1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。逆做法施工技術(shù)-2009528-逆作法施工技術(shù)二一一年二月目錄1概述2逆作法設(shè)計(jì)要點(diǎn)3逆作法施工要點(diǎn)4逆作法沉降差控制5逆作法尚待繼續(xù)研究的幾個(gè)問題6逆作法工程實(shí)例附：國(guó)內(nèi)逆作法施工工程實(shí)例一覽表逆作法施工技術(shù)概述定義“逆作法”(ReversedConstructionMethod)是地下空間開發(fā)的一項(xiàng)新施工技術(shù)。傳統(tǒng)意義上的“逆作法”是以地下結(jié)構(gòu)本身作為擋墻同時(shí)又作為水平支撐，自0.00地面向下作業(yè)分層開挖和構(gòu)筑地下結(jié)構(gòu)，又同時(shí)自地面向上作業(yè)修筑地上結(jié)構(gòu)的一種施工方法。向下和向上相“逆”進(jìn)行，故稱“逆

2、作法”。實(shí)踐證明，逆作法是施工高層建筑多層地下室(或其他地下多層結(jié)構(gòu))的一種有效方法，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)得到普遍推廣。我國(guó)建設(shè)部也將“逆作法”列為建筑業(yè)10項(xiàng)新技術(shù)內(nèi)容之一。注：“順作法”：為了對(duì)比，我們把常規(guī)的施工程序，即：先挖基坑(或基槽)基礎(chǔ)(或底板、承臺(tái))由下向上施工地下室結(jié)構(gòu)(柱、梁、板)由地面向上施工地上結(jié)構(gòu)封頂稱為“順作法”。逆作法的基本原理以高層建筑為例。逆作法的工藝原理是：先施工地下室的外墻(地下連續(xù)墻)或打下基坑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)(灌注樁、止水帷幕)，同時(shí)在基坑內(nèi)部按設(shè)計(jì)位置打設(shè)支承樁和支承柱，作為整個(gè)建筑物施工期間在底板封底之前承受所有豎向荷載(結(jié)構(gòu)自重加施工荷載)的支柱。然后施工地面(

3、0.00)一層的水平結(jié)構(gòu)(梁板樓面)，與外墻或圍護(hù)墻連接，形成剛度很大的頂板支撐。過后，自地面頂板逐層向下開挖土方和澆筑各層地下室結(jié)構(gòu)，直到底板完成澆筑。與此同時(shí)，由地面向上逐層進(jìn)行地上結(jié)構(gòu)施工。如此地面上、下同時(shí)進(jìn)行施工作業(yè)，直到工程結(jié)束，這就是典型的逆作法基本原理。逆作法的分類逆作法施工，是以地面(0.00)一層結(jié)構(gòu)先行澆筑并封閉起來為基礎(chǔ)的。隨著工程實(shí)踐，逆作法也日益發(fā)展和豐富。目前可以概括為“全逆作法”、“半逆作法”和“部分逆作法”等幾種類型。全逆作法是以“全”字為特點(diǎn)。即：先將地面(0.00)結(jié)構(gòu)完成，形成全封閉。然后由地面向下逐層施工、同時(shí)又由地面向上逐層進(jìn)行施工的一種方法。例如：

4、由北京市地基基礎(chǔ)工程公司施工的王府井大廈16，南側(cè)緊貼北京王府井百貨大樓，兩樓基礎(chǔ)間距只有8.5m；北側(cè)距穆斯林大廈也只有50cm左右。如采用傳統(tǒng)方法施工，極易引起周圍建筑物的沉降。為保障周圍建筑物安全和黃金地段的正常營(yíng)業(yè)，決定采用“全逆作法”施工。施工時(shí)不挖基坑，沿地下室周圍修筑一圈600厚25m深的地下連續(xù)墻，起圍護(hù)、止水作用，在中部打設(shè)99根支承柱，做好以后先進(jìn)行首層(0.00)樓蓋的澆筑，與地連墻、支承柱連為一體。之后由地面分頭向下、向上兩個(gè)方向施工，取得了很好的效果。半逆作法是以“半”字為特點(diǎn)。即：在先將地面(0.00)結(jié)構(gòu)完成形成封閉后，只向下逐層開挖和修筑地下多層結(jié)構(gòu)直到底板完成

5、。然后自底板由下而上地修建地下室其他部分。至于地面以上的結(jié)構(gòu)，可以在地下室完成以后再向上施工。這種“逆作”僅限于地下，主要是為了解決多層地下室施工帶來基坑支護(hù)的困難而受到重視。故可又稱為“基坑工程逆作法”。例如：杭州市第一人民醫(yī)院醫(yī)療綜合大樓15設(shè)二層地下室，基坑挖深9.70m，基坑面積5900m2左右。由于基坑四周臨近房屋、水池及道路管線，為避免周邊房屋、管線變形過大并降低基坑支護(hù)費(fèi)用，決定按“半逆作法”施工?；又苓呌?00900鉆孔灌注樁作圍護(hù)，樁長(zhǎng)19m；樁外側(cè)用1000800高壓旋噴樁作止水惟幕。地下室一層(0.00)樓面梁板即作為第一道水平支撐，樓面施工時(shí)留出兩個(gè)出土口，洞邊的梁配

6、筋適當(dāng)加強(qiáng)；支承樁采用84根鋼格構(gòu)柱，用于施工時(shí)支撐梁板，開挖后有64根柱再外包砼作為日后永久性框架柱使用。部分逆作法隨著工程實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)積累，逆作法也因地制宜地有了新的發(fā)展。出現(xiàn)了“部分逆作法”。順-逆結(jié)合法：一個(gè)項(xiàng)目，其中主樓為超高層結(jié)構(gòu)，裙房為多層框架結(jié)構(gòu)，而地下室的層數(shù)相同。考慮到裙房部分希能盡早交付使用產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，而考慮主樓結(jié)構(gòu)復(fù)雜抗震要求高因而不希望主樓主要豎向受力構(gòu)件(柱)過早地承受施工階段引起的水平力等因素，可以采用“順-逆結(jié)合法”。即：主樓順作法，裙房逆作法。主樓與裙房之間設(shè)置抗震縫(或后澆帶)。而且，在裙房逆作期間，主樓位置又可以作為裙房地下室挖土的取土洞口加以利用。明暗結(jié)

