地鐵車站深基坑蓋挖逆作法施工技術(shù)及其應(yīng)用

逆做法施工在基坑施工中的應(yīng)用逆做法施工在基坑施工技術(shù)是高層建筑物目前最先進(jìn)的施工技術(shù)方法概述據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國建成的高層建筑累計(jì)已超過1.3億平方米,高度超過100m的超高層建筑已超過200幢。高層建筑最深的地下室基坑為6層，深度-26.2m。國外已達(dá)13層。深基坑支護(hù)方法很多，而且有的方法尚在不斷發(fā)展之中，每一種基坑支護(hù)都有各自的適用條件和一定的局限性。所以，對施工方案的選擇應(yīng)慎之又慎，否則一旦出現(xiàn)深基坑支護(hù)倒塌事故，不僅給工程造成重大經(jīng)濟(jì)損失，還對周圍環(huán)境造成不良影響。逆作法就是一項(xiàng)近幾年發(fā)展起來新興的基坑支護(hù)技術(shù)。它是施工高層建筑多層地下室和其他多層地下結(jié)構(gòu)的有效方法。在國外如XX、XX、XX、XX等國家，已廣泛應(yīng)用，收到較好的效果。例如：Xx的XX社大樓，地上9層、地下6層。采用逆作法施工，總工期只用22個(gè)月，與XX采用傳統(tǒng)施工方法施工的類似工程相比，縮短工期6個(gè)月。又如XX廣場大廈，75層、高203m，4層地下室，用18m深地下連續(xù)墻和144根大直徑灌注樁作為中間支承柱，用逆作法進(jìn)行施工，當(dāng)該工程地下室結(jié)構(gòu)全部完成時(shí)，主樓上部結(jié)構(gòu)已施工至32層。雖然逆作法的施工工藝和相關(guān)理論都取得一定成果，應(yīng)用也有一定的普及，但目前仍作為一種特殊施工方法應(yīng)用，主要用于對工程有特殊要求，或用傳統(tǒng)方法施工滿足不了要求而又十分不經(jīng)濟(jì)的情況下。2、逆作法發(fā)展歷史及現(xiàn)狀：逆作法(逆筑法)在西方一些國家稱之為up-downmethod意思是指從上往下施工的方法，在XX稱之為逆打工法(SlabSubstituteShore簡稱sss法，意思是指用樓板代替支撐的方法)。這種工法最早在意大利米蘭得以首次使用，當(dāng)時(shí)是在馬路下施工地下連續(xù)墻，另一半馬路仍舊通車，一邊地下連續(xù)墻做好了之后，再做另一邊墻。連續(xù)墻施工完畢之后，利用半夜時(shí)間，打開一小段馬路，進(jìn)行挖土運(yùn)土，接著在地下墻上架設(shè)析架，上鋪臨時(shí)路面。在析架下澆筑頂板，然后設(shè)置支撐，繼續(xù)挖土，直至澆好底板。這種米蘭做法為逆作法施工的先驅(qū)。其后隨著地下連續(xù)墻在XX、XX及XX的傳播和發(fā)展逆作法施工也逐漸在這些國家發(fā)展起來。逆作法是施工高層和超高層澆筑多層地下室和其它多層地下結(jié)構(gòu)的有效方法。目前如XX、XX、XX、XX等國家，在多層地下室和多層地下結(jié)構(gòu)施工中已廣泛應(yīng)用，收到較好的效果。世界最高的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，75層高203二的XX廣場大廈的4層地下室，即用18m深的地下連續(xù)墻和144根大直徑鉆孔灌注樁做中間支撐柱，以逆作法進(jìn)行施工的。XX百貨大樓的6層地下室、XXXX社大樓6層地下室等都是用逆筑法施工的152。高層建筑地下室逆作法在XX等發(fā)達(dá)國家用得不多，而在XX用得比較多。據(jù)了解XX的高層建筑地下室的基坑圍護(hù)，有近四分之一的施工方法用的是逆作法。我國對逆作法研究和施工運(yùn)用較遲，雖然在八十年代XX市基礎(chǔ)公司曾搞過一個(gè)試驗(yàn)性工程，但由于在信息化施工等方面的技術(shù)條件不具備，所以沒有在更大的工程上推廣。