1、-作者xxxx-日期xxxx逆作法施工工藝【精品文檔】 逆作法施工工藝、應用與實踐章履遠 前言：國內，深基坑逆作法施工的應用與研究發展已比較成熟，尤其是大城市中的深基坑采用逆作法施工技術越來越多。從發展與應用眼光來看，筆者有必要對關心逆作法施工技術或即將承擔逆作法施工的工程技術管理人員，作一次系統性的講解，是很有必要的。據此，本人收集到的有關資料經整理后作如下的講解。由于地區局限性和本人水平有限，不當之處容當指正。 一、概況： 改革開放以來，我國城市建設發展迅速。建筑物不斷向空中發展，與此同時，各類用途的地下空間和設施也得到空前的發展，包括高層建筑地下室、地鐵、越江隧道、地下商業街、地下車庫、

2、地下變電站等各種類型。要建設這些地下設施，就必須進行深基坑的開挖。 大家知道，傳統的多層地下室施工方法是敞開式開挖，先做圍護，在逐層支撐情況下，垂直向下開挖，至設計標高后澆筑鋼筋混凝土底板，再由下而上逐層施工地下室結構，地下結構完成后再進行地上結構的施工，即典型的順作法施工。（見以下示意圖） 這種順筑施工方法為大家所熟悉，在城市中大量應用。然而，順筑法施工也帶來了不少問題。地下結構施工工期長，占整個高層建筑總工期的1/4，甚至1/3；支護費用高，據統計地下深基礎工程造價為整幢高層建筑總價2030，其中基坑的支護費用約占工程總價的10左右。其次，有些圍護結構在整個地下室施工過程中只作為臨時結構，

3、僅為地下結構施工提供安全保證。待地下結構施工完畢，其作用隨之消失，而為此發生的圍護費用是可觀的。當在繁華商業街下修建地鐵車站時，為少影響商業活動和交通、再有業主要求在盡可能短的時間內造好大樓時，那么用敞開式順筑法施工就難以滿足。在這些背景下，產生了逆作法施工。逆作法施工與傳統順作法正好相反，即在圍護施工、基樁施工完成后，首先施工±0.00層樓板，并留出出土口，向下開挖地下第一層土方，再施工地下一層樓板，開挖地下二層土方，再施工地下二層樓板，重復以上過程，直至地下室底板。地下土方開挖時，作為剛度很大的各層樓板就作為圍護結構的水平支撐、很多圍護結構就作為地下室外墻。在地下土方開挖、地下樓

4、板施工同時，上部結構層也逐層向上施工。因此逆作法施工與順作法施工相比較，可以縮短工期、節省成本、減少周圍環境危害。（見下圖示意） 目前，肯定的是，城市用地不斷緊縮，施工場地局促，開挖深度增加，環境要求嚴格。大城市深基坑施工，出現逆作法施工趨勢十分明顯。作為基礎施工工作者，應該及早、主動掌握逆作法施工技術，為今后逆作法施工工作打好基礎，看來十分必要。 逆作法施工早在70多年前，發達國家已經有了應用。1935年日本就提出了“逆作法工藝”并在高層、超高層建筑的多層地下室、地下商場、地下車庫、地鐵車站等建筑構筑物中應用。如日本東京八重洲地下商業街；莫斯科切爾坦沃住宅區地下商業街；芬蘭伐利桑地下娛樂中心

5、；挪威奧斯陸地下體育中心；地下六層的德國慕尼黑卡爾斯廣場綜合體；美國芝加哥水塔廣場大廈（地下四層）；法國巴黎拉弗埃特百貨大樓（地下六層）。上述工程都采用了逆作法施工技術，均取得很好效果。我國的臺灣和香港地區也有很多應用。 我國從1955年哈爾濱地下人防工程中首次采用了逆作法施工；1985年上海基礎公司科研樓償試了逆作法施工；上海第二建筑公司在1993年上海地鐵1號線陜西南路站完成了較大規模逆作法施工；以后上海長途電信大樓（1987年）、恒積大廈（1995年）、明天廣場（1999年）、長峰商城（2004年）、人民廣場地下變電站（2007年）等也采用了逆作法施工。并在此基礎上，對逆作法信息化施工技

6、術、柱墻沉降控制技術、逆作挖土技術、逆作柱梁板與柱墻連接技術等奠定了技術基礎。逆作法施工技術被人們接受，不斷獲得發展，2000年2013年，除了上海以外，在廣州、北京、天津、杭州、廈門、深圳、海口、福州、南京、昆明、珠海等大中城市獲得應用與發展。在此基礎上，上海、廣洲、天津制定了逆作法工法。（廣州市地下室逆作法施工工法YJGF07-98、上海市高層建筑多層地下室結構逆作法施工工法）2011年，建設部發布了地下建筑工程逆作法技術規程（JGJ1652010），上海市經過十余年以來逆作法基坑工程的實踐經驗，2012年上海市制訂了逆作法施工技術規程（DG/TJ08-2113-2012），逆作法施工得到

7、了進一步規范。 經過多年的實踐和研究，逆作法施工所面臨的主要施工技術為：基坑的圍護方式、豎向支承樁的施工、基坑降水、水平結構施工、出土口、土方逆作開挖施工、豎向結構施工、地下地上同步施工、基坑監測、安全施工及作業環境等內容。以下作有重點的介紹。 二、逆作法施工的程序： 按圖2-1所示逆作法施工程序如下： 1、按基礎外圍面積、先施工四周的支護結構、支護體系采用地下連續墻或排樁支護，排樁采用鉆孔樁或挖孔樁；2、按設計圖施工中間支承柱和基礎樁。中間支承柱大都采用鋼管柱或型鋼柱支承，挖土完成后再作外包鋼筋混凝土。3、利用地下室一層的土方夯實修正后作地模，澆灌地下室±0.00層的頂層鋼筋混凝土

