺。
关键词：超高层建筑；地下空间结构；施工特点
1地下空间结构的施工特点
超高层建筑根据地下空间结构的施工方法分为顺作法、逆作法、顺逆结合等3种工艺，施工的关键在于地下室结构和深基坑支护的施工，两者紧密配合，相辅相成。超高层建筑地下空间结构具有规模庞大，环境复杂，场地狭小，工期紧张，区域性强等特点，一般根据工程土质情况、场地条件、周边环境、塔楼高度、施工工期和经济效益等情况采取相应的工艺，在确保周边环境安全的前提下，为塔楼施工创造良好的条件。
1.1顺作法施工的主要特点
顺作法施工的主要优点是任务单一，工艺成熟；支撑构架简洁，工期较易掌握；作业条件好，工程质量易保证。主要缺点是对周围环境影响大，临时支撑投入量大，施工工期长。
1.2逆作法施工的主要特点
逆作法施工的主要优点是对周围环境影响小，施工工期短，临时支撑投入量小。主要缺点是工艺复杂，技术要求高；操作空间狭小，通风与照明条件非常差，施工效率较低。逆作法施工技术包括全逆作法施工技术与半逆作法施工技术，适合于地下大空间的施工。
2顺作法施工技术
顺作法施工是当前超高层建筑施工的主流工艺，当工期要求一般，地质条件较好，场地较宽裕，周边环境较好时适合采用顺作法施工；建筑高度在400m以内时，优先考虑采用顺作法施工。顺作法施工的典型工程有深圳平安金融中心、成都绿地中心蜀峰468项目、兰州红楼时代广场、迪拜哈利法塔、上海金茂大厦、广州新电视塔等工程。
2.1深圳平安金融中心
深圳平安金融中心由塔楼、裙楼和整体地下室3部分组成。地上118层，高600m；裙楼11层，高55m；地下室5层，底板深度为29.8m。基坑面积17150m2，地下结构施工阶段场地条件非常紧张。四周紧邻市政道路，周边大型建筑高度集中，离正在运营的地铁1号线仅20m，周边环境复杂，基坑开挖深度达33.8m，土层中存在透水性良好的砂土，基坑支护设计与施工难度非常大，对变形控制要求非常高。基坑边线逼近建筑红线，施工阶段场地条件非常紧张。基坑采用顺作法施工，采用“钻孔灌注桩+4道钢筋混凝土内支撑+2道锚索”的支护形式，结合钻孔灌注桩外的高压摆喷墙及2道袖阀管注浆组成止水帷幕。在塔楼区域与裙楼区域各形成1个圆环形钢筋混凝土支撑结构，圆环支撑结构分为上下2道。塔楼区域的支撑体系采用双圆环形式，支撑立柱采用钻孔灌注桩内插钢管；裙楼区域的支撑体系采用单圆环的布置形式，支撑立柱采用钢管混凝土柱。为加强支撑刚度并为塔楼结构提供足够大的材料堆场，将首层支撑设计成梁板结构形式，塔楼上部结构施工时大量材料堆放在首层支撑结构上。
2.2成都绿地中心蜀峰468项目
成都绿地中心蜀峰468项目用地面积24530m2，总建筑面积455500m2，包含3栋超高层塔楼、3层裙房和5层地下室，其中T1超高层塔楼地上101层，建筑高度468m，桩基础为大直径人工挖孔桩。T1塔楼基坑深33m，周边环境较复杂，北侧距地铁2号线5m，西侧为已建成的商场与小区，但土质较好。采用典型的顺作法施工技术，主塔楼先行施工，其他区域穿插施工，用流水施工的方式突出主塔楼。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆由于T1塔楼靠近地铁2号线，因此在靠近地铁一侧的T1塔楼基坑范围采用“围护桩+3道钢筋混凝土内支撑”体系，远离地铁一侧的其他区域采用“围护桩+3道预应力锚索+1道钢筋混凝土环形支撑”体系。基坑设计时支撑结构避让塔楼结构，形成了2个大的作业空间，一方面有利于塔楼结构的施工，另一方面便于快速出土，为塔楼结构的连续快速施工创造条件，由于基坑靠近地铁站且周边环境较复杂，基坑内支撑拆除时采用绳锯切断混凝土内支撑与围护桩的连接，其余内支撑结构采用爆破拆除，由于绳锯阻断了振动波的传递路径，最大限度地减小了支撑拆除对周边环境的影响，施工效率高，速度快。该68项目从奠基到主体结构正式施工仅用了22个月。
