逆作法技術在醫院項目中的優勢與工程應用

1、 前言

隨著社會經濟的迅猛發展和人民生活水平不斷提高，人們更期望在醫院能得到預防、治療、康復等多方位的服務，但多數公立醫院的建筑設施遠遠無法滿足醫院日接診和住院患者日增的需求，因此醫院對其醫用建筑進行大量的改建、擴建和新建，可以預測未來十年仍將是我國醫院工程建設高峰年。

醫院大多位于城市核心區，土地資源尤為寶貴，可供施工的場地十分有限，尤其周邊建筑眾多的醫院對于基坑變形和環境保護提出了較高的要求。另外醫院項目工程建設時必須保證醫院正常營業，減少對醫護人員和患者的影響，因此通常醫院對項目建設時噪聲、粉塵、場地場貌等文明施工和工期都將提出很高的要求。傳統的深基坑施工方法敞開式開挖（順作法）很難滿足上述醫院項目的特殊要求。逆作法技術由于在節約場地、環境保護、縮短工期、文明施工等技術優勢，特別適合于醫院項目的工程建設，因此上海已有多家醫院項目采用了逆作法技術，都取得顯著的經濟和社會效益。

2、 逆作法技術簡介及特點

逆作法技術是利用主體地下結構的全部或一部分作為支護結構，自上而下施工地下結構并與基坑開挖交替實施的施工工法。在醫院工程項目中同順作法施工工藝相比，逆作法具有以下技術特點：

（1）縮短工程施工的總工期

常規順作法基坑施工工序是逐層交接，即支撐安裝、挖土、地下結構施工、拆除支撐需逐層施工，而逆作法基坑施工以結構樓板代替支撐，無需支撐拆除，減少了施工工序，能有效縮短工期?；由疃仍缴?，逆作法優勢越大，縮短的總工期越顯著。

（2）保護周邊環境

逆作法施工利用地下室水平結構作為周圍支護結構地下連續墻的內部支撐，其剛度相比臨時支撐大得多，地下連續墻在水土壓力作用下的變形小得多。此外由于中間支承柱的存在使底板增加了支點，與無中間支承柱的情況相比，坑底的隆起明顯減少。因此逆作法施工能減少基坑變形，使相鄰的建（構）筑物、道路和地下管線等的沉降和變形得到控制，以保證其在施工期間的正常使用。

（3）綠色施工，節能環保

逆作法采用柱樁結合、以板代撐和兩墻合一等，省去了大量臨時結構，可以節約大量建材與人力資源。逆作施工可滿足封閉的要求，減少施工嘈聲與揚塵污染，減小施工造成的城市環境污染。同時現場作業環境更加合理，不易受到氣候的影響，工程可穩步進行。逆作法可以利用逆作頂板優先施工的有利條件，進行施工場地的有序布置，解決狹小場地施工安排問題，滿足文明施工要求。

（4）增加建筑面積

逆作法通常采用兩墻合一或者樁墻合一，可以減少圍護結構的空間，增加地下空間的建筑面積，節省該部分結構總造價的1/3左右。

（5）對設計人員和施工隊伍的專業素質要求高。

設計人員在設計伊始就必須綜合考慮臨時結構體系的支撐圍護系統與永久結構的關系。逆作法節點的設計也必須同時滿足施工階段和使用階段的要求。而對于施工單位來說，由于逆作法施工技術要求高，必須掌握相關的核心技術，如逆作法支撐柱的垂直度調整技術、逆作法施工節點的處理技術、豎向結構鋼筋綁扎技術、混凝逆作澆搗技術等。核心技術控制不好，往往會導致工程事故。

綜上所述，逆作法具有縮短工期、節約場地、保護周邊環境、減少擾民、綠色施工等技術特點，特別適合于場地狹小、周邊環境復雜保護要求高、工期緊張、文明施工要求高等工程項目，如醫院工程項目。

3、 工程應用

上海市第一人民醫院改擴建項目位于虹口區武進路86號地塊（原虹口高級中學），項目建設用地面積8320㎡，項目總建筑面積48852㎡，其中地下三層，建筑面積13500㎡。高層主樓15層，建筑高度61.6m，裙房5層，建筑高度22m。周邊保留建筑4層，建筑高度16.4m。建筑效果圖見圖1。

圖1 建筑效果圖

3.1本工程的重難點

（1）基坑周邊環境復雜，保護要求高?；颖泵婢o鄰保留建筑，四層框架結構，東半部為鋼筋混凝土條形基礎，西半部為砌體結構，磚砌大放腳基礎，距基坑邊3.07m。南側7層框架結構距基坑最近為25.46m，無樁基礎。西側為優秀歷史保護建筑（上海消防局五支隊虹口中隊用房），地上3層，為天然地基，距離基坑最近約為7.6m。東面九龍路管線距離基坑邊最近為6.17m，九龍路對面河道防汛墻（1.5倍挖深以內）距離基坑19.38m。老建筑和保護建筑由于年代較早，基礎形式差，無樁或解放前短木樁，保護難度極大。且距離基坑凈距太小，對于地下連續墻施工、基坑開挖等帶來較大的挑戰。

（2）場地狹小，紅線以外沒有額外場地。新工程在老建筑包圍之中施工，且地下結構幾乎占滿了紅線范圍，局部場地已緊貼既有建筑，施工范圍及其狹小，基坑周邊幾乎沒有貫通的行車通道，土方施工期間不具備臨時堆土場地，結構施工階段坑邊不具備材料堆場，對施工產生較大影響。

（3） 文明施工要求高。本工程地處城市核心區，周邊居民較多，另外緊挨施工場地的上海第一人民醫院正常營業，因此對施工時噪聲、粉塵、場地場貌等文明施工程度要求較高。

（4）施工工期緊。由于醫院日接診數量日益增加，住院部壓力較大，業主期望工程能夠盡早完工投入使用。

（5）專業分包眾多，協調管理難度大。醫院項目中有較多科技專項專業分包單位，對專業分包單位之間、專業分包與總承包單位之間在施工作業面、作業時間等方面的矛盾。

3.2 解決方案

鑒于上述工程重難點，本項目采用了逆作法技術。

（1）逆作法以樓板作支撐，較早施工頂板，解決場地狹小的難題。合理布置出土口、行車道路及材料堆場，最大限度的使用頂板面，以保證在圍擋內場地不足的情況下，既能滿足施工場地的需求，同時也不影響地下結構的施工。

圖2  頂板現場圖

當頂板施工完畢后，地下大部分施工為半封閉施工，噪音因表層樓板的阻隔大大降低，較易滿足《建筑施工場界環境噪聲排放標準》 GB 12523的規定。同時施工現場揚塵較易控制在0.4m，保證現場施工環境以及周邊居民、醫院醫生和患者的身心健康。

（2）由于逆作樓板剛度大，至大底板完成時地墻變形在2cm以內，有效地實現對周邊建筑的保護。同時采用“兩墻合一”，增大了地下空間的建筑面積。

（3）采用BIM技術，優化逆作節點，降低施工難度。另外采用豎向鋼筋一段式連接技術、混凝土后期作業超灌法技術、長臂挖機與電動克林吊結合高效取土技術、一柱一樁垂直度控制技術等，大大提高了工效，保證了工程質量。

（4）充分發揮在大型建筑工程中的總承包管理優勢，將眾多的專業分包全部納入總承包的管理范圍。對各專業分包單位的進場時間，施工作業面、作業時間將進行詳盡的研究，制定詳細的施工進度計劃，保證整個工程的順利進行。2015年3月進行大底板施工，順利實現了預期進度安排。

4、 結論

針對醫院工程項目常遇到的施工空間不足、周圍建筑保護要求高、市區工地文明施工高、工期要求僅等特點，提出了采用逆作法施工技術來解決。本文通過上海市第一人民醫院改擴建項目的實施效果，說明了逆作法在解決上述問題中具有先天的技術優勢，為業主和施工單位都提供了很好的解決方案。

                                                                                                                                                           作者 馬躍強