逆作法施工技術(shù)課件

上海軟土地基逆作法施工技術(shù)介紹

二OO八年十一月1、緒論2、逆作法設(shè)計3、逆作法施工技術(shù)4、逆作法工程實例5、逆作法發(fā)展趨勢展望目錄第一章緒論

我國的高層建筑越來越多，地下室也越來越深，已達到地下6層。我市的500KVA世博輸變電站地下室挖深達30.4米，為目前國內(nèi)最深的基坑。且地鐵建設(shè)的增多，車站的挖深也越來越深，動輒超過20米，基坑工程的施工風險隨之增加。目前深基坑支護方法很多，而且在不斷發(fā)展之中，每一種基坑支護都有各自的適用條件和一定的局限性。所以支護方案的選擇應(yīng)慎之又慎，否則一旦出現(xiàn)深基坑支護倒塌事故，不僅給工程造成重大經(jīng)濟損失，還對周圍環(huán)境造成不良影響。逆作法是一項近年發(fā)展起來新興的基坑支護技術(shù)，在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用，收到較好的效果。如：1）上海市的明天廣場；2）日本讀賣新聞社大樓；3）美國芝加哥水塔廣場大廈。

1.1前言：第一章緒論目前如美、日、德、法等國家，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203二的美國芝加哥水塔廣場大廈的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，以逆作法進行施工的。法國巴黎拉弗埃特百貨大樓的6層地下室、日本讀賣新聞社大樓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歐美等發(fā)達國家用得不多，而在日本用得比較多。據(jù)了解日本的高層建筑地下室的基坑圍護，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用較遲，雖然在八十年代上海市基礎(chǔ)公司曾搞過一個試驗性工程，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，上海地鐵一號線工程在淮海路上同時有三個地鐵車站開工。1.2逆作法發(fā)展歷史及現(xiàn)狀：第一章緒論

當時施工進度要求很急，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間，也為逆作法施工工程的進一步開展積累了經(jīng)驗171。到九十年代中期，上海高層建筑地下室用逆作法施工的工程己逐漸多起來，如上海橫積大廈、明天廣場、京沙住業(yè)大廈、森茂大廈、海洋大廈等均為逆作法施工。由于這個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，在上海地區(qū)掀起了一股逆作法熱。另外，由于媒介的傳播，此法的優(yōu)點也被其它省市接受，在北京、天津、廈門、南京、杭州、廣州和昆明等地也均有工程運用了逆作法施工。地下工程逆作法作為一種新的方法，將會得到工程界越來越多的重視和廣泛應(yīng)用。1.2逆作法發(fā)展歷史及現(xiàn)狀：第一章緒論

先沿建筑物地下室軸線或周圍施工地下連續(xù)墻或其他支護結(jié)構(gòu)，同時建筑物內(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，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，所以可以同時向上逐層進行地上結(jié)構(gòu)的施工。如此地面上、下同時進行施工，直至工程結(jié)束。

1.3逆作法原理：第一章緒論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)留孔洞向外運土并向下運入建筑材料。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)四周暫時保留的局部土方對四周圍護結(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。1.4逆作法分類：第一章緒論1.4逆作法分類：明天廣場城市規(guī)劃展示館恒積大廈全逆作施工工程城市航站樓第一章緒論1.4逆作法分類：興業(yè)銀行大廈半逆作施工工程長峰商城廖創(chuàng)興大廈興業(yè)銀行大廈第一章緒論優(yōu)點：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，大約可節(jié)省工時1/3。2）受力良好合理，圍護結(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，擴大地下室建筑面積。5）一層結(jié)構(gòu)平面可作為工作平臺，不必另外架設(shè)開挖工作平臺與內(nèi)撐，這樣大幅度削減了支撐和工作平臺等大型臨時設(shè)施，減少了施工費用。6）逆作結(jié)構(gòu)的自身荷載由立柱直接承擔并傳遞至地基，減少了大開挖時卸載對持力層的影響，降低了基坑內(nèi)地基回彈量。缺點：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，有時需另設(shè)臨時水平支撐或加大圍護墻的斷面及配筋。2）挖土作業(yè)空間狹小，不利于規(guī)模機械化施工、土方施工困難3）結(jié)構(gòu)接頭處理多4）對圍護結(jié)構(gòu)施工精度要求高1.5逆作法優(yōu)缺點：第二章逆作法設(shè)計由于逆作法可以使地下主體結(jié)構(gòu)設(shè)計更加趨于合理，因此，采用地下主體結(jié)構(gòu)逆作法施工的結(jié)構(gòu)要求設(shè)計和施工緊密結(jié)合，這樣才能保證結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理，也是逆作法工程成敗的關(guān)鍵。2.1設(shè)計與施工緊密結(jié)合的原則：總體設(shè)計主要包括兩個方面：1）逆作法流程設(shè)計：即逆作法施工的時間順序和空間順序；2）逆作法的結(jié)構(gòu)整體分析：根據(jù)逆作法的施工流程，分析結(jié)構(gòu)在不同施工階段的受力及變形機理，進行總體概念設(shè)計。2.2逆作法的總體設(shè)計：第二章逆作法設(shè)計由于逆作法可以使地下主體結(jié)構(gòu)設(shè)計更加趨于合理，因此，采用地下主體結(jié)構(gòu)逆作法施工的結(jié)構(gòu)要求設(shè)計和施工緊密結(jié)合，這樣才能保證結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理，也是逆作法工程成敗的關(guān)鍵。2.1設(shè)計與施工緊密結(jié)合的原則：總體設(shè)計主要包括兩個方面：1）逆作法流程設(shè)計：即逆作法施工的時間順序和空間順序；2）逆作法的結(jié)構(gòu)整體分析：根據(jù)逆作法的施工流程，分析結(jié)構(gòu)在不同施工階段的受力及變形機理，進行總體概念設(shè)計。2.2逆作法的總體設(shè)計：第二章逆作法設(shè)計1）出土口、進料口；2）