3顺作法内支撑拆除新技术
钢筋混凝土内支撑的拆除主要有机械破碎拆除、切割拆除、爆破拆除等方法。机械破碎拆除以人工操作风镐机拆除为主，噪声大且粉尘多，需要较多的操作人员与小型设备，耗电量高，工作量大，施工进度不易保证，不符合绿色施工要求。切割拆除有绳锯切割、碟锯切割、排孔切割，噪声小，扬尘少，配合洒水能很好地解决扬尘问题，施工速度较快，但成本相对较高。爆破拆除有火药爆破拆除和化学静力爆破，前者效率高，破碎效果好，但粉尘多，噪声大，由于应力快速释放和爆破产生的振动，对基坑的安全和周边环境影响较大；后者无噪声，无扬尘污染，不产生飞石，对周边环境影响小，但工作量大，施工效率较低，成本较高。针对以上各种拆除方法的优缺点，一些对周边环境要求高，工期又非常紧的超高层工程，在拆除混凝土内支撑时采用“绳锯切割结合明爆破碎技术”或“静态爆破结合明爆破碎技术”进行施工。
3.1绳锯切割结合明爆破碎技术
成都绿地中心蜀峰468项目由于基坑靠近地铁站且周边环境较复杂，内支撑拆除采用绳锯切割结合明爆破碎技术，先用绳锯切断钢筋混凝土内支撑与围护桩的连接，然后爆破拆除。由于阻断了振动波的传递，最大限度地减小支撑拆除对周边环境的影响。
3.2静态爆破结合明爆破碎技术
深圳平安金融中心地处深圳市CBD，周边大型建筑高度集中，离正在运营的地铁1号线仅20m，周边环境复杂，对变形控制要求非常高，内支撑拆除采用静态爆破结合明爆破碎技术，先采用静态爆破技术将筋混凝土内支撑与围护桩的连接处破碎开，再利用明爆技术，其振动波不能通过支撑梁传递出去，有效地减小了支撑拆除对周边环境的影响。
4逆作法施工技术
逆作法施工顺序是与顺作法完全相反的1种施工工艺，按上部结构与地下结构是否同步施工，分为全逆作法和半逆作法。全逆作法施工时，上部结构与地下结构同步施工，施工时可将地下室顶板作为逆作法施工的界面板，地下室顶板以下逆作，以上顺作，上下同步展开；也可将地下2层结构梁板作为逆作法施工的界面板，地下2层结构梁板以下逆作，以上顺作，上下同步展开。半逆作法施工时，地下结构采用逆作法先行施工，上部结构暂时不施工，待地下结构完成后再施工上部结构，虽对加快工程进度没有明显效果，但因为场地紧张，周边环境保护要求高，塔楼高度不高，为确保基坑与周边环境安全而采用半逆作法施工。当地质条件较差，周边环境保护要求高，整个地下结构平面尺寸不是特别大时，整个基坑平面范围内的地下结构（不分裙楼与主楼）全部采用逆作施工；当建筑高度特别高，或者工期特别紧张时，也可考虑采用逆作法施工，即地下结构逆作，上部结构同步顺作。
5结束语
超高层建筑一般采用大底盘地下室结构，充分利用建筑红线，因此地下空间结构施工阶段场地非常紧张。实际施工时，根据工程土质情况、场地条件、周边环境、塔楼高度、工期要求等情况采取合适的施工方法，确保基坑与周边环境安全，解决场地狭小问题，加快塔楼施工进度，从而缩短工程总工期。顺作法、逆作法、顺逆结合等3种施工方法具有各自的技术特点和适用范围。
参考文献：
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[2]周予启，杨耀辉，李文军，等.深圳平安金融中心基坑设计施工与监测[J].上海建设科技，2015（1）：1–6.
[3]胡海英，张玉成，刘惠康，等.深圳平安国际金融中心超深基坑工程实例分析[J].岩土工程学报，2014（S1）：31–37.
论文作者:柳子涛
论文发表刊物:《基层建设》2019年第12期
论文发表时间:2019/7/19
标签：作法论文; 塔楼论文; 基坑论文; 结构论文; 周边环境论文; 地下论文; 空间结构论文; 《基层建设》2019年第12期论文;