逆作法設計與施工關鍵技術

1、緒論2、逆作法設計3、逆作法施工技術4、逆作法工程實例5、逆作法發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，為目前國內最深的基坑。且地鐵建設的增多，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慎之又慎，否則一旦出現深基坑支護倒塌事故，不僅給工程造成重大經濟損失，還對周圍環境造成不良影響。逆作法是一項近年發展起來新興的基坑支護技術，在國內外已廣泛應用，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：

逆作法在我國的應用城市工程名稱地下層數逆作施工方法上海恒積大廈4全逆作福州世界金龍大廈3.5半逆作廣州好世界大廈3全逆作廣州國際銀行中心4全逆作天津百貨大樓4半逆作天津紫京花園3全逆作深圳地王大廈4半逆作上海城市航站樓3全逆作第一章緒論

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，在日本稱之為逆打工法(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，當時是在馬路下施工地下連續墻，另一半馬路仍舊通車，一邊地下連續墻做好了之后，再做另一邊墻。連續墻施工完畢之后，利用半夜時間，打開一小段馬路，進行挖土運土，接著在地下墻上架設析架，上鋪臨時路面。在析架下澆筑頂板，然后設置支撐，繼續挖土，直至澆好底板。這種米蘭做法為逆作法施工的先驅。其后隨著地下連續墻在歐洲、美國及日本的傳播和發展逆作法施工也逐漸在這些國家發展起來。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構的有效方法。1.2逆作法發展歷史及現狀：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構施工中已廣泛應用，收到較好的效果。世界最高的鋼筋混凝土結構，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達國家用得不多，而在日本用得比較多。據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。1.2逆作法發展歷史及現狀：第一章緒論九十年代中期，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境影響小等優點，在上海地區掀起了一股逆作法熱。另外，由于媒介的傳播，此法的優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用。1.2逆作法發展歷史及現狀：第一章緒論

先沿建筑物地下室軸線或周圍施工地下連續墻或其他支護結構，同時建筑物內部的有關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構自重和施工荷載的支撐。然后施工地面一層的梁板樓面結構，作為地下連續墻剛度很大的支撐，隨后逐層向下開挖土方和澆筑各層地下結構，直至底板封底。同時，由于地面一層的樓面結構已完成，為上部結構施工創造了條件，所以可以同時向上逐層進行地上結構的施工。如此地面上、下同時進行施工，直至工程結束。

1.3逆作法原理：第一章緒論1.3逆作法原理：工程樁臨時柱B1板B0板地下連續墻底板永久柱F1F2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構形成水平支撐。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，對圍護結構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：用基坑內四周暫時保留的局部土方對四周圍護結構形成水平抵擋，抵消側向壓力所產生的一部分位移。1.4逆作法分類：第一章緒論論1.4逆作法分分類：明天廣場場城市規劃劃展示館館恒積大廈廈全逆作施施工工程程城市航站站樓第一章緒論論1.4逆作法分分類：興業銀行行大廈半逆作施施工工程程長峰商城城廖創興大大廈興業銀行行大廈第一章緒論論1.4逆作法分分類：順作逆作作混合施施工法工工程河南路地地鐵站陜西南路路地鐵站站第一章緒論論優點：1）可使建建筑物上上部結構構的施工工和地下下基礎結結構施工工平行立立體作業業，在建建筑規模模大、上上下層層次多時時，大約約可節省省工時1/3。