“一柱一樁”的定位；3）模板體系；2.3逆做法設(shè)計時應(yīng)考慮以下施工問題：當采用地下連續(xù)墻與主體地下結(jié)構(gòu)外墻相結(jié)合時，其設(shè)計方法因地下連續(xù)墻布置方式（即與主題結(jié)構(gòu)的結(jié)合方式）不同而有差別。地下連續(xù)墻作為主體結(jié)構(gòu)的布置方式主要有四種：單一墻、分離墻、重合墻和復(fù)合墻。把地下連續(xù)墻既作為圍護結(jié)構(gòu)又作為主體結(jié)構(gòu)來設(shè)計時，即兩墻合一的設(shè)計，應(yīng)驗算三種應(yīng)力狀態(tài)：（1）在施工階段由作用在地下連續(xù)墻上的土壓力、水壓力產(chǎn)生的應(yīng)力；（2）主體結(jié)構(gòu)竣工后，作用在墻體上的土壓力以及作用在主體結(jié)構(gòu)上垂直、水平荷載產(chǎn)生的的應(yīng)力；（3）主體結(jié)構(gòu)建成若干年后，水土壓力已從施工階段恢復(fù)到穩(wěn)定的狀態(tài)。2.4地下連續(xù)墻作為主體結(jié)構(gòu)的布置方式：第二章逆作法設(shè)計利用地下結(jié)構(gòu)的梁板等內(nèi)部水平構(gòu)件兼作基坑支撐、圍檁時，結(jié)構(gòu)水平構(gòu)件除應(yīng)滿足地下結(jié)構(gòu)使用期設(shè)計要求外，尚應(yīng)進行各種施工工況條件的內(nèi)力、變形等計算。結(jié)構(gòu)體系可采用：1）梁板體系2）無梁樓蓋結(jié)構(gòu)接頭設(shè)計：1）剛性接頭2）鉸接接頭3）不完全剛接2.5水平構(gòu)件結(jié)合的設(shè)計：2.6豎向構(gòu)件結(jié)合的設(shè)計豎向構(gòu)件的結(jié)合即地下結(jié)構(gòu)的豎向承重構(gòu)件（立柱及柱下樁）作為逆作法施工過程中結(jié)構(gòu)水平構(gòu)件的豎向支承構(gòu)件。在逆作法施工期間，與地下連續(xù)墻一起承受地下自重和地上施工荷載；其承受的最大荷載，是地下結(jié)構(gòu)已修筑完成加上地面施工荷載總和。逆作法中結(jié)構(gòu)水平構(gòu)件的豎向支承立柱和立柱樁可采用臨時立柱與主體結(jié)構(gòu)工程樁相結(jié)合的立柱樁（一柱多樁）或與主體地下結(jié)構(gòu)柱及工程樁相結(jié)合的立柱和立柱樁（一柱一樁）。當采用臨時立柱時，可在地下室結(jié)構(gòu)施工完成后，拆除臨時立柱，完成主體結(jié)構(gòu)柱的托換。由由國際廣場基坑支撐平面布置圖第二章逆作法設(shè)計第三章逆作法施工3.2逆作法分項施工技術(shù)：1)立柱樁的施工技術(shù)(鋼格構(gòu)立柱、鋼管立柱)