7、合逆作法當(dāng)基坑面積較大(如：地下大型車庫(kù))時(shí)，為了加快挖土速度，可以采用“中部明挖、周邊暗挖”，或“首層土明挖，下層土暗挖”等明挖與暗挖相結(jié)合的施工方法。由此形成所謂“盆式挖土法”、“中心島式挖土法”等做法?？偟乃悸芳词牵合壤没铀闹艿耐疗碌謸鯂o(hù)墻外側(cè)的一部分土壓力，控制住變形；讓基坑中部按“順作法“施工；最后再把基坑的周邊土方迅速挖出，打上墊層，澆筑底板，形成整塊基礎(chǔ)。這些在工程實(shí)踐中都有許多成功的例子（詳見參考文獻(xiàn)1）。逆作法的特點(diǎn)和適用范圍1.4.1特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)(1)可節(jié)省大量基坑支護(hù)費(fèi)用當(dāng)?shù)叵率覍訑?shù)較多開挖深度較大時(shí)，如用傳統(tǒng)的“順作法”施工，則需要設(shè)置多道內(nèi)支撐作支護(hù)以抵抗側(cè)壓力。

8、為此，往往要耗費(fèi)數(shù)以千萬計(jì)的支護(hù)費(fèi)用，上千噸的鋼材；而用“逆作法”施工，即可利用地下室多層結(jié)構(gòu)本身來作為水平支撐，省去了支撐制作、拆除、廢渣外運(yùn)等工作。因此，地下室層數(shù)越多，用逆作法越經(jīng)濟(jì)。(2)可縮短施工總工期帶多層地下室的高層建筑，如采用“順作法”施工，其總工期為地下結(jié)構(gòu)工期加地上結(jié)構(gòu)工期，再加裝修等所需工期。而用“逆作法”施工，一般情況下只有地下一層占絕對(duì)工期，其他多層地下室可與地上結(jié)構(gòu)同時(shí)施工，不占絕對(duì)工期。因此，總工期可以有所縮短。例如：廣州新中國(guó)大廈，地上43層，地下5層，平均開挖深度19m，由于采用地上、地下同時(shí)施工的逆作法，使總工期比常規(guī)施工縮短工期11個(gè)月。地下層數(shù)越多，縮短

9、工期越顯著。(詳見參考文獻(xiàn)16P.455-P.466)(3)有利于減小基坑變形、保護(hù)周圍環(huán)境逆作法施工是利用地下室的豎向承重結(jié)構(gòu)和水平梁板樓蓋形成剛度很大的支護(hù)體系，比設(shè)置臨時(shí)支護(hù)體系的剛度大得多，因而可以大大減少基坑的變形，也使周圍相鄰的建(構(gòu))筑物、道路和地下管線等的沉降和位移減小，不致影響正常使用和周圍環(huán)境安全。例如：上海機(jī)場(chǎng)城市航站樓10.8m深基坑工程對(duì)順作和逆作可能引起的圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力和位移進(jìn)行了分析對(duì)比，計(jì)算結(jié)果見下表（表1-1）。施工結(jié)束后，實(shí)測(cè)得：地表沉降10mm；地下管線沉降與位移10mm；臨近建筑物沉降15mm；圍護(hù)墻位移10mm。表1-1逆作法與順作法比較14位置逆作法順

10、作法位移(mm)彎矩(KNm)位移(mm)彎矩(KNm)地鐵側(cè)18.781520.9705其它側(cè)22.487023.6749(4)節(jié)約施工場(chǎng)地特別在城市繁華地段，工程四周緊靠交通主干道，紅線以內(nèi)幾乎沒有施工場(chǎng)地可用。如采用“順作法”施工，一旦基坑開挖，給材料運(yùn)輸、堆放、構(gòu)件制作帶來很大困難。而采用“逆作法”，在首層樓面(00)完成后，即可用來作為施工用地，運(yùn)土車和材料運(yùn)輸車輛也可駛?cè)?。因此，在工程周邊?chǎng)地狹小的情況下，采用逆作法也是可取的。(5)減少環(huán)境污染由于逆作法施工時(shí)是先將首層樓面(00)整體澆筑，再向下挖土施工，施工中的噪音因樓板阻隔而大大降低，從而減少了對(duì)周圍環(huán)境的噪聲污染和揚(yáng)塵污染

11、(也不需要爆破拆除支撐了)。1.4.2適用范圍逆作法比較適用于：建筑群密集、相鄰建筑物較近、地下室層數(shù)較多、深度大和施工場(chǎng)地狹小的高層、多層建筑工程。如：高層建筑、地鐵站、地下車庫(kù)、地下廠房、地下變壓站等。逆作法的應(yīng)用與發(fā)展國(guó)外最早應(yīng)用逆作法的工程為1935年日本東京都千古代田區(qū)的一幢“第一生命保險(xiǎn)相互會(huì)社大廈”。此后，美、日、德、法在多層地下結(jié)構(gòu)施工中逐步推廣，取得較好效果。如美國(guó)75層、高203m的芝加哥水塔廣場(chǎng)大廈的4層地下室，就是用18m深的地下連續(xù)墻和144根大直徑鉆孔灌注樁做中間支承柱，以逆作法進(jìn)行施工的。日本讀賣新聞社大樓地上9層，6層地下室，采用逆作法施工，總工期只用22個(gè)月，

12、與傳統(tǒng)方法相比，縮短工期6個(gè)月。法國(guó)巴黎拉費(fèi)埃特百貨大樓6層地下室等亦是用逆作法施工的。在地鐵車站施工方面，自20世紀(jì)50年代末意大利米蘭地鐵站首次采用逆作法以來，歐洲、日本等許多地鐵車站都相繼采用。19651989年，德國(guó)慕尼黑地鐵共建車站57座，其中采用逆作法施工就有20座。國(guó)內(nèi)我國(guó)自1990年起，開始研究開發(fā)逆作法施工技術(shù)。第一幢工程為上?；A(chǔ)工程科研樓的兩層地下室。以后，陸續(xù)有：高116m上海電信大樓的3層地下室、上海延安東路黃浦江越江隧道1號(hào)風(fēng)塔的地下室、上海合流污水治理4.1標(biāo)主泵房地下直徑63m的圓井、海口國(guó)際金融大廈的兩層地下室、上海明天廣場(chǎng)58層的3層地下室、廣州新中國(guó)大廈4