2）受力良良好合理理，圍護護結構變變形量小小，因而而對鄰近近建筑的的影響亦亦小。3）施工可可少受風風雨影響響，且土土方開挖挖可較少少或基本本不占總總工期。。4）最大限限度利用用地下空空間，擴擴大地下下室建筑筑面積。。5）一層結結構平面面可作為為工作平平臺，不不必另外外架設開開挖工作作平臺與與內撐，，這樣大大幅度削削減了支支撐和工工作平臺臺等大型型臨時設設施，減減少了施施工費用用。6）逆作結結構的自自身荷載載由立柱柱直接承承擔并傳傳遞至地地基，減減少了大大開挖時時卸載對對持力層層的影響響，降低低了基坑坑內地基基回彈量量。缺點：1）支撐位置置受地下室室層高的限限制，無法法調整高度度，如遇較較大層高的的地下室，，有時需另另設臨時水水平支撐或或加大圍護護墻的斷面面及配筋。。2）挖土作作業空間狹狹小，不利利于規模機機械化施工工、土方施施工困難3）結構接接頭處理多多4）對圍護護結構施工工精度要求求高1.5逆作法優缺缺點：第二章逆作法設計計由于逆作法法可以使地地下主體結結構設計更更加趨于合合理，因此此，采用地地下主體結結構逆作法法施工的結結構要求設設計和施工工緊密結合合，這樣才才能保證結結構設計的的合理，也也是逆作法法工程成敗敗的關鍵。。2.1設計與施工工緊密結合合的原則：：總體設計主主要包括兩兩個方面：：1）逆作法法流程設計計：即逆作作法施工的的時間順序序和空間順順序；2）逆作法法的結構整整體分析：：根據逆作作法的施工工流程，分分析結構在在不同施工工階段的受受力及變形形機理，進進行總體概概念設計。。2.2逆作法的總總體設計：：第二章逆作法設計計由于逆作法法可以使地地下主體結結構設計更更加趨于合合理，因此此，采用地地下主體結結構逆作法法施工的結結構要求設設計和施工工緊密結合合，這樣才才能保證結結構設計的的合理，也也是逆作法法工程成敗敗的關鍵。。2.1設計與施工工緊密結合合的原則：：總體設計主主要包括兩兩個方面：：1）逆作法法流程設計計：即逆作作法施工的的時間順序序和空間順順序；2）逆作法法的結構整整體分析：：根據逆作作法的施工工流程，分分析結構在在不同施工工階段的受受力及變形形機理，進進行總體概概念設計。。2.2逆作法的總總體設計：：第二章逆作法設計計由于逆作法法可以使地地下主體結結構設計更更加趨于合合理，因此此，采用地地下主體結結構逆作法法施工的結結構要求設設計和施工工緊密結合合，這樣才才能保證結結構設計的的合理，也也是逆作法法工程成敗敗的關鍵。。2.1設計與施工工緊密結合合的原則：：總體設計主主要包括兩兩個方面：：1）逆作法法流程設計計：即逆作作法施工的的時間順序序和空間順順序；流程設計時時應考慮以以下幾方面面：工程的的具體條件件和要求、、主體結結構形式、、施工的的可操作性性。2）逆作法法的結構整整體分析：：根據逆作作法的施工工流程，分分析結構在在不同施工工階段的受受力及變形形機理，進進行總體概概念設計。。逆作法是一一個分步的的施工過程程，結構的的主要受力力構件兼有有臨時結構構和永久結結構的雙重重功能，其其結構形式式、剛度、、支承條件件和荷載情情況隨開挖挖過程不斷斷變化，2.2逆作法的總總體設計：：第二章逆作法設計計1）出土口、、進料口；；2）“一柱一樁樁”的定位位；3）模板體系系；2.3逆做法設計計時應考慮慮以下施工工問題：當采用地下下連續墻與與主體地下下結構外墻墻相結合時時，其設計計方法因地地下連續墻墻布置方式式（即與主主題結構的的結合方式式）不同而而有差別。。地下連續續墻作為主主體結構的的布置方式式主要有四四種：單一一墻、分離離墻、重合合墻和復合合墻。把地下連續續墻既作為為圍護結構構又作為主主體結構來來設計時，，即兩墻合合一的設計計，應驗算算三種應力力狀態：（1）在施工工階段由作作用在地下下連續墻上上的土壓力力、水壓力力產生的應應力；（2）主體結結構竣工后后，作用在在墻體上的的土壓力以以及作用在在主體結構構上垂直、、水平荷載載產生的的的應力；（3）主體結結構建成若若干年后，，水土壓力力已從施工工階段恢復復到穩定的的狀態。。