8、梁板，并在此層預留挖土方的出土洞若干個；4、進行地下室一層土方的挖土，移到出土口，提升到室外卸土；5、重復程序3進行地下室二層梁板混凝土的澆筑，同樣在樓板中留出出土洞；6、重復程序4進行地下二層土方外運；7、重復程序3、5，作地下三層梁板混凝土的澆筑，同樣在樓板中留出出土洞；8、重復程序4、6進行地下三層土方外運；9、重復程序3、5、7進行地下室底板混凝土的澆筑。 逆作法施工工藝流程框圖如下：三、逆作法施工的圍護方法： 目前，逆作法施工圍護結構主要形式是：“兩墻合一”地下連續墻、鉆孔灌注樁排樁、型鋼水泥土攪拌墻和咬合樁等形式。以地下連續墻為首選。 地下連續墻施工，必須制定與逆作法施工相關的詳細

9、施工方案。由于圍護結構作為地下室結構一部分，地下連續墻施工有一定要求：1、地下連續墻槽段間連接方式有園型鎖口管接頭、十字鋼鈑接頭、工字鋼接頭、鋼筋混凝土預制接頭等多種形式；2、在地下連續墻槽段接頭外側，根據地質條件及防滲要求采取高壓噴射注漿等加強措施；3、應根據設計要求，在地下墻內正確預埋鋼筋、鋼筋接駁器、設置剪力槽及其他埋件，并對止水等方面要有針對性措施（地下室底板處）；4、地下連續墻的墻底必須進行墻底注漿；5、地下連續墻的垂直度1/300。四、豎向支承樁柱施工：逆作法地下結構的豎向樁、柱作為地下室結構的一部分，將上部結構的荷載傳給地下室底板; 施工過程中，豎向中間支承樁、柱還需承受地上和地

10、下各層結構的自重和施工荷載。因此，逆作法工程的豎向支承樁、柱需在結構施工前完成，無法與樓板結構同步施工; 尤其是逆作范圍( 地下室結構) 支承柱的施工與樁基施工相結合，即在工程樁施工的同時安裝支承柱。又由于其為地下結構柱的一部分與地下梁板連成整體，所以對垂直度要求特別嚴格。往往要求樁位的定位偏差5mm、樁的垂直度偏差要滿足設計要求（常提出1/500H，最高要求甚至達到1/1000H）。因此采用普通的立柱按裝方法肯定不能滿足要求。另一方面，結構設計時，樁基的混凝土標號（C30C40）與鋼管內灌注的混凝土標號（C50C60）不一樣，澆灌時要求解決低、高標號混凝土的含接問題。多年來，各地根據當地土質

11、、地下水情況和施工經驗，創造了許多行之有效的施工方法。這里在介紹支承鋼管柱之前，首先說明一個共性問題是關于鋼管柱制作問題。鋼管柱的直徑、壁厚、長度是根據工程要求而確定的。常用規格尺寸：直徑500mm2000mm，壁厚16mm25mm，長度16m37m。由于加工精度高，鋼管柱均在鋼結構廠廠內分段加工制作（對接的接口平面用車床整平剖口），再運到施工現場拼裝。為保證現場拼裝的鋼管柱平直度滿足設計要求，施工場地必須硬化處理，以便在上面搭設拼裝胎架（也稱支承架）。分段制作的鋼管柱現場對接，對接面平直，采用剖口，二氧化碳氣體保焊同步對稱施焊（焊接前接口兩端30cm內還要進行預熱），防止變形。焊接完成后即進

12、行探傷和平直度檢驗。鋼管柱的設計柱頂標高常在一層地面層以下，為按放鋼管柱需要常將鋼管柱頂接長處理，接長鋼管長度不一，稱為工具管，工具管與鋼管柱的連接一般用法蘭盤連接，以便拆卸重復利用。圖4-1為鋼管柱現場拼接示意。圖4-1 鋼管柱拼接示意 其次，鋼管柱由平臥轉為吊直均使用兩臺起重機同時起吊，空中豎直方法。鋼管柱在吊入樁孔時要求垂直向下慢慢插入，常在工具管的上口留有左右對稱的耳環。主機的吊鉤吊住比鋼管稍寬的鐵扁擔，鐵扁擔下鋼絲繩平衡吊住二個耳環，使直立鋼管柱處于垂直狀態下插入樁孔內。以下介紹一些鋼管柱的常見施工法：1、鋼管柱后安裝施工法：、天津軌道換乘中心，地下四層，開挖深32m。逆作施工。鋼管

13、柱下鉆孔樁直徑2200mm，鉆孔深85m、樁頂距地面-27.5m、有效樁長48m56m。C30混凝土；鋼管柱1000mm，長25.829.8m，鋼管內灌C50混凝土。第一步：鉆孔樁采用旋挖鉆機帶管鉆進，外套管到地面下-m后不再跟進。為控制垂直度，采用桅桿有自動調垂裝置的旋挖鉆機。為保證地面以下30m內垂直精度達1/1000要求，旋挖期間采用超聲波不斷檢驗，過程糾偏等14項操作工藝。第二步：鉆孔樁成孔完成后灌入C30水下混凝土，水下混凝土面澆灌到地面下30.8m即停止（超灌0.8m），即混凝土面高出跟進套管底2.5m距離。第三步：在水下混凝土澆灌結束后810小時，混凝土初凝后抽去套管內泥漿，工人

14、下入樁孔內，鑿去0.8m浮漿，暴露C30新鮮混凝土面。用710kg吊錘，將地面上放出的樁位中心引到地下30m處樁頂上。用鋼尺將地面標高引到安裝定位板標高以上50cm的套管壁上。第四步：在地面下30m樁頂處安裝由引渡板、定位板、托架組成的鋼管柱安裝定位器（見圖4-2），在中心及標高定位好后再用早強高標號混凝土固定、墊平。圖4-2定位器第五步：3天后，將制作好的鋼管柱吊入樁孔內，由于定位器中引渡板斜面作用，將樁管底部安放到設計位置。其定位器安放誤差為±5mm，定位器與樁管內壁間隙5mm，其最后最大誤差僅10mm，高于設計要求平面位移誤差20mm要求。樁管上部通過十字交叉校正器，校正到正確