九十年代初，XX地鐵一號(hào)線工程在淮海路上同時(shí)有三個(gè)地鐵車站開工。當(dāng)時(shí)施工進(jìn)度要求很急，市里明確規(guī)定:作為繁華商業(yè)區(qū)的淮海路交通中斷不能超過十個(gè)月。為此，在16m多深的地鐵車站多層地下室施工中，采用了一明二暗的半逆作法施工方法，即車站頂板先施工，再進(jìn)行下部各層板和基礎(chǔ)底板的施工，這一方法大大縮短了淮海路交通中斷的時(shí)間，也為逆作法施工工程的進(jìn)一步開展積累了經(jīng)驗(yàn)171。到九十年代中期，XX高層建筑地下室用逆作法施工的工程己逐漸多起來，如XX大廈、XX廣場、XX住業(yè)大廈、XX大廈、XX大廈等均為逆作法施工。由于這個(gè)施工方法能縮短工期，有減少擋墻變位對周邊環(huán)境影響小等優(yōu)點(diǎn)，在XX地區(qū)掀起了一股逆作法熱。另外，由于媒介的傳播，此法的優(yōu)點(diǎn)也被其它省市接受，在XX、XX、XX、XX、XX、XX和XX等地也均有工程運(yùn)用了逆作法施工。地下工程逆作法作為一種新的方法，將會(huì)得到工程界越來越多的重視和廣泛應(yīng)用。先沿建筑物地下室軸線或周圍施工地下連續(xù)墻或其他支護(hù)結(jié)構(gòu)，同時(shí)建筑物內(nèi)部的有關(guān)位置澆筑或打下中間支承樁和柱，作為施工期間于底板封底之前承受上部結(jié)構(gòu)自重和施工荷載的支撐。然后施工地面一層的梁板樓面結(jié)構(gòu)，作為地下連續(xù)墻剛度很大的支撐，隨后逐層向下開挖土方和澆筑各層地下結(jié)構(gòu)，直至底板封底。同時(shí)，由于地面一層的樓面結(jié)構(gòu)已完成，為上部結(jié)構(gòu)施工創(chuàng)造了條件，所以可以同時(shí)向上逐層進(jìn)行地上結(jié)構(gòu)的施工。如此地面上、下同時(shí)進(jìn)行施工，直至工程結(jié)束3、原理先沿建筑物地下室軸線或周圍施工地下連續(xù)墻或其他支護(hù)結(jié)構(gòu)，同時(shí)建筑物內(nèi)部的有關(guān)位置澆筑或打下中間支承樁和柱，作為施工期間于底板封底之前承受上部結(jié)構(gòu)自重和施工荷載的支撐。然后施工地面一層的梁板樓面結(jié)構(gòu)，作為地下連續(xù)墻剛度很大的支撐，隨后逐層向下開挖土方和澆筑各層地下結(jié)構(gòu)，直至底板封底。同時(shí)，由于地面一層的樓面結(jié)構(gòu)已完成，為上部結(jié)構(gòu)施工創(chuàng)造了條件，所以可以同時(shí)向上逐層進(jìn)行地上結(jié)構(gòu)的施工。如此地面上、下同時(shí)進(jìn)行施工，直至工程結(jié)束。4、逆作法分類（1）全逆作法：利用地下各層鋼筋混凝土肋形樓板對四周圍護(hù)結(jié)構(gòu)形成水平支撐。樓蓋混凝土為整體澆筑，然后在其下掏土，通過樓蓋中的預(yù)留孔洞向外運(yùn)土并向下運(yùn)入建筑材料。（2）半逆作法：利用地下各層鋼筋混凝土肋形樓板中先期澆筑的交叉格形肋梁，對圍護(hù)結(jié)構(gòu)形成框格式水平支撐，待土方開挖完成后再二次澆筑肋形樓板。（3）部分逆作法：用基坑內(nèi)四周暫時(shí)保留的局部土方對四周圍護(hù)結(jié)構(gòu)形成水平抵擋，抵消側(cè)向壓力所產(chǎn)生的一部分位移。（4）分層逆作法：此方法主要是針對四周圍護(hù)結(jié)構(gòu)，是采用分層逆作，不是先一次整體施工完成。分層逆作四周的圍護(hù)結(jié)構(gòu)是采用土釘墻。

5、工藝特點(diǎn)（1）可使建筑物上部結(jié)構(gòu)的施工和地下基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工平行立體作業(yè)，在建筑規(guī)模大、上下層次多時(shí)，大約可節(jié)省工時(shí)1/3。（2）受力良好合理，圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形量小，因而對鄰近建筑的影響亦小。（3）施工可少受風(fēng)雨影響，且土方開挖可較少或基本不占總工期。（4）最大限度利用地下空間，擴(kuò)大地下室建筑面積。（5）一層結(jié)構(gòu)平面可作為工作平臺(tái)，不必另外架設(shè)開挖工作平臺(tái)與內(nèi)撐，這樣大幅度削減了支撐和工作平臺(tái)等大型臨時(shí)設(shè)施，減少了施工費(fèi)用。（6）由于開挖和施工的交錯(cuò)進(jìn)行，逆作結(jié)構(gòu)的自身荷載由立柱直接承擔(dān)并傳遞至地基，減少了大開挖時(shí)卸載對持力層的影響，降低了基坑內(nèi)地基回彈量。（7）逆作法存在的不足，如逆作法支撐位置受地下室層高的限制，無法調(diào)整高度，如遇較大層高的地下室，有時(shí)需另設(shè)臨時(shí)水平支撐或加大圍護(hù)墻的斷面及配筋。由于挖土是在頂部封閉狀態(tài)下進(jìn)行，基坑中還分布有一定數(shù)量的中間支承柱和降水用井點(diǎn)管，目前尚缺乏小型、靈活、高效的小型挖土機(jī)械,使挖土的難度增大。但這些技術(shù)問題相信很快會(huì)得到解決。6、經(jīng)濟(jì)效益采用逆作法，一般地下室外墻與基坑圍護(hù)墻采用兩墻合一的形式，一方面省去了單獨(dú)設(shè)立的圍護(hù)墻，另一方面可在工程用地范圍內(nèi)最大限度擴(kuò)大地下室面積，增加有效使用面積。此外，圍護(hù)墻的支撐體系由地下室樓蓋結(jié)構(gòu)代替，省去大量支撐費(fèi)用。而且樓蓋結(jié)構(gòu)即支撐體系，還可以解決特殊平面形狀建筑或局部樓蓋缺失所帶來的布置支撐的困難，并是受力更加合理。由于上述原因，再加上總工期的縮短，因而在軟土地區(qū)對于具有多層地下室的高層建筑，采用逆作法施工具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。一般可節(jié)省地下結(jié)構(gòu)總造價(jià)的25%~35%。7、環(huán)境效益（１）噪音方面：由于逆作法在施工地下室時(shí)是采用先表層樓面整體澆筑，再向下挖土施工，故其在施工中的噪音因表層樓面的阻隔而大大降低，從而避免了因夜間施工噪音問題而延誤工期。（２）揚(yáng)塵方面：通常的地基處理采取開敞開挖手段，產(chǎn)生了大量的建筑灰塵，從而影響了城市的形象；采用逆作法施工，由于其施工作業(yè)在封閉的地表下，可以最大限度的減少揚(yáng)塵。8、社會(huì)效益（１）交通方面：由于逆作法的采取表層支撐，底部施工的作業(yè)方法，故在城市交通土建中大有用武之地，它可以在地面道路繼續(xù)通車的情況下，進(jìn)行道路地下作業(yè)，從而避免了因堵車?yán)@道而產(chǎn)生的損失。（２）采用了逆作法，＋0.00層平板結(jié)構(gòu)先完成，可以利用結(jié)構(gòu)本身作內(nèi)支撐。由于結(jié)構(gòu)本身的側(cè)向剛度是無限大的，且壓縮變形值相對圍護(hù)樁的變形要求來講幾乎等于零。因此，可以從根本上解決支護(hù)樁的側(cè)向變形，從而使周圍環(huán)境不至出現(xiàn)因變形值過大而導(dǎo)致路面沉陷、基礎(chǔ)下沉等問題，保證了周圍建筑物的安全。（３）采用逆作法施工，地下連續(xù)墻與土體之間粘結(jié)力和摩擦力不僅可利用來承受垂直荷載，而且還可充分利用它承受水平風(fēng)力和地震作用所產(chǎn)生建筑物底部巨大水平剪力和傾覆力矩，從而大大提高了抗震效應(yīng)。我國是個(gè)地震多發(fā)區(qū)，對地震的防治是必不可少的，從建筑業(yè)角度來說，采用適宜的施工工藝便可將地震帶來的危害降低到最小，逆作法施工便具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，所以在深基坑支護(hù)中大量運(yùn)用逆作法具有廣泛的社會(huì)效益。