2.4地下連續墻墻作為主體體結構的布布置方式：：第二章逆作法設計計利用地下結結構的梁板板等內部水水平構件兼兼作基坑支支撐、圍檁檁時，結構構水平構件件除應滿足足地下結構構使用期設設計要求外外，尚應進進行各種施施工工況條條件的內力力、變形等等計算。結構體系可可采用：1）梁板體體系2）無梁樓蓋蓋結構接頭設設計：1）剛性接接頭2）鉸接接頭頭3）不完全剛剛接2.5水平構件結結合的設計計：2.6豎向向構件結合合的設計豎向構件的的結合即地地下結構的的豎向承重重構件（立立柱及柱下下樁）作為為逆作法施施工過程中中結構水平平構件的豎豎向支承構構件。在逆逆作法施工工期間，與與地下連續續墻一起承承受地下自自重和地上上施工荷載載；其承受受的最大荷荷載，是地地下結構已已修筑完成成加上地面面施工荷載載總和。逆逆作法中結結構水平構構件的豎向向支承立柱柱和立柱樁樁可采用臨臨時立柱與與主體結構構工程樁相相結合的立立柱樁（一一柱多樁））或與主體體地下結構構柱及工程程樁相結合合的立柱和和立柱樁（（一柱一樁樁）。當采采用臨時立立柱時，可可在地下室室結構施工工完成后，，拆除臨時時立柱，完完成主體結結構柱的托托換。由由國際廣廣場基坑支支撐平面布布置圖第二章逆作法設計計第三章逆作法施工工1）完成地地下連續墻墻、支承立立柱、立柱柱樁、工程程樁以及地地基加固施施工；2）基坑降降水3）開挖地地面至第一一層土方至至地下一層層標高，采采用盆式開開挖保留墻墻邊土體；；4）支模澆澆筑地下室室頂板結構構；5）待頂班班的結構達達到設計強強度后，挖挖除邊坡土土體，澆筑筑地下一層層結構樓板板及與頂板板之間的豎豎構件，同同時交錯進進行頂板以以上結構樓樓層的施工工。6）暗挖地地下二層土土方，澆筑筑地下二層層結構中板板及與地下下一層之間間的豎向構構件，同時時交錯進行行地上結構構樓層的施施工；7）繼續開挖挖土方，直至至挖到坑底，，并澆筑基礎礎底板及其豎豎向構件，在在基礎底板完完成之前，上上部結構只能能施工至設計計預先規定的的樓層；8）待基礎地地板達到設計計強度后，繼繼續施工上部部結構，并進進行地下室內內部其他構件件和隔墻等結結構工程施工工。9）地面以上上及地面以下下水電安裝工工程同時進行行。3.1逆做法施工流流程：第三章逆作法施工3.2逆作法分項施施工技術：1)立柱樁的施工工技術(鋼格構立柱、、鋼管立柱)A)施工精度要求求垂直度L/300～L/600水平定位±10mm標高±10mmB)控制方法機械調垂法氣蘘調垂法機械調垂法第三章逆作法施工氣囊調垂法第三章逆作法施工鋼格構立柱、、鋼管立柱第三章逆作法施工第三章逆作法施工3.2逆作法分項施施工技術：2）差異沉降的的控制技術控制標準：10-20mm控制方法：設設定工況計算算+施工動態控制制第三章逆作法施工3.2逆作法分項施施工技術：3）取土、挖土土施工技術A)取土口平面布布置取土口平面布布置應分布均均勻，充分考考慮施工行車車路線，平均均每1000平米布置一個個取土口。取土口大小應應充分考慮施施工機械及材材料運輸需要要，一般不小小于8×8米空間大小。。B)取土設備：目前國內挖土土一般在基坑坑內設置小型型挖機設備，，地面設置大大型取土設備備以解決挖土土施工作業。。目前地面取取土設備分為為以下幾種類類型:取土架、長臂臂挖機、伸縮縮臂挖機。第三章逆作法施工大型取土架第三章逆作法施工第三章逆作法施工第三章逆作法施工4）柱、梁、板板、墻的節點點施工A）主要解決問問題主要解決鋼筋筋穿過中間支支撐柱或與中中間支撐柱連連接，保證在在復合柱完成成后，節點質質量和內力分分布與設計計計算簡圖一致致。B）節點構造該節點構造主主要取決于中中間支撐柱的的結構形式。。有雙梁、寬扁扁梁等。第三章逆作法施工3.2逆作法分項施施工技術：鉆孔鋼筋連接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）逆作階段地地下室的通風風、照明措施施A)逆作施工階段段，利用地下下室結構永久久性預埋管線線，穿設施工工照明用電管管線，布置臨臨時照明用電電，平均100平米設置一個個照明用電。。B）通風、利用用出土口設置置鼓風機、有有條件的工地地可設置排風風機等設備，，讓空氣流通通。第三章逆作法施工3.2逆作法分項施施工技術：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上海地區逆作作法工程：實施逆作法施施工的工程---地鐵一號線陜陜西南路站1993年承建的陜西西路南站，基基坑面積9000平方米，地下下二層，采用用直徑900的鋼管打入樁樁，作一柱一一樁。