A)施工精度要求垂直度L/300～L/600水平定位±10mm標高±10mmB)控制方法機械調(diào)垂法氣蘘調(diào)垂法機械調(diào)垂法

第三章逆作法施工氣囊調(diào)垂法第三章逆作法施工第三章逆作法施工3.2逆作法分項施工技術(shù)：2）差異沉降的控制技術(shù)控制標準：10-20mm控制方法：設(shè)定工況計算+施工動態(tài)控制

第三章逆作法施工3.2逆作法分項施工技術(shù)：3）取土、挖土施工技術(shù)

A)取土口平面布置取土口平面布置應(yīng)分布均勻，充分考慮施工行車路線，平均每1000平米布置一個取土口。取土口大小應(yīng)充分考慮施工機械及材料運輸需要，一般不小于8×8米空間大小。B)取土設(shè)備：目前國內(nèi)挖土一般在基坑內(nèi)設(shè)置小型挖機設(shè)備，地面設(shè)置大型取土設(shè)備以解決挖土施工作業(yè)。目前地面取土設(shè)備分為以下幾種類型:取土架、長臂挖機、伸縮臂挖機。

第三章逆作法施工第三章逆作法施工4）柱、梁、板、墻的節(jié)點施工

A）主要解決問題主要解決鋼筋穿過中間支撐柱或與中間支撐柱連接，保證在復(fù)合柱完成后，節(jié)點質(zhì)量和內(nèi)力分布與設(shè)計計算簡圖一致。

B）節(jié)點構(gòu)造該節(jié)點構(gòu)造主要取決于中間支撐柱的結(jié)構(gòu)形式。有雙梁、寬扁梁等。

第三章逆作法施工3.2逆作法分項施工技術(shù)：鉆孔鋼筋連接法第三章逆作法施工傳力鋼板法第三章逆作法施工剪力栓法第三章逆作法施工綜合法第三章逆作法施工5）逆作階段地下室的通風、照明措施

A)逆作施工階段，利用地下室結(jié)構(gòu)永久性預(yù)埋管線，穿設(shè)施工照明用電管線，布置臨時照明用電，平均100平米設(shè)置一個照明用電。

B）通風、利用出土口設(shè)置鼓風機、有條件的工地可設(shè)置排風機等設(shè)備，讓空氣流通。

第三章逆作法施工3.2逆作法分項施工技術(shù)：第三章逆作法施工第三章逆作法施工第四章逆作法實例4.1上海地區(qū)逆作法工程：實施逆作法施工的工程---地鐵一號線陜西南路站

1993年承建的陜西路南站，基坑面積9000平方米，地下二層，采用直徑900的鋼管打入樁，作一柱一樁。地下連續(xù)墻二墻合一，采用逆作法施工確保準海商業(yè)街的提前通車。第一個完成房屋建筑逆作法施工的工程---恒積大廈

1994年10月承建的恒積大廈，基坑面積3600平方米，地下四層，采用直徑900的鉆孔灌注樁，作一柱一樁。地下連續(xù)墻二墻合一，采用逆作法施工確保工程用一年的時間完成從打樁到地上5層的施工，專業(yè)逆作法取土架在本工程首次開發(fā)使用。第四章逆作法實例第一個采用一柱一樁的工程---上海機場城市航站樓

1998年承建的上海機場城市航站樓，基坑面積3600平方米，地下二層，首次采用鋼管混凝土與直徑900的鉆孔灌注樁結(jié)合，作一柱一樁。工程中為確保一柱一樁垂直度，首次開發(fā)使用氣囊法糾偏技術(shù)，從而提高了逆作法關(guān)鍵節(jié)點質(zhì)量。第四章逆作法實例第四章逆作法實例到目前為止，上海市采用逆作法施工的工程有幾十項之多，如：上海特種基礎(chǔ)工程研究所辦公樓、長峰商城、廖創(chuàng)興大廈、明天廣場、由由大廈二期、世茂濱江花園、上海鐵路南站、萬達商業(yè)廣場等。且目前逆做法施工工藝已經(jīng)有了更新的發(fā)展方向，如：目前正在施工的上海聯(lián)誼大廈、采用逆做法施工，地下5層、上部23層，計劃在地下室底板施工完成時，上部結(jié)構(gòu)同步完成15層。目前正在施工的M7常熟路地鐵車站及肇嘉浜路地鐵車站，采用的蓋挖法施工工藝也是逆做法的一種發(fā)展方向，施工期間還路于民，施工不擾民，取得了良好的社會效益。