13、3層的5層地下室等，都成功地應(yīng)用了逆作法，到2001年，我國(guó)已有60多項(xiàng)工程采用了逆作法（詳見參考文獻(xiàn)16）。進(jìn)入21世紀(jì)以來，隨著開發(fā)地下空間技術(shù)的日益發(fā)展，逆作法進(jìn)一步得到重視和廣泛應(yīng)用。特別是“半逆作法”和“部分逆作法”得到了大量的推廣應(yīng)用，對(duì)節(jié)約基坑支護(hù)費(fèi)用、保護(hù)周圍環(huán)境安全起到了很大的作用。例如：2003年上海長(zhǎng)峰商城基坑面積22000m2,4層地下室，開挖深度22-24m，周圍有地鐵車站等需要保護(hù)。經(jīng)研究，最終決定采用逆作法施工，創(chuàng)國(guó)內(nèi)逆作法工程之最（詳見本文6.1節(jié)）。逆作法施工已列入我國(guó)相關(guān)的設(shè)計(jì)與施工規(guī)范1997年，國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)建筑基坑工程技術(shù)規(guī)范(YB9258-97)中，專

14、門列入了“基坑工程逆作法”一章，對(duì)逆作法的設(shè)計(jì)與施工要點(diǎn)作出了規(guī)定。同期，上海市標(biāo)準(zhǔn)基坑工程設(shè)計(jì)規(guī)程(DBJ08-61-97)也對(duì)逆作法規(guī)定了相應(yīng)條款，對(duì)設(shè)計(jì)和施工提出了要求。2002年，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50007-2002)，在“基坑工程”一章中，列出了對(duì)“逆作法”施工時(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的若干規(guī)定。這些規(guī)定為推廣逆作法鋪平了道路。逆作法設(shè)計(jì)要點(diǎn)圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用逆作法施工時(shí)，基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)宜采用地下連續(xù)墻，并可“二墻合一”，既作為支護(hù)結(jié)構(gòu)，亦可作為地下主體結(jié)構(gòu)使用。當(dāng)“二墻合一”時(shí)，墻的沉降和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度應(yīng)同時(shí)滿足施工階段和使用階段兩種不同功能的受力和使用要求。當(dāng)采用“復(fù)合墻”時(shí)(即在圍護(hù)墻的

15、內(nèi)側(cè)設(shè)置砼內(nèi)襯墻)，復(fù)合墻的內(nèi)力和強(qiáng)度應(yīng)能按施工階段和使用階段的不同情況，分別計(jì)算。內(nèi)襯墻與圍護(hù)墻之間宜做到緊密結(jié)合，在使用階段共同受力。支承柱采用逆作法施工時(shí)，支承柱宜采用鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件(鋼管柱、格構(gòu)柱或H型鋼柱)，支承柱的布置，應(yīng)結(jié)合主體工程的結(jié)構(gòu)布置和施工要求綜合考慮。當(dāng)支承柱的位置與主體工程柱子相一致時(shí)，可利用主體工程的結(jié)構(gòu)柱，其受力性能應(yīng)滿地下和地上部分同時(shí)施工的要求。當(dāng)支承柱采用臨時(shí)性立柱時(shí)，可采用小直徑的鋼管砼柱插入坑底下大直徑灌注樁中心固定。臨時(shí)立柱及灌注樁基礎(chǔ)應(yīng)進(jìn)行施工期間的承載力及變形驗(yàn)算。當(dāng)采用“一柱一樁”時(shí)，支承柱的沉降，應(yīng)滿足主體結(jié)構(gòu)的受力和變形要求。在主體結(jié)構(gòu)底板施工之

16、前，各支承柱之間，以及支承柱與圍護(hù)墻之間的差異沉降不宜大于20mm，且不宜大于1/400柱距。支承柱與梁板的連接應(yīng)滿足梁板鋼筋和后澆砼的施工要求。樓蓋砼樓蓋應(yīng)有足夠的強(qiáng)度、剛度和整體穩(wěn)定性并應(yīng)與圍護(hù)結(jié)構(gòu)可靠連結(jié)（應(yīng)采用焊接或機(jī)械連接(包括化學(xué)植筋法)。除按正常受力驗(yàn)算外，尚應(yīng)驗(yàn)算施工期間受力(包括受水平力)的各工況。全逆作法施工時(shí)，應(yīng)在樓蓋上適當(dāng)部位預(yù)留施工洞口，供出土、運(yùn)送材料及通風(fēng)使用；在肋梁上適當(dāng)部位預(yù)留豎向洞孔(直徑200300)供從梁上向下澆灌砼使用，開口處的構(gòu)造宜適當(dāng)加強(qiáng)(設(shè)孔口邊梁、加支撐等)。同一層地下主體結(jié)構(gòu)的梁板標(biāo)高有高低差時(shí)，應(yīng)設(shè)置可靠的水平力傳遞轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)應(yīng)有足

17、夠的剛度，并滿足抗剪和抗扭承載力的要求。底板圍護(hù)墻與底板應(yīng)采用整體連接，接頭鋼筋應(yīng)采用焊接或機(jī)械連接(包括植筋法)；應(yīng)使底板與地下室柱子之間連接成整體。當(dāng)?shù)装鍨榉ば位A(chǔ)時(shí)，應(yīng)使柱子的軸力傳給筏板(見圖2-4a)；當(dāng)采用“一柱一樁”式基礎(chǔ)時(shí)，底板應(yīng)起拉結(jié)和圍護(hù)作用(見圖2-4c)；當(dāng)?shù)叵率一A(chǔ)為群柱基礎(chǔ)時(shí)，宜在與底板相交的鋼管外圍焊接鋼板傳力環(huán)(見圖2-4d)。圖2-4基礎(chǔ)底板與樁、柱的連接a立柱與筏板之間的連接圖；b打入小樁立柱與筏板間的連接；c大直徑樁與底板之間的連接；d鋼管混凝土立柱與底板及灌注樁間的連接1鋼管立柱；2柱主筋；3立柱焊?jìng)髁Νh(huán)；4筏板；5臨時(shí)基礎(chǔ)；6打入小樁；7柱主筋；8筏板