9、逆作法的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：（１）可使建筑物上部結(jié)構(gòu)的施工和地下基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工平行立體作業(yè)，在建筑規(guī)模大、上下層次多時(shí)，大約可節(jié)省工時(shí)1/3。（２）受力良好合理，圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形量小，因而對鄰近建筑的影響亦小。3）施工可少受風(fēng)雨影響，且土方開挖可較少或基本不占總工期。4）最大限度利用地下空間，擴(kuò)大地下室建筑面積。5）一層結(jié)構(gòu)平面可作為工作平臺(tái)，不必另外架設(shè)開挖工作平臺(tái)與內(nèi)撐，這樣大幅度削減了支撐和工作平臺(tái)等大型臨時(shí)設(shè)施，減少了施工費(fèi)用。6）逆作結(jié)構(gòu)的自身荷載由立柱直接承擔(dān)并傳遞至地基，減少了大開挖時(shí)卸載對持力層的影響，降低了基坑內(nèi)地基回彈量。缺點(diǎn)：1）支撐位置受地下室層高的限制，無法調(diào)整高度，如遇較大層高的地下室，有時(shí)需另設(shè)臨時(shí)水平支撐或加大圍護(hù)墻的斷面及配筋。2）挖土作業(yè)空間狹小，不利于規(guī)模機(jī)械化施工、土方施工困難3）結(jié)構(gòu)接頭處理多4）對圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工精度要求高10.國內(nèi)應(yīng)用及前景推廣應(yīng)用逆作法，能夠提高地下工程的安全性，可以大大節(jié)約工程造價(jià)，縮短施工工期，防止周圍地基出現(xiàn)下沉，是一種很有發(fā)展前途和推廣價(jià)值的深基坑支護(hù)技術(shù)，在XX、XX、XX這類地區(qū)應(yīng)用逆作法施工高層建筑深基坑較多。較典型的有XX特種基礎(chǔ)工程研究所辦公樓，位于XX西南角XX匯XX橋路。該建筑物地下2層，地上5層，底板埋置深度為-7.30m。為了探索基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)與上部結(jié)構(gòu)同時(shí)施工，以期縮短施工總工期，大樓采用了逆作法施工技術(shù)并取得了成功。又如，由XX第二建筑工程公司施工的恒積大廈工程以逆作法施工地下4層、地上22層，基坑深17m,施工僅用了5個(gè)月，整個(gè)工期明顯加快，并減少支撐費(fèi)用400萬元，周邊管線沉降僅為15mm,四周道路及民房位移均在5mm以內(nèi)，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。由此在XX地區(qū)掀起了一股逆作法熱，其后相繼有XX廣場、XX住業(yè)大廈等數(shù)十項(xiàng)工程采用逆作法施工。目前，逆作法已頒列入2001年頒布的XX國家標(biāo)準(zhǔn)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范；各地也陸續(xù)公布了地下室逆作法施工工法（YJGF02-96）和（YJGF07-98），由此可說明逆作法施工已日趨成熟，其在深基坑支護(hù)中的前景樂觀。如果說上個(gè)世紀(jì)是逆作法起步時(shí)期，緊接著在全國范圍內(nèi)迅速發(fā)展和大量應(yīng)用之后，如今它正處于技術(shù)成熟期，將會(huì)有更大發(fā)展的全盛時(shí)期。逆作法施工XX地鐵XX站商住發(fā)展項(xiàng)目地址形式復(fù)雜，土質(zhì)以雜填土、淤泥土、砂為主，地下水位較高，平均地下1.5米深便出現(xiàn)地下水。地鐵線路橫穿建筑物地下，且地鐵管廊部分無任何地基措施，且處于淤泥土和砂層之間，因此，水位的下降、土方的開挖都會(huì)對其造成不可估量的負(fù)面影響，而地鐵線路在此期間不得停車。為確保地鐵的安全使用，減少基坑外土體的變形，該部分基坑的圍護(hù)采用地下連續(xù)墻圍護(hù)及逆作法施工，利用結(jié)構(gòu)梁板作支撐，增加支撐剛度。地下結(jié)構(gòu)二層，主要為樓板、柱、外墻、電梯井，基坑開挖深度大部分為11.00m左右，塔樓核芯筒位置15.00m左右，為確?；蛹暗叵率沂┕さ陌踩诨铀闹懿贾糜杏傻叵逻B續(xù)墻、鉆孔灌注樁及預(yù)應(yīng)力錨桿、鋼管支撐組成的擋土支護(hù)體系，在鉆孔灌注樁外做噴粉樁作為基坑的止水系統(tǒng)。