15、位置后固定在護筒上。第六步：向樁管外套管之間四周均勻澆灌C50混凝土。5小時后再向樁管柱內灌入C50高強混凝土。澆灌的辦法采用串桶式自落式澆灌密實法。要求串桶底距澆筑面高度在2.5m左右，既能沖擊密實又不使混凝土離析。樁管頂以下4.0m范圍的混凝土振搗密實。第七步：樁管柱與套管之間墊進黃砂后拔除外套管。本工程經開挖后復測，無論樁柱垂直度和定位偏差均滿足設計要求。、北京地鐵4號線菜市口車站與7號線換乘站。7號線為明挖施工，4號線在7號線下，采用蓋挖逆作法。工程共設800×16mm鋼管柱30根，鋼管柱長19.55m。施工技術要求為鋼管柱定位偏差±5mm、垂直度1/1000H，并

16、15mm。鋼管柱下采用挖孔樁支承。施工步驟如下：第一步：挖孔樁成孔后灌注混凝土；第二步：灌注后12h，清除樁頂以上1.8m高浮漿；第三步：下通風管、低壓照明、下人清理整平安裝定位器，并澆筑C40早強混凝土，固定定位器。2h后混凝土強度可達20Mpa、20h達到C25；第四步：吊裝鋼管柱入樁孔內，可以認為鋼管柱下口定位正確，上口定位用十字交叉花蘭螺絲校正后固定在上口護筒上。（見圖4-3）圖4-3鋼管柱頂部定位第五步：澆灌鋼管柱下口外與挖孔樁壁四周杯口混凝土，高度宜超出底板底以上20cm。（開挖到底板底面時鑿除）；第六步；用串桶法澆灌鋼管柱內混凝土直至柱頂；第七步：鋼管柱與挖孔樁內壁之間填上黃砂。

17、本工程經開挖后復測檢驗均滿足設計要求。工程是成功的。點評：采用鋼管柱后安裝施工法的技術特點，是要在樁孔中下人先清理、再定位（樁中心、樁標高）后安裝定位器這一工序，所以首先要滿足下人這一必須條件。當地下水位低于施工作業面，可采用挖孔樁作為支承拄的樁基；當地下水位很高情況下就要使用鋼套管，來制造一個下人操作的條件。當大面積施工時，為了保證工程進度，將使用大量的鋼套管（一個樁柱從成孔、下鋼筋籠、澆混凝土、初凝養護、抽漿清理、定位安裝、定位器固定養護、吊放鋼管柱、校正固定、鋼管柱內外灌混凝土灌砂、拔出套管等一個工作循環約67天），工期不能保證、相對工程成本增加。因此，采用鋼管柱后安裝施工法，雖然施工質

18、量能滿足設計要求，但一定要有環境條件（低地下水位）。就不能大面積推廣。2、鋼管柱與樁一體化成型施工法：一體化成型施工法說的是，當鉆孔樁成孔下放鋼筋籠后馬上吊放鋼管柱（有的施工法鋼筋籠下放到孔口，鋼管柱與鋼筋籠在孔口連接后再一起下放就位），再下導管二次清底后，鉆孔樁水下混凝土和鋼管柱管內高標號混凝土連續澆灌一次成型的施工法。、上海世博500KV地下變電站一柱一樁的施工技術：鉆孔樁成孔深90m、直徑950mm，樁身混凝土C35，有效樁長55.8m。鉆孔樁上插入的鋼管柱550mm×16mm，管內混凝土C60。鋼管柱中心定位偏差10mm、垂直度為1/600。第一步：為保證鋼管柱垂直度要求必須

19、先保證鉆孔樁的垂直度。選用GPS-20A型鉆機，鉆頭上加裝配重塊，以提高鉆頭穩定性和垂直精度，并采用減壓鉆進。鉆孔垂直精度達1/500。第二步：鋼管柱長33.045m加4.0m工具管37.045m。鋼管柱頂設吊耳，用鐵扁擔起吊以確保鋼管柱在自由狀態下的垂直度。（圖4-4） 圖4-4鐵扁擔 圖4-5地面調節裝置 第三步：地面設置由定位架、千斤頂、校正桿組成的地面調節系統，可對鋼管柱垂直度進行調整并固定（見圖4-5）。采用雙向經緯儀校正（圖4-6）。下放完成后采用井徑測斜議進行垂直度檢測。 第四步：鋼管柱和鋼筋籠的連接。采用了鋼絲繩把鋼筋籠連接起來的鉸接方法。保證了鋼筋籠和鋼管柱在重力懸吊狀態之下

20、的垂直度（見圖4-7）。 第五步：樁和柱在不同標號混凝土換澆施工。具體為：水下低標號混凝土至標高時改灌高標號混凝土（樁頂標高m），直至時暫停高標號混凝土澆灌，確保鋼管柱插入樁身深度（柱底標高為）。再在鋼管柱與鉆孔樁孔壁之間回填碎石黃砂，阻止管外混凝土面上升。繼續澆灌管內高標號混凝土直至鋼管柱頂。 圖4-6雙向經緯儀校正 圖4-7鋼管柱與鋼筋籠連接、南京青奧中心逆作法鋼管柱施工：南京青奧中心為雙塔樓加裙房，面積35萬m2，采用逆作法施工。逆作鋼管柱下鉆孔灌注樁為變截面設計，樁長95m，上口2.7m，插入直徑為×23m鋼管柱，以下為1.2m鉆孔樁。鋼管柱的定位偏差±5mm、垂直

21、度1/500。施工步驟如下：第一步：變截面鉆孔樁的施工采用先用1.2m鉆頭鉆3.0m深后換2.7m鉆頭擴孔鉆3.0m，再換1.2m鉆頭鉆3.0m，如此循環，直至變截面標高下再用1.2m鉆頭鉆到底后成孔。第二步：長23.0m、2.0m直徑鋼管柱在工廠預制、現場拼接，完成后在管外裝上長10.0m的測斜管（用專用抱箍與鋼管固定）。第三步：完成變截面鉆孔樁吊放鋼筋籠及拼接鋼管柱之后，即在孔口吊放上鋼支架，以校正和固定鋼管柱。鋼支架分為兩部分：下部支架橫梁用于支撐鋼管柱，調整標高；上部支架橫梁高2.1m，用于調節鋼管柱垂直度。鋼支架四肢用M16膨脹螺栓固定在硬地坪上。先調鋼管柱定位軸線和標高，并用下部橫