地下連連續墻二墻合合一，采用逆逆作法施工確確保準海商業業街的提前通通車。第一個完成房房屋建筑逆作作法施工的工工程---恒積大廈1994年10月承建的恒積積大廈，基坑坑面積3600平方米，地下下四層，采用用直徑900的鉆孔灌注樁樁，作一柱一一樁。地下連連續墻二墻合合一，采用逆逆作法施工確確保工程用一一年的時間完完成從打樁到到地上5層的施工，專專業逆作法取取土架在本工工程首次開發發使用。第四章逆作法實例第一個采用一一柱一樁的工工程---上海機場城市市航站樓1998年承建的上海海機場城市航航站樓，基坑坑面積3600平方米，地下下二層，首次次采用鋼管混混凝土與直徑徑900的鉆孔灌注樁樁結合，作一一柱一樁。工工程中為確保保一柱一樁垂垂直度，首次次開發使用氣氣囊法糾偏技技術，從而提提高了逆作法法關鍵節點質質量。第四章逆作法實例第四章逆作法實例到目前為止，，上海市采用用逆作法施工工的工程有幾幾十項之多，，如：上海特特種基礎工程程研究所辦公公樓、長峰商商城、廖創興興大廈、明天天廣場、由由由大廈二期、、世茂濱江花花園、上海鐵鐵路南站、萬萬達商業廣場場等。且目前逆做法法施工工藝已已經有了更新新的發展方向向，如：上海海聯誼大廈、、采用逆做法法施工，地下下5層、上部23層，在地下室室底板施工完完成時，上部部結構同步完完成15層。M7常熟路地鐵車車站及肇嘉浜浜路地鐵車站站，采用的蓋蓋挖法施工工工藝也是逆做做法的一種發發展方向，施施工期間還路路于民，施工工不擾民，取取得了良好的的社會效益。。第四章逆作法實例4.2長峰商城施工工案例：1、工程簡介長峰商城位于于長寧區地鐵鐵2號線中山公園園站即長寧路路、匯川路、、凱旋路合圍圍處。主體結結構為一幢10層裙樓和60層主樓組成。。其中主樓高高度238米;總建筑面積310000m2。裙樓采用框框架結構,主樓采用核心心筒體結構，，38層以下采用Φ550X16、Φ500X12、Φ400X12圓鋼管型勁性性柱結構，基基礎形式均采采用筏式基礎礎。2、工程難特點點1)本工程地下室室外墻（地下下連續墻）離離地鐵二號線線中山公園地地下車站凈距距僅3米，逆作施工工時必須采取取萬無一失的的、可靠的、、切實可行的的施工方案來來確保地鐵的的安全，這是是重點之重點點。2)本工程大底板板共48000方混凝土，如如何順利完成成大面積、大大方量的混凝凝土澆搗，對對本工程至關關重要。3)地質條件較復復雜,整個基地有二二種不同地質質條件，分古古河道區與正正常地質區。。主樓開挖深深度在24米，復雜多變變的地質條件件，對基坑設設計的分區考考慮、承壓水水問題的處理理及挖土施工工的方法卻增增加了難度。。第四章逆作法實例4.2長峰商城施工工案例：5)本工程中逆作作法立柱采用用了一柱一樁樁的形式，其其垂直度控制制是整個地下下工程施工的的關鍵。6)逆作法地下部部分施工時，，一柱一樁與與地下墻的不不均勻沉降控控制也是本工工程實施過程程關鍵技術之之一。7)工程臨近建筑筑物地鐵地下下管線及周圍圍環境較復雜雜，因此加強強周邊環境的的觀察，實施施信息化施工工，與挖土時時的“時空效效應”緊密相相結合，最大大限度地減小小基坑的變形形。4)工程利用裙房房的逆作樓板板作為主樓順順作的支撐點點，主樓的順順作支撐利用用永久結構板板帶，施工節節點處理復雜雜，使得基坑坑具有一定的的難度。第四章逆作法實例4.2長峰商城施工工案例：3、關鍵施工技技術措施1)一柱一樁施工工6)承壓水設計4)逆作法吊模設設計2)水平垂直結構構節點設計5)逆作取土綜合合設計3)主樓順逆作轉轉換第四章逆作法實例4.2長峰商城施工工案例：第四章逆作法實例本工程，樁采采用?850的鉆孔灌注樁樁，樁長72.5米，工程樁身身混凝土設計計強度等級為為水下C35，總樁數1132根，Φ550鋼管柱共229根，管內澆筑筑C60砼，設計要求求成孔垂直度度偏差要求小小于1/400，格構柱垂直直度偏差要求求小于1/300。3、關鍵施工技技術措施(一柱一樁施工工)4.2長峰商城施工工案例：1132根樁全部施工工完成通過糾正架智智能調垂方案案的實施，支支撐柱的垂直直度均滿足1/400的設計要求。。