第四章逆作法實例4.2長峰商城施工案例：

1、工程簡介

長峰商城位于長寧區(qū)地鐵2號線中山公園站即長寧路、匯川路、凱旋路合圍處。主體結(jié)構(gòu)為一幢10層裙樓和60層主樓組成。其中主樓高度238米;總建筑面積310000m2。裙樓采用框架結(jié)構(gòu),主樓采用核心筒體結(jié)構(gòu)，38層以下采用Φ550X16、Φ500X12、Φ400X12圓鋼管型勁性柱結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)形式均采用筏式基礎(chǔ)。2、工程難特點1)本工程地下室外墻（地下連續(xù)墻）離地鐵二號線中山公園地下車站凈距僅3米，逆作施工時必須采取萬無一失的、可靠的、切實可行的施工方案來確保地鐵的安全，這是重點之重點。2)本工程大底板共48000方混凝土，如何順利完成大面積、大方量的混凝土澆搗，對本工程至關(guān)重要。3)地質(zhì)條件較復(fù)雜,整個基地有二種不同地質(zhì)條件，分古河道區(qū)與正常地質(zhì)區(qū)。主樓開挖深度在24米，復(fù)雜多變的地質(zhì)條件，對基坑設(shè)計的分區(qū)考慮、承壓水問題的處理及挖土施工的方法卻增加了難度。第四章逆作法實例4.2長峰商城施工案例：5)本工程中逆作法立柱采用了一柱一樁的形式，其垂直度控制是整個地下工程施工的關(guān)鍵。6)逆作法地下部分施工時，一柱一樁與地下墻的不均勻沉降控制也是本工程實施過程關(guān)鍵技術(shù)之一。7)工程臨近建筑物地鐵地下管線及周圍環(huán)境較復(fù)雜，因此加強周邊環(huán)境的觀察，實施信息化施工，與挖土時的“時空效應(yīng)”緊密相結(jié)合，最大限度地減小基坑的變形。4)工程利用裙房的逆作樓板作為主樓順作的支撐點，主樓的順作支撐利用永久結(jié)構(gòu)板帶，施工節(jié)點處理復(fù)雜，使得基坑具有一定的難度。第四章逆作法實例4.2長峰商城施工案例：3、關(guān)鍵施工技術(shù)措施

1)一柱一樁施工

6)承壓水設(shè)計4)逆作法吊模設(shè)計2)水平垂直結(jié)構(gòu)節(jié)點設(shè)計5)逆作取土綜合設(shè)計3)主樓順逆作轉(zhuǎn)換第四章逆作法實例4.2長峰商城施工案例：第四章逆作法實例本工程，樁采用?850的鉆孔灌注樁，樁長72.5米，工程樁身混凝土設(shè)計強度等級為水下C35，總樁數(shù)1132根，Φ550鋼管柱共229根，管內(nèi)澆筑C60砼，設(shè)計要求成孔垂直度偏差要求小于1/400，格構(gòu)柱垂直度偏差要求小于1/300。3、關(guān)鍵施工技術(shù)措施(一柱一樁施工)

4.2長峰商城施工案例：1132根樁全部施工完成

通過糾正架智能調(diào)垂方案的實施，支撐柱的垂直度均滿足1/400的設(shè)計要求。

長峰商城豎向逆作柱大多采用鋼管混凝土作為柱體，柱體插入的鉆孔灌注樁作為承載體，采用工廠化預(yù)制的鋼管及現(xiàn)場制作的砼雙梁；水平梁板與地墻采用預(yù)埋雙排筋及底板接駁器，增加地墻周邊梁等方法的有效結(jié)合來解決水平與垂直方向力的傳遞，使結(jié)構(gòu)節(jié)點變得簡單、實用、有效。第四章逆作法實例3、關(guān)鍵施工技術(shù)措施(水平、垂直結(jié)構(gòu)節(jié)點設(shè)計)

4.2長峰商城施工案例：3、關(guān)鍵施工技術(shù)措施(水平、垂直結(jié)構(gòu)節(jié)點設(shè)計)

4.2長峰商城施工案例：第四章逆作法實例立柱雙梁中間支撐柱雙梁通過采用工廠預(yù)制鋼管及雙梁等一系列的節(jié)點措施，從而解決了