22、梁上的千斤頂和定位螺桿固定好，以作為調垂的支點。用測斜儀測定傾斜度方向后再調上橫梁的千斤頂，直至滿足1/500要求后再固定在上橫梁上（見圖4-8）。圖4-8鋼管柱調節支架 第四步：在第二次清底后澆灌混凝土。先在調節鋼支架上方架上澆筑平臺，平臺與鋼支架不接觸，以免澆灌混凝土時沖撞鋼管柱。當混凝土澆灌到（承臺底標高-17.5）時，在管內澆灌混凝土同時同步向管外與樁壁之間四周均勻灌入碎石，直至管內混凝土從溢漿口溢出混凝土。 第五步：微調，當混凝土澆灌至鋼管柱底前和柱外碎石反壓及混凝土澆灌完成時，均應根據監控數據通過上橫梁千斤頂或螺桿對鋼管柱進行微調，以使鋼管柱滿足垂直度要求。 、南京德基廣場逆作法超

23、深支撐樁柱的施工： 南京德基廣場挖深23.7，有鋼管柱136根，長以上，直徑7001100mm不等。鋼管柱分三節工廠預制現場硬地坪搭設胎架現場拼接，二臺吊車起吊。其步驟如下： 第一步：旋挖鉆機成孔（3236m），沖擊鉆機終孔，入巖。所有樁孔垂直度用超聲波檢測議進行100檢測，垂直度均在1/400以內。 第二步：鋼筋籠整體制作，包括注漿管、超聲波管、樁體預埋件。六點起吊安放，吊筋及懸掛器均固定于護筒上，鋼筋籠底懸于樁底50100mm，確保鋼筋籠垂直。鋼柱易于進入鋼筋籠。 第三步：安放鋼管柱支撐架（高×長×××）。用膨脹螺拴固定在硬地坪上，精度±2

24、mm。支撐架上部四角設有調節螺桿。 第四步：起吊鋼管柱，向孔口慢慢插入，并用雙向經緯儀調直，直至鋼管柱工具管上預裝的四個耳板擱置在支撐架上口橫梁上，并立即調整鋼管柱標高，達到初調目的。當鋼柱標高、中心位移與垂直度均調整到位后，采用精密超聲波檢測儀（精度為）對鋼柱垂直度進行復測，鋼柱上口固定后澈去起重機。 第五步：在鋼柱支撐架外再放置一個混凝土澆筑平臺支撐架，二架之間不接觸。開始澆灌混凝土。當混凝土澆灌到樁頂標高以下時開始置換高標號混凝土。當混凝土面上升到樁頂以上時，開始同步向鋼柱外四周灌入碎石，直至鋼管內混凝土面上升，管外碎石面不再上升時停止碎石回填。鋼管內混凝土澆灌到地面溢出為止。 第六步：

25、自主開發了一套逆作法鋼柱實時調垂系統（調垂議）。工作原理為利用先進的監測技術、人機交互技術以及液壓傳動裝置等，對鋼柱混凝土澆筑過程中鋼拄垂直度實時監測并實時糾偏調垂。整個系統由液壓油缸、液壓泵站、傾斜傳感器、控制器等組成（見下圖）。傾斜傳感器監測到鋼柱傾斜的實時變化，通過數據線傳輸到人機交互界面（控制器），并通過該界面的自動或手動狀態進行鋼柱實時調垂。從而保證了鋼管柱在混凝土澆筑過程中，導管提升、碎石回填對鋼管柱側向推移引起垂直度變化得到及時糾正。 基坑土方開挖后，136根鋼管柱垂直度均滿足1/600設計要求。（本項目為國家自然科學資金資助項目。中國科學院地質與地球物理研究所項目） 、杭州環北

26、絲綢服裝城： 采用逆作法施工，625mm×25mm鋼管柱126根，定位偏差20mm、垂直度1/500。施工步聚如下： 第一步：降低地下水位到地面以下。在一柱一樁位置上挖一個×深工作坑。并在工作坑內吊放進直經，高護筒，四周土方回填壓實，面上鋪設路基板。 第二步：在工作井內按正常工藝進行鉆孔灌注樁施工,終孔后進行一次清孔,然后提鉆,移機,下鋼筋籠。 第三步：安裝型鋼校正支架,采取先下后上的程序,通過全站儀使校正支架中心與樁位中心重合,分別與鋼護筒及路基板點焊連接固定型鋼支架由井字形布置的H型鋼及4根穿過型鋼可從各個方向調節行程的螺桿組成。型鋼校正支架布置如下圖所示： 第四步：鋼

27、管柱起吊自然垂直后入孔,通過水準儀調整鋼管柱的水平標高,通過上下兩套型鋼校正支架上的螺桿行程進行微調,校正鋼管柱垂直度,使其中心和樁位中心重合后焊接固定。 第五步：設計要求樁身內鋼管柱下3m即標高處為兩種不同強度混凝土的交界面,交界面以下混凝土強度等級C35,以上則為C60。灌注鉆孔樁C35混凝土至標高,同時保證導管埋入深度不小于3m后,開始灌注C60混凝土。當C60混凝土將C35混凝土全部置換出樁頂標高后,沿鋼管外圈四周回填級配砂石至工作井底標高,繼續灌注C60混凝土直至混凝土從鋼管立柱溢漿口排出。待混凝土終凝后(約24h),拆除上下型鋼支架,移走鋼護筒。3、鋼管柱后插施工法：鋼管柱后插施工

28、法與前二種施工法不同點是，先施工鉆孔灌注樁，樁內灌入緩凝混凝土，然后將鋼管柱垂直插入樁內一定錨固深度，再在鋼管柱內灌入高標號混凝土的施工法。其主要關鍵點是：緩凝混凝土、HPE或HDC液壓垂直插入機、測斜議等。、武漢地鐵中南路站為2號線4號線換乘站，采用逆作法施工。樁為1800mm全液壓可視可控擴底灌注樁（擴大盤3.6m），鋼管柱800mm，共147根。采用HPE液壓垂直插入機施作鋼管柱工藝。其工藝流程如下： 工藝的關鍵點有： 、為保證鋼管柱插入垂直度滿足設計要求，旋挖鉆成孔精度必須控制在1/300以內，當用超聲波檢測儀檢測到垂直度不能滿足要求時，必須進行修正； 鋼筋籠安放必須保證在樁孔中心，最

29、好在鋼筋籠頂部做成喇叭口，以確保鋼管柱插入順利； 鉆孔樁內灌入的混凝土要用緩凝混凝土，一般要求緩凝時間不小于36h。因為混凝土運輸、澆灌、HPE液壓垂直插入機就位對中調平、鋼管柱起吊就位插入糾偏等均需要時間，保證鋼管柱順利插入混凝土中； 鋼管柱開始插入時能以靠自重自由插入，插入一定深度時，當浮力大于鋼管柱自重時，最好在鋼管內灌入清水加重，確保插入過程順利； 當鋼管柱柱底剛好插入混凝土面時，應停止插入操作。立即檢測鋼管柱的垂直度，地面以上鋼管用經緯儀、地面以下用垂直儀，根據檢測數據來調整鋼管柱垂直度，直至滿足要求后再下插到位； 由于鋼管柱的柱頂標高常在地面以下，為方便鋼管柱插入操作，鋼管柱頂必須

30、附加一節工具管，工具管要求與鋼管柱等直徑、連接可靠、可重復利用。武漢地鐵中南路站采用HPE液壓垂直插入機施工的147根鋼管柱經超聲波檢測，樁身完整性良好。開挖后垂直度全部滿足設計要求。、天津濱海國際機場交通中心工程，采用逆作法施工。共有鋼管柱106根，1100mm和1200mm直徑。采用AM擴孔灌注樁，2200mm（擴底直徑3200mm）。鉆孔垂直度1/300。鋼管柱長23.53m，加上工具管長達32.0m，垂直度要求1/500。采用HPE全液壓垂直插入機插入鋼管柱。AM樁的施工流程如下：施工現場準備AM 旋挖鉆機定位埋設鋼護筒等徑樁成孔至設計深度測量孔深擴底成孔開始擴底成孔結束，測量孔深利用

31、擴孔鉆頭第一次清孔安裝鋼筋籠安裝導管檢測沉渣如沉渣超標進行二次清孔灌注混凝土混凝土灌注完畢拔除鋼護筒回填樁孔。 HPE全液壓垂直插入機插入鋼管柱：（鉆孔灌注樁或 AM擴底灌注樁）澆筑至基坑底標高后，在混凝土初凝前，將底端封閉的永久性鋼管柱垂直插入支承樁混凝土中，直到插入至設計標高的施工方法。其工藝流程如下：HPE 垂直插入機就位調整 HPE 垂直插入機水平度吊裝鋼管柱HPE 插入機垂直插入鋼管柱鋼管柱四周回填碎石并排漿鋼管柱內澆筑鋼筋混凝土拆除工具柱并回填孔口HPE 插入機移位回填孔口拔除鋼護筒。 鋼管柱插入過程如下：鋼管柱吊放至 HPE 垂直插入機內，根據自重下入孔內一定深度后，安裝定位抱緊

32、裝置，由 HPE 垂直插入機抱緊鋼管柱，采用 2 臺經緯儀雙向復測鋼管柱垂直度，滿足設計要求后，為絕對保證鋼管柱的垂直度偏差1/500，在鋼管柱上再安裝一個垂直傳感器，雙重監測鋼管柱垂直插入精度。鋼管柱下部安裝的垂直儀傳感器反映到電腦上的信號來檢測鋼管柱的垂直度，保證插入鋼管柱的垂直度符合要求，垂直度偏差可達1/5001/1 200，保證了施工質量。鋼管柱內混凝土的澆筑：鋼管柱四周回填碎石，排漿完成即可進行鋼管柱內下放鋼筋籠澆筑混凝土，此時需由 HPE 液壓垂直插入機抱緊鋼管柱，防止鋼管柱灌注混凝土后下沉，為便于割除工具柱，鋼管柱內的混凝土不易灌注過高，至鋼管柱頂標高以下 200300 mm

33、即停止灌注；鋼管柱內的混凝土采用水下混凝土灌注。關于鋼管柱插入時的浮力：鋼管混凝土柱底部是封閉的，當鋼管柱下至一定深度后泥漿的浮力大于鋼管柱自重時無法繼續下沉，必須采取措施增加鋼管柱內的自重，確保重力下放使鋼管柱垂直插入樁頂以下混凝土一定深度。泥漿密度應按灌注后最大密度1500kg/m3計算浮力。但需考慮 HPE 垂直插入機抱緊鋼管柱繼續下壓插入混凝土時產生浮力過大，產生水平位移時，需在鋼管柱插入至樁頂混凝土前向鋼管柱內加入配重，配重加入重量為超過最大浮力35噸，采取的措施為向鋼管柱內注水。AM 工法和 HPE 工法在軟土地質地區施工效果良好，AM 工法和 HPE 工法的產生和推廣應用，必將使

34、蓋挖逆作中間樁柱的施工速度和施工質量得到很大的提高，具有廣闊的實用價值和應用前景。以下是HPE全液壓垂直插入機的全貌和插入示意：、上海國際金融中心。上海國際金融中心工程位于浦東新區，逆作法施工。一柱一樁198根，鉆孔樁直徑1200mm，孔深61.5m。鋼管柱550mm×16mm，插入樁身5.0m。鉆孔樁垂直度1/300、鋼管柱垂直度1/500。采用后插法施工。后插法施工利用特制的HDC液壓調直架，對鋼管柱的中心位置、垂直度及深度進行調控，從而達到設計要求。其施工步驟如下：(a )樁身混凝土澆注完成移走鉆機,清理孔口 ;(b)在護筒內安裝導向糾偏裝置;(c )安設HDC液壓調直設備,定

35、位、調平、對中;(d)吊運鋼管柱,于調直架孔口位置對中;(e)通過導向糾偏裝置限位,利用2層抱箍將鋼管柱下放至下部混凝土面;(f )調整鋼管柱垂直度;(g )將鋼管柱下放至設計深度;(h)再次測量鋼管柱垂直度;( i )鋼管柱孔口固定,移走調直架;(j )割除工具管、下導管、澆灌鋼管柱混凝土至設計高度;( k )樁孔回填、注漿。其步聚和方法與HPE工法基本相同，在此不再傲述。五、降低地下水位：逆作法施工與順筑施工一樣，存在著基坑開挖時地下水水位必須低于開挖面以下1.0m這一原則。為此，逆作法施工方案中降低地下水位是施工方案中不能少的重要部分。按上海市的逆作法施工規程，疏干井和降壓井均要求用46

36、mm鋼鈑卷成的筒身來做降水井，以保證施工期間降水的可靠性。地下連續墻圍護的基坑可視為不漏水的封閉狀態，坑內抽水量可參照：WAH式估算，為含水層的給水系數（經驗值為0.10.15），A為基坑開挖面積，H為降水深度（常為基坑下1.0m）。降水井數量可按經驗公式每130m2200m2一口井來設置。井的布置應避開坑底攪拌樁加強區，避開工程樁、圍護支撐立柱及主體結構梁部位。管井和抽水管路要有保護措施。要布置一定數量的觀察井，掌握基坑降水實況。滲透系數較差的土層（如粘性土）要用真空輔助降水。坑外降水應視周圍環境決定與否。土質差周圍環境惡劣可不降少降；土質好周圍環境好可多降，以減小圍護結構的土壓力。六、土方

37、開挖：逆作法施工的土方開挖涉及到：土方從支撐樓板預留洞口中從下垂直提升到地面的方法；從二個預留洞口中間挖出的土方在地下水平運輸問題；地面層為地下土方開挖所必須的預留洞口大小、位置、數量如何設置問題；洞口出土后的裝土外運方法；地下挖土的施工方法；地下土方開挖的注意事項和大型基坑的盆式開挖、盆邊土、抽條開挖等問題。以下分別敘述。1、逆作法施工土方的垂直提升：逆作法施工地下土方的出土常在樓板上預留出土洞，垂直提升設備在洞口把地下土方提升到地面，再裝車外運。常采用的垂直提升方法有：垂直取土架（見圖6-1）、抓斗、長臂挖掘機、伸縮臂抓斗、皮帶輸送機等方法。選用那一種垂直提升設備取決于現場環境、層高限制、

38、地下土方性質、要求施工工期、出土成本、出土效率等因素決定的。以伸縮臂抓斗法為最常用。 圖6-1取土架 圖6-2長臂挖機杭州環北絲綢服裝城逆作法施工挖土的垂直提升采用了皮帶輸送機的方法也獲得成功（為粉土與粉砂這一條件）。見圖6-3圖6-3皮帶輸送機提升土方2、出土洞口的預留：逆作法施工首層樓板要預留一定數量的出土洞口，出土洞口原則上應該避開圍護墻邊，宜在挖土區域的中間部分。可以減少位移（先挖中間后挖邊上），減少土方開挖的水平駁運距離，以提高挖土效率；出土洞口的水平距離不宜大于30m，以減少土方開挖的水平駁運距離，提高挖土效率；出土洞口應結合結構予留洞口，如樓梯口、電梯井。各層樓板洞口要上下對應；

39、出土洞留出的面積150m2600m2，其長度不小于9.0m，以便鋼筋模板挖土設備等送到地下；出土洞口預留位置還應該考慮運土車輛進出方便，盡量便于土方運出基坑；每個挖土分區至少要有一個出土口。通常一個出土口可承擔的挖土范圍為500m2。圖6-3圖6-5為某些逆作法施工工程出土口設置情況：圖6-4出土口設置之一圖6-3出土口設置之二圖6-5出土口設置之三3、地下土方開挖方法：逆作法施工地下土方開挖的原則與順作法施工一樣，挖土施工必須嚴格執行“分層、分段、分塊留土護壁，限時、對稱、平衡開挖”的原則，減少圍護結構的無支撐暴露時間，以減少圍護結構的變形。分區分塊的原則是按結構的后澆帶、變形縫來設置分區的

40、大小。應優先施工邊角區域，以便發揮圍護在邊角上的剛度，減少施工中的變形，而邊角范圍的結構一旦形成，也就形成了類似于角支撐的形式，使后續施工中圍護變形相對減少；出土洞口的土可以用長臂挖機直接挖3小挖機下洞，在二層樓板之間的高度內挖土，洞口與洞口之間挖出的土向出土洞口集中，再由長臂挖掘機提升到地面裝車外運。當然有許多死角小挖機是挖不到的，此時常配備人工輔助挖土。地鐵車站逆作法施工的出土洞口只能在車站邊旁出土（不影響馬路上車輛通形），出土口較少，地下土方的水平運輸可采用樓板底預埋鋼鈑，安裝規道電動葫蘆進行土方水平運輸。也有使用手扶推車或小型推土機進行。總之，地下土方的開挖，應以地下結構狀況，以現有挖

41、土設備，以效率最高，成本最少的辦法進行。當前逆作法施工應用越來越多，許多單位呼吁有關單位研究開發適合地下土方開挖的專用設備。4、土方的裝車外運：逆作法施工的工程往往集中在市區人口密集區，交通條件差，對土方裝車外運必須事前設計好。即出土口設置與土方裝車外運路線、路線寬度等要根據現場和地下室結構預先設計好，對結構樓板按施工運輸機械通行要求進行專門設計，施工時不得更改。（見圖6-5）5、關于盆式開挖和盆邊土及盆邊土的抽條開挖：關于盆式挖土：當基坑面積較大且長寬比合適時，為了加塊土方開挖速度，常在地下一層土方采用敞開式盆式開挖，基坑中間部分挖至地下一層樓面，四周挖去地下一層層高的1/2土層高度（挖取土

42、層高度應由周圍環境和土質好壞決定），在圍護邊留出810m盆邊土后再按1：11：2.5坡放到盆底；盆底部分整平并澆筑墊層。在盆中位置支模，澆筑盆中位置的地面樓板結構層；盆邊土的抽條開挖：當盆中地面樓板結構達設計要求強度時即對盆邊土進行對稱抽條開挖。抽條開挖土方的寬度視結構和土質情況常為2.5m6.0m。要求中間向圍護邊開挖，并立即澆筑墊層（有些工程澆筑配筋墊層），使圍護墻通過墊層與中間結構連接，墊層混凝土要加早強劑。這種開挖方式其目的就是為了減少圍護的變形。典型的盆式開挖見圖6-7、6-8。 圖6-7盆式開挖之一 圖6-8盆式開挖之二6、土方開挖時注意點：挖土時，支承柱二邊的土方高差不要超過1.