逆作法施工可保證邊坡及臨近建筑物穩(wěn)定性，并可有效縮短工期。然而，須制定科學(xué)、合理的逆作法施工方案，方能保證工程質(zhì)量和安全。地下室剖面圖

整個(gè)逆做法工藝流程圖！

地下逆作法土方開挖方式

1、第一層土方開挖（見下圖）。在進(jìn)行第一層土方開挖前，應(yīng)做好基坑降水，將地下水降至土方開挖面以下0.5～0.7m，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，考慮到首層梁板模板的安裝及工作空間，第一層土方開挖至-2.6m處，擬采用WY100型1立方反鏟挖土機(jī)挖土、裝土，人工輔助整平，自卸汽車運(yùn)走，由南向北開挖，由北面的大門出土。

2、施工首層梁板結(jié)構(gòu)（見下圖）。將開挖后的土層面用人工夯實(shí)后，上鋪墊木擴(kuò)大支承面積，墊木的尺寸大小、支承面積大小根據(jù)施工荷載、土質(zhì)情況等條件確定，如土質(zhì)很差，則采用混凝土墊層，在墊層或墊木完成后，即施工梁板腳手架，安裝梁板模板，綁扎梁板鋼筋，澆筑梁板混凝土，其施工方法同普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。并沿地下連續(xù)墻澆筑第一道圈梁，通過鋼筋混凝土連梁與主體結(jié)構(gòu)梁連接。

3、土方第二次開挖（見下圖）。第二次挖土，應(yīng)待首層梁板混凝土達(dá)到拆模時(shí)所需混凝土強(qiáng)度要求后，且將首層梁板模板、腳手架拆除后進(jìn)行，挖土深度至負(fù)一層梁板以下，以能滿足安裝負(fù)一層梁板腳手架、模板所需的深度為準(zhǔn)，考慮到本工程負(fù)一層層高為4.4m，樓板面標(biāo)高+4.0m，為便于負(fù)一層安裝梁板腳手架、梁板模板及綁扎梁板鋼筋，第二次開挖至-7m處。在開挖過程中，將土方開挖至標(biāo)高-6.5m位置，即采用人工掏槽安裝鋼管角支撐，然后采用人工開挖有鋼角支撐區(qū)域的土方至-7m標(biāo)高位置，對于有鋼斜支撐的位置，先施工鋼斜支撐所支撐的承臺(tái)，再將土方開挖至-7m位置，安裝鋼管斜支撐。第二次土方開挖深度較深，約4.4m，開挖工作空間較大，約5.6m，由此本次土方開挖擬采用機(jī)械開挖為主，輔助人工開挖及整平，在預(yù)留的出土洞口位置向四周開挖，將四周的土用K904D型小型挖土機(jī)挖出且駁接至洞口位置，將土裝入特制的斗內(nèi)，通過汽車吊將其吊至地面裝上自卸汽車運(yùn)走，

4、負(fù)一層支撐鋼柱的外包地下室外墻及混凝土立柱的施工（見下圖）。在土方開挖完成后，即對支撐鋼柱表面進(jìn)行處理，沖刷干凈，綁扎鋼柱外包鋼筋、地下室外墻鋼筋，安裝柱、地下室外墻模板，灌注柱、地下室外墻混凝土。柱、地下室外墻的外包混凝土灌注宜從側(cè)面入模，為便于混凝土入模和保證其密實(shí)性，除對豎向鋼筋的間距作適當(dāng)調(diào)整外，柱、地下室外墻頂部的模板宜做成喇叭形，接頭外混凝土灌注至高于接縫的適當(dāng)高度，以保證接縫處的混凝土密實(shí)，多余的凸出部分混凝土待強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%后，再鑿平。

5、負(fù)一層梁板結(jié)構(gòu)施工（見下圖）。其施工方法同首層梁板結(jié)構(gòu)施工。同時(shí)地上結(jié)構(gòu)施工可開始。

6、土方第三次開挖（見下圖）。第三次土方開挖，應(yīng)待負(fù)二層梁板混凝土達(dá)到拆模時(shí)所需混凝土強(qiáng)度要求后，且將負(fù)二層梁板模板、腳手架拆除