長峰商城豎向向逆作柱大多多采用鋼管混混凝土作為柱柱體，柱體插插入的鉆孔灌灌注樁作為承承載體，采用用工廠化預制制的鋼管及現現場制作的砼砼雙梁；水平平梁板與地墻墻采用預埋雙雙排筋及底板板接駁器，增增加地墻周邊邊梁等方法的的有效結合來來解決水平與與垂直方向力力的傳遞，使使結構節點變變得簡單、實實用、有效。。第四章逆作法實例3、關鍵施工技技術措施(水平、垂直結結構節點設計計)4.2長峰商城施工工案例：3、關鍵施工技技術措施(水平、垂直結結構節點設計計)4.2長峰商城施工工案例：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廠預制鋼管及及雙梁等一系系列的節點措措施，從而解解決了逆作法法施工中一些些難題，滿足足節點受力，，降低了施工工成本，達到到與目前“逆逆作法”施工工工藝相配套套的技術。3、關鍵施工技技術措施(水平、垂直結結構節點設計計)4.2長峰商城施工工案例：第四章逆作法實例本工程基坑面面積大，且周周邊環境復雜雜，如一次性性開挖施工，，就需要大量量支撐，工程程成本太高，，工期也將延延長，而且勢勢必會對周邊邊建筑、地鐵鐵產生不良影影響，現在采采用中心島開開挖，群房逆逆作、主樓順順作，主樓部部位設置混凝凝土板帶撐，，將大大節省省了支撐費用用，縮短了施施工周期，保保證了地鐵線線路的正常營營運。3、關鍵施工技技術措施(主樓順逆作轉轉換)4.2長峰商城施工工案例：第四章逆作法實例考慮基坑圍護護穩定安全性性，在BO、B1、B2、B3采用結構次梁梁作為支撐的的板帶支撐，，提高支撐的的安全可靠性性，利用主樓樓板板帶作為為支撐，分別別在-0.07m、-5.30m、-10.47m、-13.70m位置設置4道混凝土板帶帶支撐。3、關鍵施工技技術措施(板帶撐施工)4.2長峰商城施工工案例：第四章逆作法實例板帶撐效果3、關鍵施工技技術措施(板帶撐施工)4.2長峰商城施工工案例：第四章逆作法實例無排模板3、關鍵施工技技術措施(模板施工技術術)4.2長峰商城施工工案例：第四章逆作法實例第五章逆作法發展趨趨勢展望目前國內的逆逆作法施工工工藝已經取得得了一定的成成績，在今后后的發展過程程中，以期在在以下幾方面面能取得進展展：1、一柱一樁的的施工工藝；；2、上下同步施施工工藝；3、上部結構施施工高度取得得突破。9、靜夜夜四無無鄰，，荒居居舊業業貧。。。12月月-2212月月-22Thursday,December29,202210、雨中黃黃葉樹，，燈下白白頭人。。。20:52:0020:52:0020:5212/29/20228:52:00PM11、以我獨獨沈久，，愧君相相見頻。。。12月-2220:52:0020:52Dec-2229-Dec-2212、故人人江海海別，，幾度度隔山山川。。。20:52:0020:52:0020:52Thursday,December29,202213、乍乍見見翻翻疑疑夢夢，，相相悲悲各各問問年年。。。。12月月-2212月月-2220:52:0020:52:00December29,202214、他他鄉鄉生生白白發發，，舊舊國國見見青青山山。。。。29十十二二月月20228:52:00下下午午20:52:0012月月-2215、比不了得得就不比，，得不到的的就不要。。。。十二月228:52下下午12月-2220:52December29,202216、行動出出成果，，工作出出財富。。。2022/12/2920:52:0020:52:0029December202217、做前，，能夠環環視四周周；做時時，你只只能或者者最好沿沿著以腳腳為起點點的射線線向前。。。8:52:00下午午8:52下午午20:52:0012月-229、沒沒有有失失敗敗，，只只有有暫暫時時停停止止成成功功！！。。12月月-2212月月-22Thursday,December29,202210、很多事情情努力了未未必有結果果，但是不不努力卻什什么改變也也沒有。。。20:52:0120:52:0120:5212/29/20228:52:01PM11、成功功就是是日復復一日日那一一點點點小小小努力力的積積累。。。12月月-2220:52:0120:52Dec-2229-Dec-2212、世間間成事事，不不求其其絕對對圓滿滿，留留一份份不足足，可可得無無限完完美。。。20:52:0120:52:0120:52Thursday,December29,202213、不知香積積寺，數里里入云峰。。。12月-2212月-2220: