逆作法豎向支承系統(tǒng)通常采用鋼立柱插入立柱樁樁基的形式。由于逆作階段結(jié)構(gòu)梁板的自重相當(dāng)大，鋼立柱較多采用承載力較高而截面相對(duì)較小的角鋼拼接格構(gòu)柱（圖1）或鋼管混凝土柱（圖2）。考慮到基坑支護(hù)體系工程量的節(jié)省并根據(jù)主體結(jié)構(gòu)體系的具體情況，豎向支承系統(tǒng)鋼立柱和立柱樁一般盡量設(shè)置于主體結(jié)構(gòu)柱位置，并利用結(jié)構(gòu)柱下工程樁作為立柱樁，鋼立柱則在基坑逆作階段結(jié)束后外包混凝土形成主體結(jié)構(gòu)勁性柱。

豎向支承系統(tǒng)是基坑逆作實(shí)施期間的關(guān)鍵構(gòu)件。鋼立柱的具體形式是多樣的，它要求承受較大的荷載，同時(shí)要求截面不應(yīng)過(guò)大，因此構(gòu)件必須具備足夠的強(qiáng)度和剛度。鋼立柱必須具備一個(gè)具有相應(yīng)承載能力的基礎(chǔ)。根據(jù)支撐荷載的大小，立柱一般可采用型鋼柱或鋼管混凝土柱，為了方便與鋼立柱的連接，立柱樁常采用鉆孔灌注樁。豎向支承立柱樁盡量利用主體結(jié)構(gòu)工程樁，在無(wú)法利用工程樁的部位需加設(shè)臨時(shí)立柱樁。

在逆作法中豎向支承立柱和立柱樁主要作用是支承結(jié)構(gòu)梁板和上部結(jié)構(gòu)，因此支承立柱和立柱樁的布置主要是結(jié)合結(jié)構(gòu)柱和剪力墻等的位置進(jìn)行布置。豎向支承系統(tǒng)立柱和立柱樁的位置和數(shù)量，要根據(jù)地下室的結(jié)構(gòu)布置和制定的施工方案經(jīng)計(jì)算確定，其承受的最大荷載，是地下室已澆筑至最下一層，而地面上已澆筑至規(guī)定的最高層數(shù)時(shí)的結(jié)構(gòu)重量與施工荷載的總和。除承載能力必須滿足荷載要求外，鋼立柱底部樁基礎(chǔ)的主要設(shè)計(jì)控制參數(shù)是沉降量，目標(biāo)是使相鄰立柱以及立柱與基坑周邊圍護(hù)體之間的沉降差控制在允許范圍內(nèi)，以免結(jié)構(gòu)梁板中產(chǎn)生過(guò)大附加應(yīng)力，導(dǎo)致裂縫的發(fā)生。

結(jié)構(gòu)柱位置支承立柱與立柱樁

逆作法工程中豎向支承系統(tǒng)設(shè)計(jì)的最關(guān)鍵問題就是如何將在主體結(jié)構(gòu)柱位置設(shè)置的鋼立柱和立柱樁，使之與主體結(jié)構(gòu)的柱子和工程樁有機(jī)地進(jìn)行結(jié)合，使其能夠同時(shí)滿足基坑逆作實(shí)施階段和永久使用階段的要求。當(dāng)然，逆作法工程中也不可避免地需要設(shè)置一部分臨時(shí)鋼立柱和立柱樁，其布置原則與順作法實(shí)施的工程中鋼立柱和立柱樁的布置原則是一致的。

對(duì)于一般承受結(jié)構(gòu)梁板荷載及施工超載的豎向支承系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)水平構(gòu)件的豎向支承立柱和立柱樁可采用臨時(shí)立柱和與主體結(jié)構(gòu)工程樁相結(jié)合的立柱樁（一柱多樁）的形式，也可以采用與主體地下結(jié)構(gòu)柱及工程樁相結(jié)合的立柱和立柱樁（一柱一樁的形式）。除此之外，還有在基坑開挖階段承受上部結(jié)構(gòu)剪力墻荷載的豎向支承系統(tǒng)等立柱和立柱樁形式。

（1）一柱一樁

“一柱一樁”指逆作階段在每根結(jié)構(gòu)柱位置僅設(shè)置一根鋼立柱和立柱樁，以承受相應(yīng)區(qū)域的荷載。當(dāng)采用“一柱一樁”時(shí)，鋼立柱設(shè)置在地下室的結(jié)構(gòu)柱位置，待逆作施工至基底并澆筑基礎(chǔ)底板后再逐層在鋼立柱的外圍澆筑外包混凝土，與鋼立柱一起形成永久性的組合柱。一般情況下若逆作階段立柱所需承受的荷載不大或者主體結(jié)構(gòu)框架柱下是大直徑鉆孔灌注樁、鋼管樁等具有較高豎向承載能力的工程樁，應(yīng)優(yōu)先采用“一柱一樁”。根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，一般對(duì)于僅承受2～3層結(jié)構(gòu)荷載及相應(yīng)施工超載的基坑工程，可采用常規(guī)角鋼拼接格構(gòu)柱與立柱樁所組成的豎向支承系統(tǒng)；若承受的結(jié)構(gòu)荷載不大于6～8層，可采用鋼管混凝土柱等具備較高承載力鋼立柱所組成的“一柱一樁”形式（圖3）。

“一柱一樁”工程在逆作階段施工過(guò)程中，需在梁柱節(jié)點(diǎn)附近的樓板上預(yù)留澆筑孔或在樓板施工時(shí)將柱向下延伸澆筑500mm左右，以便基坑開挖完畢后鋼立柱外包混凝土的澆筑，使鋼立柱在正常使用階段可作為勁性構(gòu)件與混凝土共同作用。

逆作法工程中，“一柱一樁”是最為基本的豎向支承系統(tǒng)形式。它構(gòu)造形式簡(jiǎn)單、施工相對(duì)比較便捷。“一柱一樁”系統(tǒng)在基坑開挖施工結(jié)束后可以全部作為永久結(jié)構(gòu)構(gòu)件使用，經(jīng)濟(jì)性也相當(dāng)好。

（2）一柱多樁

在相應(yīng)結(jié)構(gòu)柱周邊設(shè)置多組“一柱一樁”則形成“一柱多樁”。一柱多樁可采用一柱（結(jié)構(gòu)柱）兩樁、一柱三樁（圖4）等形式。當(dāng)采用“一柱多樁”時(shí)，可在地下室結(jié)構(gòu)施工完成后，拆除臨時(shí)立柱，完成主體結(jié)構(gòu)柱的托換。圖3為一柱兩樁的實(shí)景。

“一柱多樁”的主要缺點(diǎn)是：

①鋼立柱為臨時(shí)立柱，逆作階段結(jié)束后需割除；

②節(jié)點(diǎn)構(gòu)造相比“一柱一樁”更為復(fù)雜；

③主體結(jié)構(gòu)柱托換施工復(fù)雜。

由于“一柱多樁”的設(shè)計(jì)需要設(shè)置多根臨時(shí)鋼立柱，鋼立柱大多需要在結(jié)構(gòu)柱澆筑完畢并達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求后割除，而不能外包混凝土形成“一柱一樁”設(shè)計(jì)中的結(jié)構(gòu)柱構(gòu)件，加大了臨時(shí)圍護(hù)體系的工程量和資源消耗。一般而言，“一柱多樁”多用于工程中局部荷載較大的區(qū)域，因而應(yīng)盡量避免大面積采用。利用“一柱多樁”設(shè)計(jì)全面提高豎向支承系統(tǒng)的承載能力，盲目增加逆作法基坑工程中同時(shí)施工的上部結(jié)構(gòu)層數(shù)，以圖加快施工進(jìn)度，是不可取的�；�坑開挖階段主要豎向支承系統(tǒng)承受的最大荷載，應(yīng)控制在“一柱一樁”系統(tǒng)的最大允許承載能力范圍之內(nèi)。

剪力墻位置托換支承立柱與立柱樁

承受上部墻體荷載的豎向支承系統(tǒng)是一種特殊的“一柱多樁”應(yīng)用方法，用于在那些必須在基坑開挖階段同時(shí)施工地下結(jié)構(gòu)剪力墻構(gòu)件的工程中，通過(guò)在墻下設(shè)置密集的立柱與立柱樁，以提供足夠的承載能力。承受上部墻體荷載的豎向支承系統(tǒng)與常規(guī)“一柱多樁”的區(qū)別在于，它在基坑工程完成后鋼立柱不能夠拆除，必須澆筑于相應(yīng)的墻體之內(nèi)，因此必須考慮合適的鋼立柱構(gòu)件的尺寸與位置，以利于墻體鋼筋的穿越。

對(duì)于同時(shí)施工主體上部結(jié)構(gòu)的逆作法基坑工程，若必須在逆作階段完成上部剪力墻等自重較大的墻體構(gòu)件施工，則必須在上部剪力墻下設(shè)置托梁及足夠數(shù)量的豎向支承鋼立柱與立柱樁，由托梁承受逆作施工期間剪力墻部位的荷載，然后托梁將荷載傳給豎向支承系統(tǒng)。

工程案例

南京德基廣場(chǎng)二期基坑逆作實(shí)施期間，采用截面500×500mm角鋼格構(gòu)柱承擔(dān)上部同時(shí)施工地上8層剪力墻荷載。南京德基廣場(chǎng)二期工程地處新街口長(zhǎng)江路和中山路，主樓為超高層辦公樓，裙樓為8層商場(chǎng)，整體設(shè)置5層地下室。該工程是南京地區(qū)首例逆作法工程，其5層地下室均采用逆作法實(shí)施，在逆作施工階段完成上部8層全部裙樓結(jié)構(gòu)，以加快裙樓的施工進(jìn)度，盡快實(shí)現(xiàn)裙樓的商業(yè)價(jià)值。