43、5m。邊挖土邊清理結構樓板的模板和支撐。挖土時要保護好支承柱、降水井、監測元件和預留鋼筋。 七、水平結構和豎向結構的施工： 水平結構施工即地下室梁板結構的施工。目前根據現場條件及地下結構情況有二種施工法：1、利用地基土直接立模澆筑法：地下室土方挖到標高后，在主次梁位置上人工開挖溝槽，槽的底標高為梁底標高加模板厚度加C20混凝土墊層高度（常為100mm），再加砂石找平層厚度（常為3050mm）；槽的寬度以能立側模即可。同樣板面挖土深度為板底標高模板厚混凝土墊層厚找平層厚。挖土完成后立即找平打墊層，過2436h后即可放線立模扎筋澆筑混凝土。（見下圖所示）2、立模澆筑法：適用于盆式開挖的逆作法施工。

44、由于立摸澆筑要求，其盆式挖土的標高要求在支模高度不小于來決定盆底挖土標高（當然也包括支模墊層厚度）。第二種狀況是盆式開挖，樓板一次性澆筑，其中間盆底常為地下一層高度，盆邊土下挖高度則至少保持梁底下支模高度。對于坡面要求做成臺階，以利支模需要。3、無論是利用地基土澆筑還是立模澆筑水平結構，有一個事都要做好，就是在澆筑混凝土時，在柱子位置的對角線兩邊用塑料管預留120mm200mm直徑的預留孔，用于豎向構件由下而上澆灌需要。同理，對樓板下有墻體位置上，置中或墻邊每隔預留120mm澆灌孔，用于墻體回筑澆搗。4、柱子的澆筑：在鋼管柱的四周樓板面和樓板底在澆筑水平結構時已預埋了鋼筋，在此基礎上扎好柱身鋼

45、筋，用對拉螺桿立好柱身模板。柱身模板的上口近上層樓板底約30cm40cm做成喇叭口，混凝土澆灌即從喇叭口灌入，喇叭口的下口正好是柱子與頂梁接觸處，當混凝土澆灌時保證喇叭口把柱梁接觸處包圍起來，使混凝土澆筑不留空隙。柱身模板兩邊一定高度應該留出插入振動器的振搗口，保證柱身混凝土的密實。待23d后混凝土有一定強度后再拆除模板，鑿除喇叭口多余混凝土。（見下圖所示）5、墻身的澆筑：墻身混凝土的澆筑與柱子澆筑是一樣的，就是由于墻身薄上部留出的喇叭口僅為單向即可。6、施工縫的處理方法：柱身、墻身與頂梁、樓板之間由于頂梁樓板先澆，柱身、墻身后澆而形成了施工縫，會出現少許空隙，空隙存在將影響到上部結構荷載的傳

46、遞，先澆和后澆混凝土之間其處理方法如下：直接法：漏斗口壓注法，稱再振法。即澆筑結束后等上0.5h1h，在上層樓板上預留的澆灌孔內插入振動棒再振一次；充填法：下部柱身、墻身澆筑到距柱底、板底約510cm時停止澆灌，立即處理上部浮漿，再填入膨脹混凝土。這種處理方法效果尚可；注漿法：柱身、墻身澆筑結束，在新老混凝土面預埋注漿管。拆除模板混凝土強度到后，在新老混凝土面有裂縫處用環氧樹脂封閉后，預留注漿管內注入超細水泥漿或環氧樹脂填充縫隙。此方法應用較多，就是成本較高。八、柱梁、板墻的節點處理：指的是支承柱與水平結構縱橫梁的連接，水平結構與外墻（二墻合一）的連接。這二種連接在逆作法施工設計的一個重點，有

47、許多連接方法，現介紹常用方法：1、支承柱與梁的連接：雙梁法和環梁法：雙梁法即樓板梁一分為二，梁上鋼筋在鋼管柱邊上穿過，不發生交叉。而環梁是梁的鋼筋通過柱頂環梁再傳遞過去。（見圖8-1）圖8-1雙梁節點和環梁節點 接點加腋法：當梁鋼筋經過支承鋼管柱時將鋼筋擴大通過，柱頂梁身截面放大。（見圖8-2）圖8-2加腋法 、園弧形環板連接法：主次梁通過鋼管柱時，鋼管柱本身用弧形鋼板加強，鋼管柱在主次梁鋼筋標高處焊接園弧形環板，主次梁鋼筋與環板焊接，鋼筋應力通過環板鋼管柱傳到對面。（見圖8-3、8-4）圖8-3園弧形環板連接法之一圖8-4加勁環板連接法之二2、水平結構與外墻的連接：梁板與地下墻的連接：地下連

48、續墻預先埋設鋼筋，待基坑開挖后，將地下連續墻剝皮，鋼筋掰直，地下連續墻上做寬250mm、深100mm的預留剪力槽，清理干凈，確保有效連接。（見圖8-5）圖8-5地下墻與梁板連接底板與地下墻的連接：地下連續墻預先按設計要求及標高埋設接駁器，土方開挖后，地下連續墻先剝皮，取出剪力槽內的木絲板，用高壓水槍清理干凈，找出接駁器，位置誤差太大的，要經設計同意，采用植筋與底板鋼筋連接，剪力槽內放置遇水膨脹止水條，保證底板不出現滲漏現象。（見圖8-6）圖8-3地下墻與底板連接 地下墻與上部墻體的連接：主要是防止墻外滲水。地下連續墻施工完畢后，將上部浮碴鑿除，按設計要求施工壓頂梁，壓頂梁上埋設外墻柱插筋和上部

49、柱鋼筋，并在壓頂梁上做 300500mm 高外墻，中間安放 300mm寬的鋼板止水板和遇水膨脹止水條，也可用企口縫達到防水要求。見（圖8-7） 圖8-7地下墻與上部墻體連接 九、逆作法施工的照明與通風： 逆作法施工由于頂層板先施工，地下土方后開挖，土方開挖出的空間除洞口區域外其他區域陽光不能直接照射，光線暗影響挖土操作及后續的結構施工；同樣，地下土方開挖，新鮮空氣進不去，挖掘機產生廢氣排不出，人員無法工作。通風、照明和用電安全是逆作法施工措施中重要的組成部分。這方面稍有不慎將會釀成事故,給工程施工帶來嚴重影響,必須予以充分注意。由此逆作法施工必須對地下空間的照明和通風預先做好施工設計。 1、照

50、明方法與要求： 逆作法施工地下室的照明有一般照明、局部照明和混合照明。在一個工作場地內不能只設局部照明（探照燈）。 采用防爆、防潮、亮度大的燈具。 照明線路采用防水線路。也有采用低壓（36V）絕緣線路。 照明線路預先設計好，在上一層樓板澆筑時已經預埋好，隨著挖土方向前進，燈具安裝及時跟進。一般20m2設一盞照明燈。 應該設置單獨線路的應急照明通道，以便于施工人員在發生意外事故導致停電時從現場撤離。 地下照明注意點：照明線路預先設置好，嚴禁將線路架設在腳架、 鋼支承柱及其他設施上：臨時增加的照明要有燈架并固定在支承柱上部或樓板底部。嚴禁亂拉亂放。2、地下室的通風：逆作法工程廢氣的來源有施工機械排

51、出的廢氣、 施工人員的呼吸換氣、有機土壤與淤泥質土壤釋出沼氣、焊接或熱切割作業產生不利人體健康的煙氣, 以及其他施工作業產生的粉塵、煤煙和廢氣等。逆作法工程通風排氣設計流程: 計算地下室容積確定換氣量合并通風排氣選擇通風設備, 確定數量并合理配置。采用軸流式鼓風機向下強制送風，出土口排風。在澆筑地下室各層樓板時,按挖土行進路線應預先留設通風口，通風口的間距810m。隨著下挖土工作面的推進,當露出通風口后即應及時安裝大功率渦流風機,并啟動風機向地下施工操作面送風,清新空氣向各送風口流入,經地下施工操作面再從取土孔中流出,形成空氣流通循環,保證了施工作業面的安全。圖9-1軸流風機送風 采用離心風機

52、將室內廢氣抽排出來，即出土口進風。現介紹上海某逆作法施工通風方法：本工程基坑面積 22600m2，采用以下通風方式:將風機布置在頂板上，豎向通風管道為 800mm×800mm白鐵皮方管，在每個挖土階段標高設 2個300mm風口，接出內配螺旋筋的塑料軟管，該軟管可人工移動和接長，采用抽吸的方式直接抽出廢氣排放集中區的污濁空氣，盡快在廢棄擴散前排除，可以大大降低對風機通風量的要求。當挖土到下一個標高時，上面的風口封閉，塑料軟管移至該標高。當上面施工區域也有大量電焊機工作時，可打開該標高風口，做臨時通風。該通風系統不能直接作用的上部施工區域，可布置水平向小功率通風機。根據以往施工經驗，現場

53、布置 78臺 T4-726A型離心式風機。 十、逆作法施工的監測： 逆作法基坑監測應按基坑安全等級為一級、相應的環境保護等級和設計施工技術要求等條件編制監測方案。監測方案應包括以下內容:工程概況;監測項目、 測點布置和監測方法;監測元件和儀器;監測頻率和警戒值;資料整理方法及監測成果形式等。 逆作法施工監測包含以下內容：逆作法施工監測項目表 當同步施工時（地下、地上），必須監測支承樁和支承柱的內力。 柱間的差異沉降1/400柱距并20mm。 關于支承柱的沉降觀測： 在逆作施工階段, 支承柱的豎向變形主要包括兩個方面, 一方面為基坑開挖卸荷引起的支承柱向上的回彈隆起, 另一方面為在已施工完成的水

54、平結構和施工荷載等豎向荷重加載作用下發生的沉降。支 承柱豎向位移的不均勻會引起水平結構梁板或支承體系的次生應力。 若支承柱間或支承柱與圍護墻間有較大的沉降差, 會使支承體系偏心受壓, 從而引發工程事故。因此支承柱豎向位移的監測特別重要。監測點應布置在支承柱受力、 變形較大和容易發生差異沉降的部位。逆作法基坑的支承柱差異沉降或者支承柱與圍護墻差異沉降過大, 會導致結構梁板產生裂縫, 甚至結構破壞。因此對于支承柱沉降監測點總數量的要求更高一些。 關于遠程監控管理： 遠程監控系統是通過對計算機技術的運用, 能夠同時把正在施工的所有工地信息聯系在一起, 實現了分散工程集中管理，提高了工程管理的水平。

55、遠程監控系統宜在基坑圍護結構施工之前完成遠程監控系統的安裝、調試工作, 具備遠程監控系統正常運行條件。監測單位應在每次 現場監測數據量測完成后2 h內把監測數據上傳至遠程監控系統; 上傳監測數據時, 必須有工況信息。遠程監控系統對上傳的監測數據自動分析、生成歷時曲線，預報警。當發生預報警事件時，工程處于預報警狀態時, 遠程監控管理系統應自動向相關各方人員發出預報警信息, 并且在遠程監控管理平臺上及時發布預報警事件的最新信息, 從而使相關各方人員能共享信息, 及時協調處理和閉合預報警事件。 十一、逆作法施工展望： 隨著施工機械設備、工藝以及施工管理的不斷更新與進步，高層建筑深基坑逆作法總體水平大幅度提高; 同時，逆作法施工技術的發展進一步有效延伸和寬泛了地下工程的施工理論與工程實踐。隨著國內各大城市建設發展初具規模，城市建筑格局基本成型，城市中心區見縫插針式用地的建筑以及老城區改造必將成為城市建筑的新特點; 場地狹小、周邊建構筑物復雜且沉降變形要求高，而逆作法具備施工占用場地小、基坑開挖對四周建(