18、；9樁身打毛；10底板局部加厚；11挖孔樁；12樁身打毛；13樁中預(yù)埋拉結(jié)筋；14底部局部加厚；15外包混凝土；16底板；17鋼管混凝土立柱；18傳力環(huán)；19灌注樁支承柱穿過底板時(shí)，應(yīng)設(shè)置可靠的止水構(gòu)造(圖2-4e)圖2-4e支承柱止水構(gòu)造圖逆作法施工要點(diǎn)3.1工藝流程(見圖3-1)圖3-1基坑逆作法施工順序示意圖3.2地下連續(xù)墻及工程灌注樁施工(從略)3.3支承柱施工逆作法中的支承柱是支承施工期間直到地下室底板形成之前全部樓蓋結(jié)構(gòu)自重和全部施工荷載的重要豎向承重構(gòu)件，又作為永久性主體結(jié)構(gòu)的柱子(或作柱子的核心)使用。因此，對(duì)支承柱的施工需特別引起注意。支承柱一般由二部分組成：基坑坑底以下部位

19、多用鉆孔灌注樁(一樁或多樁承臺(tái))；坑底以上部位柱身可采用鋼管柱、鋼格構(gòu)柱或H型鋼柱。把這些鋼柱插入灌注樁或承臺(tái)中。如果采用“一柱一樁”方案往往用大直徑灌注樁。3.3.1定位及垂直度要求由于支承柱受力的特殊性，故對(duì)其定位和垂直度要求比一般工程樁要高。根據(jù)現(xiàn)有工藝水平，提出如下控制標(biāo)準(zhǔn)：（1）對(duì)鉆孔灌注樁：樁位偏差20mm；樁孔垂直度1/300；成孔后沉渣厚度不大于50mm；樁身強(qiáng)度和單樁承載力符合設(shè)計(jì)要求。（2）對(duì)支承柱：平面定位偏差15mm；鋼柱垂直度1/500。3.3.2鋼管支承柱鋼管由加工廠制作(單節(jié))運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)組裝成件。一般用汽車式起重機(jī)進(jìn)行吊裝就位。按照傳統(tǒng)方法是在相互垂直的兩個(gè)軸線方向

20、架設(shè)經(jīng)緯儀，根據(jù)上部外露鋼管的軸線校正中間支承柱的位置，但由于只能在柱上端進(jìn)行糾偏，下端的誤差很難糾正，故垂直度誤差往往較大。為了適應(yīng)逆作法支承柱的高精度要求，通過工程實(shí)踐，近年來已研究了幾種定位裝置，用來精確調(diào)整支承柱的位置。這些裝置的使用和適用情況在本文3.3.4中介紹。當(dāng)鋼管定位滿足要求后，下端插入灌注樁中。為使鋼管下部與砼灌注樁能較好的結(jié)合，可在鋼管下端加焊豎向分布鋼筋，澆到灌注樁中。鋼管外側(cè)與灌注樁之間如有空隙，需對(duì)空隙處的泥漿進(jìn)行固化處理(加入水泥)。鋼管內(nèi)砼的澆筑，可采用導(dǎo)管法(圖3.3.2)。有條件的也可采用高空拋落無振動(dòng)法，但對(duì)鋼管頂部4m內(nèi)的砼仍輔以振搗。鋼管砼澆注72h以

21、后，才允許拆除定位裝置。圖3.3.2泥漿護(hù)壁用反循環(huán)鉆孔灌注樁施工方法澆筑中間支承柱a）泥漿反循環(huán)鉆孔b）吊放鋼管、澆筑混凝土c）形成自凝泥漿1-補(bǔ)漿管2-護(hù)筒3-潛水電鉆4-排漿管5-混凝土導(dǎo)管6-定位裝置7-泥漿8-鋼管9-自凝泥漿10-混凝土樁3.3.3格構(gòu)支承柱當(dāng)支承柱采用型鋼格構(gòu)柱時(shí)，其施工過程與鋼管柱相似，但在挖土將格構(gòu)柱暴露出來以后，仍需要清理格構(gòu)柱內(nèi)部的泥土、外綁鋼筋、澆筑砼才能成為工程永久柱。鋼格構(gòu)支承柱施工應(yīng)注意以下環(huán)節(jié)：鋼立柱制作盡量使鋼格構(gòu)柱單節(jié)成型，避免雙節(jié)連接時(shí)可能產(chǎn)生的彎曲變形，要求格構(gòu)柱自身垂直度誤差1/1000。鋼立柱安裝就位采用“鋼立柱自動(dòng)調(diào)垂裝置”，通過安

22、裝在孔口的調(diào)直架調(diào)整支承柱安裝標(biāo)高，使其不至于下沉和移動(dòng)，利用微調(diào)螺桿調(diào)整水平位置。鋼格構(gòu)柱測(cè)斜將PVC測(cè)斜管(外徑53mm，內(nèi)徑43mm，長(zhǎng)9m)用夾具固定在格構(gòu)柱內(nèi)側(cè)，使測(cè)斜管與立柱平行，誤差在1mm以內(nèi)。測(cè)斜管上口高出孔口約30cm，測(cè)斜管垂直度1/1000，扭角0.170/m。從測(cè)斜管管口下1.5m處開始測(cè)量至管底，每2m測(cè)1點(diǎn)，并測(cè)量二個(gè)互成1800的兩個(gè)方向。將測(cè)試數(shù)據(jù)輸入便攜式計(jì)算機(jī)處理，可得到立柱偏心距、傾斜角等參數(shù)，據(jù)此由調(diào)垂系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，直到滿足要求。支承柱附近應(yīng)采用硬地坪施工。保護(hù)支承柱不發(fā)生移位或變形。在柱內(nèi)砼沒有達(dá)到一定強(qiáng)度前必須使孔口處固定牢固；土方開挖時(shí)，立柱附近

23、應(yīng)對(duì)稱開挖，人工輔助。3.3.4支承柱的調(diào)垂方法13目前，逆作法施工中對(duì)支承柱的調(diào)垂有三種較為成熟的方法，其各自特點(diǎn)和適用范圍介紹如下：氣囊法(圖3.3.4-1、圖3.3.4-2)圖3.3.4-1氣囊法智能調(diào)垂系統(tǒng)示意圖圖3.3.4-2格構(gòu)柱垂直度控制示意圖氣囊法智能調(diào)垂系統(tǒng)主要由傳感器、電腦及程序、空壓機(jī)、氣囊和壓電磁氣閥等組成。在支承柱上端X和Y方向上分別安裝一個(gè)傳感器，并在下端四邊外側(cè)各安放一個(gè)氣囊，氣囊隨臨時(shí)支承柱一起下放到地面下，并固定于受力較好的土層中。每個(gè)氣囊通過進(jìn)氣管與電腦控制室相連，傳感器的終端同樣與電腦相連，形成監(jiān)測(cè)和調(diào)垂全過程智能化施工的監(jiān)控體系。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，首先由垂直傳

24、感器將支承柱的偏斜信息送給電腦，由電腦程序進(jìn)行分析，然后打開傾斜方向的氣囊進(jìn)行充氣并推動(dòng)支承柱下部向垂直方向運(yùn)動(dòng)，當(dāng)支承柱進(jìn)入規(guī)定的垂直度范圍后，即指令關(guān)閉氣閥停止充氣，同時(shí)停止推動(dòng)支承柱。支承柱兩個(gè)方向上的垂直度調(diào)整可同時(shí)進(jìn)行控制。待砼澆筑至離氣囊下方1m左右時(shí)，即可拆除氣囊，并繼續(xù)澆筑砼至設(shè)計(jì)標(biāo)高。氣囊法適用于各種類型支承柱(寬翼緣H型鋼、鋼管、格構(gòu)柱等)的調(diào)垂，且調(diào)垂效果好，有利于控制支承柱的垂直度。但氣囊有一定的行程，若支承柱與孔壁間距離過大，支承柱就無法調(diào)垂至設(shè)計(jì)要求，因此成孔時(shí)孔垂直度控制在1/200內(nèi)，支承柱的垂直度才能達(dá)到1/300的要求。由于采用帆布?xì)饽遥瑢?shí)際使用中常被鉤破而

25、無法使用。氣囊亦經(jīng)常被埋入砼中而難以回收。校正架法(圖3.3.4-3)校正架法調(diào)垂系統(tǒng)主要由傳感器、校正架、調(diào)節(jié)螺栓等組成。在支承柱上端X和Y方向上分別安裝一個(gè)傳感器，支承柱固定在校正架上，支承柱上設(shè)置2組調(diào)節(jié)螺栓，每組共4個(gè)，兩兩對(duì)稱，兩組調(diào)節(jié)螺栓有一定的高差，以便形成扭矩。測(cè)斜傳感器和上下調(diào)節(jié)螺栓在東西、南北各設(shè)置一組。圖3.3.4-3校正架法支承柱調(diào)垂示意圖圖3.3.4-4導(dǎo)向套管安裝示意圖若支承柱下端向X正方向偏移，X方向的兩個(gè)上調(diào)節(jié)螺栓一松一緊，使支承柱繞下調(diào)節(jié)螺栓旋轉(zhuǎn)，當(dāng)支承柱進(jìn)入規(guī)定的垂直度范圍后，即停止調(diào)節(jié)螺栓；同理Y方向通過Y向的調(diào)節(jié)螺栓進(jìn)行調(diào)垂。校正架法是幾種調(diào)垂方法中最經(jīng)

26、濟(jì)實(shí)用的，但只能用于剛度較大的支承柱(鋼管支承柱等)的調(diào)垂，若剛度小(如格構(gòu)柱等)，在上部施加扭矩時(shí)支承柱彎曲變形過大，不利于支承柱的調(diào)垂。導(dǎo)向套筒法(圖3.3.4-4)導(dǎo)向套筒法是把校正支承柱轉(zhuǎn)化為校正導(dǎo)向套筒。導(dǎo)向套筒的調(diào)垂可采用氣囊法和校正架法。待導(dǎo)向套筒調(diào)垂結(jié)束并固定后，從導(dǎo)向套筒中間插入支承柱，導(dǎo)向套筒內(nèi)設(shè)置滑輪以利于支承柱的插入(圖3.3.4-4)，然后澆筑立柱樁砼，直到砼能固定支承柱后拔出導(dǎo)向套筒。導(dǎo)向套筒法由于套筒比支承柱短故調(diào)垂較易，調(diào)垂效果較好，但由于導(dǎo)向套筒在支承柱外，勢(shì)必使孔徑變大。導(dǎo)向套筒法適用于各種支承柱的調(diào)垂(寬翼緣H型鋼、鋼管、格構(gòu)柱等)。3.4出土口設(shè)置逆作法

27、施工一般是在地下室頂板(0.00)封閉條件下進(jìn)行的。因此，需留出幾個(gè)上下貫通的垂直運(yùn)輸孔洞，供土方運(yùn)出、模板、鋼筋等材料運(yùn)輸之用。合理設(shè)置出土口對(duì)于提高土方運(yùn)出效率關(guān)系很大。從理論上說，出土口的數(shù)量，主要取決于土方開挖量、工期和出土機(jī)械的臺(tái)班產(chǎn)量，可用下式計(jì)算：n=式中n出土口數(shù)量；K其他材料通過出土口的備用系數(shù)，取K=1.21.4；V土方開挖量(m3)；T挖土工期(d)；W出土機(jī)械的臺(tái)班產(chǎn)量(m3/d)出土口設(shè)置一般考慮以下原則：根據(jù)地下結(jié)構(gòu)布置、周圍運(yùn)輸?shù)缆非闆r，選擇結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、開間尺寸較大，便于土方運(yùn)出處；出土口的相互距離不宜太長(zhǎng)，一般控制在30m左右，以便讓坑下的挖土機(jī)翻土次數(shù)不超過2次

28、為宜，減小駁運(yùn)量；出土口的設(shè)置不能影響傳遞土壓力和剛度要求；同時(shí)兼顧到地下材料運(yùn)輸和自然通風(fēng)的要求。工程實(shí)踐表明，出土口的面積較大，一個(gè)出土口的日出土量可以達(dá)到1000m3左右。3.5坑內(nèi)降水、排水當(dāng)基坑采用地下連續(xù)墻作封閉圍護(hù)時(shí)，基坑內(nèi)部的地下水主要是疏干土層內(nèi)的滯水和排除外部地表水，如為深基坑也可能遇到承壓水，故要設(shè)置降水井等設(shè)施。3.5.1坑內(nèi)疏干井對(duì)于坑內(nèi)土層的潛水和巖層的裂隙水，可采用輕型井點(diǎn)(隨土方開挖過程隨挖隨拔除井管)，或采用深井(或真空深井)進(jìn)行降水。按南京地區(qū)經(jīng)驗(yàn)，每口深井的降水面積平均約200300m2，井距平均20m左右。井管布置應(yīng)避開結(jié)構(gòu)梁、柱。為提高降水效率，可以設(shè)

29、多道濾頭，分別位于不透水土層處。必須做到挖土前先要做好預(yù)降水，應(yīng)始終確保坑內(nèi)地下水位控制在挖土面以下1.0m左右，這樣才能使土體固結(jié)密實(shí)，便于開挖。同時(shí)，應(yīng)在坑外設(shè)置一定數(shù)量的水位觀測(cè)井，當(dāng)發(fā)現(xiàn)坑外水位突變或下降過大時(shí)，需采取回灌措施，對(duì)坑外進(jìn)行補(bǔ)水，防止因水分流失而引起坑外土體固結(jié)變形，造成周圍建筑物和管線沉降加大。3.5.2地表水對(duì)于雨水和地表水(包括施工用水)，在每層土體開挖后，要及時(shí)做好明溝、集水井，以便及時(shí)將地表水排入地面排水系統(tǒng)，在已澆筑的樓蓋上設(shè)擋水矮垛，防止水流入地下，對(duì)暫時(shí)不用的孔洞，用鋼板覆蓋，四周砌筑臨時(shí)擋水圍擋。3.5.3減壓井當(dāng)?shù)叵率覍訑?shù)較多，開挖深度較大時(shí)，有可能遇

30、到承壓水問題，需引起注意。應(yīng)對(duì)水文地質(zhì)資料進(jìn)行分析，必要時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行承壓水的抽水試驗(yàn)，確定承壓水頭、出水量等參數(shù)，作出是否需要設(shè)置減壓井的方案，避免管涌發(fā)生。3.6挖土與運(yùn)土挖土是逆作法施工的重要環(huán)節(jié)，有頂蓋的地下室挖土難度大，效率低，工期長(zhǎng)，而且挖土方式對(duì)圍護(hù)墻的變形也會(huì)帶來很大影響。近年來工程實(shí)踐，對(duì)逆作法挖土逐步總結(jié)了一整套工法盆式挖土法。即：基坑中部可采用明挖(大開口開挖)，以提高工效，基坑周邊采用暗挖。為了減少圍護(hù)墻的無支撐暴露時(shí)間，對(duì)圍護(hù)墻周邊留下的土坡采用“抽條挖土”的方式，限時(shí)挖好每條土方并澆筑好底板(結(jié)構(gòu))，以控制圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形。歸納起來，逆作法挖土、運(yùn)土有以下幾種方式：盆式明

31、挖土；盆式暗挖土；盆式抽條挖土。3.6.1盆式明挖土(圖3.6.1)當(dāng)基坑面積較大時(shí)，對(duì)基坑中部第層土方，可采用盆式明挖土，盡量加大明挖土的出土量，采用大挖機(jī)(1.2m32.0m3)直接裝車運(yùn)出。此時(shí)，先確定支承柱的位置，作出明顯標(biāo)記，防止機(jī)械碰撞。盆底挖至地下一層樓板模板底，盆邊留土10m左右，放坡1：1.5。機(jī)械挖至比設(shè)計(jì)標(biāo)高高20cm左右，再用人工找平，在邊坡處，可用細(xì)石砼和鋼板網(wǎng)護(hù)坡。圖3.6.1盆底明挖第層土剖面示意圖3.6.2盆式暗挖土(圖3.6.2)在0.00頂板結(jié)構(gòu)澆筑完成后，下層土方只能采用暗挖方式。采用中小型挖機(jī)(0.4m30.14m3土斗)與人工相結(jié)合。對(duì)于工程樁、支承柱

32、、降水井周圍的土方宜用人工挖除。土方運(yùn)輸用翻斗車和人力推車，水平運(yùn)輸通道鋪設(shè)腳手板、竹笆。由于暗挖，工作面較小，宜先從出土口處開始，形成工作面，再向四周擴(kuò)展。為了防止土體水平推力過大，挖土宜分層進(jìn)行(每層不宜大于3m)，土方就近運(yùn)至出土口，由長(zhǎng)臂挖機(jī)或抓斗在頂板上將土方抓出裝車外運(yùn)。圖3.6.2盆底暗挖第層土剖面（-）示意圖3.6.3盆邊抽條挖土(圖3.6.3)土體具有時(shí)空效應(yīng)的特點(diǎn)，受荷載后會(huì)產(chǎn)生流塑變形，即使在受力不變的情況下，土體變形也會(huì)隨時(shí)間不斷增大。監(jiān)測(cè)表明，盆邊挖土?xí)r，圍護(hù)墻變形比盆中開挖階段的變形大，發(fā)展速率快。根據(jù)此特點(diǎn)，對(duì)盆邊土方應(yīng)采用“抽條挖土”的施工方案。即：待中部結(jié)構(gòu)(

33、或底板)達(dá)到一定強(qiáng)度后，以1520m左右間距間隔開挖邊坡土方，并分塊澆搗砼完成。每一條土方開挖至墊層完必須在24h內(nèi)完成，鋼筋綁扎、砼澆搗必須在接下來的48h內(nèi)完成，即一“抽條”從土方開挖到砼澆筑完畢，必須控制在72h以內(nèi)，以減少地下連續(xù)墻無支撐的暴露時(shí)間。圖3.6.3底板抽條開挖施工示意圖3.7通風(fēng)、照明通風(fēng)、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(huì)釀成事故，必須充分注意。3.7.1通風(fēng)在“逆作法”施工期間，由于工程量大，施工過程中人員、機(jī)械相對(duì)密集，地面層梁板封閉后，機(jī)械排出的廢氣以及土層中溢出的沼氣等都會(huì)影響到坑內(nèi)空氣的質(zhì)量，對(duì)人體安全、健康造成影響；為解決這個(gè)

34、問題，需合理地布置通風(fēng)系統(tǒng)，從地面采風(fēng)，由鼓風(fēng)機(jī)通過管道送風(fēng)至工作面，在挖土工作面上輔助配備一些排氣扇，使空氣達(dá)到良好的循環(huán)，風(fēng)管可固定于本層樓板底(利用該層樓板施工時(shí)預(yù)埋的鋼筋鉤固定)隨挖土工作面的向內(nèi)延伸，風(fēng)管亦不斷接長(zhǎng)。3.7.2照明地下室照明采用防爆、防潮、亮度大的照明燈具，隨挖土過程同時(shí)安裝，必須保證有足夠的亮度。為防止挖土過程中損壞照明線路，專用的防水電箱應(yīng)設(shè)在柱上，由電箱至各用電設(shè)備的線路均用雙層絕緣電線，電線架空，在樓板底鋪設(shè)明管(明管固定在預(yù)埋的掛鉤上)，并及時(shí)穿線分段接通。在整個(gè)挖土施工過程中，各工作面上均應(yīng)派專人巡視管理。3.8地下室結(jié)構(gòu)(樓蓋)施工逆作法施工，地下室結(jié)構(gòu)

35、(樓蓋)不論是梁板結(jié)構(gòu)還是無梁樓蓋都是由上而下分層澆筑的。先將豎向結(jié)構(gòu)(柱、墻)做好，再將水平結(jié)構(gòu)(樓蓋)完成，與圍護(hù)結(jié)構(gòu)連成整體，以承受側(cè)向水平力(土、水壓力)。地下室內(nèi)的一些次要構(gòu)件(隔墻、樓梯)可在底板完成后再由下向上用“順作法”進(jìn)行。3.8.1利用土胎模制作梁板(圖3.8.1)在土層條件較好的情況下，可將土面平整夯實(shí)，澆一層墊層(素砼)作為樓板的底模，梁?？赏诓圩鐾撂ツ婊蛄?cè)模以澆砼。圖3.8.1逆作法施工時(shí)的梁、柱模板梁模用土胎模b）用鋼模板組成梁模1樓板面；2素混凝土層與隔離層；3鋼模板；4填土3.8.2采用支模方式澆筑梁板為保證地下結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量，仍用架空支模法。此時(shí)，先挖去一層

36、土方，形成盆底，對(duì)土層進(jìn)行臨時(shí)加固措施(澆一層素砼或墊板，或墊砂)然后按常規(guī)方法搭設(shè)梁板模板澆搗砼。3.8.3地下結(jié)構(gòu)柱施工(1)如地下結(jié)構(gòu)柱為“一柱一樁”時(shí)，則支承柱多用鋼管砼柱，則開挖每層土方后，即進(jìn)行柱梁(板)節(jié)點(diǎn)施工。鋼管柱與樓蓋的連接，按設(shè)計(jì)圖紙或按鋼管砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程(CECS28：40)的規(guī)定進(jìn)行。關(guān)鍵是焊接質(zhì)量和保證節(jié)點(diǎn)處砼澆搗密實(shí)。(2)如地下結(jié)構(gòu)柱為“復(fù)合柱”時(shí)，即：核心為鋼格構(gòu)柱(即支承柱)然后挖土到位后再外包鋼筋和砼時(shí)，增加了相應(yīng)的綁鋼筋、支撐和澆砼的工序，并要清理干凈施工工作面。柱筋要與上層柱預(yù)插下的鋼筋連接，焊接必須做好，后澆砼要采取留斜澆筑口、增加膨脹劑等措施

37、，保證施工縫密實(shí)。如設(shè)計(jì)時(shí)，型鋼格構(gòu)柱能滿足地下室底板施工前的承載要求，則可將柱身施工放到底板完成之后再由下至上施工“復(fù)合柱”。底板(樓蓋)與地連墻的連接底板(樓蓋)與地連墻的連接至關(guān)重要，必須使底板與圍護(hù)墻連接成整體，與支承柱也應(yīng)連成整體。底板在施工期間對(duì)圍護(hù)樁(墻)起水平支撐作用，對(duì)柱子起拉結(jié)和圍護(hù)作用。圖3.8.4為剛性接頭連接構(gòu)造示意。a)b)圖3.8.4底板（樓蓋）與地下連續(xù)墻連接構(gòu)造示意a)預(yù)埋件鋼筋連接b)鋼筋接駁器連接逆作法沉降差控制不均勻沉降的產(chǎn)生逆作法是先施工地下室頂板，后施工地下室各層結(jié)構(gòu)與底板，同時(shí)，上部結(jié)構(gòu)也可向上施工。此間，基坑開挖土體應(yīng)力釋放，坑內(nèi)土體回彈，會(huì)帶動(dòng)

38、支承柱上抬(回彈)；而地下室各層結(jié)構(gòu)及上部結(jié)構(gòu)施工，支承柱及基礎(chǔ)樁受到的荷載逐步增加，又會(huì)使中部的支承柱與樁發(fā)生沉降。這種上抬與沉降是一個(gè)復(fù)雜的受力過程，也是逆作法施工的一個(gè)特點(diǎn)。我們知道，在逆作法施工過程中，在底板未澆筑好并達(dá)到強(qiáng)度之前，支承柱承受著豎向荷載的很大部分。由于各支承柱所受荷載(結(jié)構(gòu)自重+施工各項(xiàng)荷載)的不均勻，會(huì)引起各支承柱之間以及支承柱與圍護(hù)墻之間的沉降差。如果這種沉降差較大，則已澆筑好的樓蓋內(nèi)部就會(huì)產(chǎn)生很大內(nèi)力引起結(jié)構(gòu)裂縫乃至危及結(jié)構(gòu)安全。因此，控制支承柱的不均勻沉降是逆作法施工的關(guān)鍵技術(shù)之一。而目前要事先精確計(jì)算在底板封底前的沉降(或抬升)還有一定難度，完全消除沉降差也是

39、不可能的，只能通過各方面措施，把沉降差控制在一定的允許范圍之內(nèi)，以保證結(jié)構(gòu)安全。沉降差控制要求如本文2.2節(jié)所述，在地下室主體結(jié)構(gòu)底板施工之前，支承柱間，以及支承柱與圍護(hù)墻之間的差異沉降不宜大于20mm，且不宜大于1/400柱距。建筑基坑工程技術(shù)規(guī)范(YB9258-97)中規(guī)定：相鄰立柱間和立柱與側(cè)墻之間沉降差應(yīng)控制在0.002L(L為軸線間距)之內(nèi)。沉降差控制措施從設(shè)計(jì)上按照施工工況對(duì)支承柱及地下連續(xù)墻進(jìn)行沉降估算，協(xié)調(diào)基坑開挖速度和樁上荷載，使沉降差滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求。減小坑底隆起，會(huì)使支承柱的抬升相應(yīng)減小。因此，可以通過地基加固、增加地連墻剛度和入土深度，選擇高承載力的樁端持力層等來減小隆

40、起量。增大支承樁的樁徑和采用樁底注漿，提高支承柱的承載力來減小沉降。在地連墻內(nèi)側(cè)增設(shè)邊柱以代替由地連墻承受的荷載等等。從施工上合理地確定逆作法的施工流程，特別是地上主體結(jié)構(gòu)何時(shí)向上開始施工，底板形成之前上部結(jié)構(gòu)施工速度如何合理控制均關(guān)系到支承柱的不均勻沉降的大小。譬如，當(dāng)?shù)叵率翼敯鍧仓螅患庇谙蛏鲜┕さ厣现黧w結(jié)構(gòu)，而是在地下一層樓蓋完成，形成二層樓板加外墻和中間支承柱的箱形結(jié)構(gòu)體系，再同時(shí)向上向下二個(gè)方向施工，這時(shí)地下結(jié)構(gòu)有了較大的空間剛度，有利于控制沉降的過早增大。加強(qiáng)施工監(jiān)測(cè)，信息化施工。加強(qiáng)對(duì)支承柱和地連墻的沉降觀測(cè)，一般情況下每2d觀測(cè)1次，上部結(jié)構(gòu)施工一個(gè)樓層后一周內(nèi)應(yīng)每天觀測(cè)1次

41、，各點(diǎn)高程均用二次閉合測(cè)量。若出現(xiàn)沉降差超過報(bào)警值時(shí)，立即采取措施，如：暫停上部結(jié)構(gòu)施工、調(diào)整挖土速度、局部節(jié)點(diǎn)增加壓重、注漿加固地基等等。逆作法尚待繼續(xù)研究的幾個(gè)問題逆作法施工技術(shù)在我國(guó)尚處于發(fā)展階段，各地具體地質(zhì)條件及施工水平有所不同，設(shè)計(jì)理論和相關(guān)計(jì)算方法尚未完全統(tǒng)一和完善。在設(shè)計(jì)上有些問題缺乏理論支持，只憑經(jīng)驗(yàn)辦事。如：地下室施工階段上部結(jié)構(gòu)何時(shí)施工？能施工至幾層？相鄰支承柱的差異沉降值達(dá)到多少比較危險(xiǎn)？這些課題值得深入研究；在施工上，采用盆式挖土法，盆邊土留多少才算合理？如何高效取土？運(yùn)土設(shè)備、運(yùn)土方法如何改進(jìn)？如何改善樓板封閉條件下施工人員的操作環(huán)境(通風(fēng)、采光不足)？如何保證后做

42、的豎向結(jié)構(gòu)(復(fù)合柱、墻體的砼澆搗質(zhì)量？等需進(jìn)一步解決；加強(qiáng)設(shè)計(jì)施工一體化。設(shè)計(jì)與施工單位如何密切配合？對(duì)逆作法帶來的一些特殊計(jì)算，節(jié)點(diǎn)構(gòu)造問題，如：預(yù)測(cè)施工階段支承樁的沉降量、樁的承載力、監(jiān)測(cè)結(jié)果如何分析-等，需要設(shè)計(jì)單位投入較多力量與施工單位共同合作?？梢韵嘈?，隨著逆作法在全國(guó)范圍的迅速發(fā)展和大量應(yīng)用，未來的一、二十年逆作法在設(shè)計(jì)、施工、研究等方面一定會(huì)有新的提高，甚至重大突破，獲得更大的發(fā)展。逆作法工程實(shí)例逆作法施工自20世紀(jì)80年代以來，我國(guó)北京、上海、廣州等地已陸續(xù)有60多項(xiàng)工程應(yīng)用成功。在參考文獻(xiàn)16中，介紹了30個(gè)工程實(shí)例。本文則補(bǔ)充介紹近年來應(yīng)用“逆作法”特別是基坑工程采用“半逆

43、作法”的若干施工經(jīng)驗(yàn)，以供參考。上海長(zhǎng)峰商城逆作法施工6.7工程簡(jiǎn)介上海長(zhǎng)峰商城位于上海市中山公園附近。由主體結(jié)構(gòu)為一幢60層主樓和10層裙樓組成，建筑總面積31萬m2。其中4層地下室總建筑面積8.8萬m2，基坑面積2.2萬m2?；娱_挖深度：主樓22m(最深處24m)，裙樓為17.55m?；铀闹墉h(huán)路，有各類地下管線，特別是基坑南側(cè)為運(yùn)營(yíng)中的2#地鐵車站，距基坑外墻僅2.5m(最近處1.9m)，沿線長(zhǎng)達(dá)160m，需要特別保護(hù)。逆作法施工方案的確定本工程復(fù)雜的周邊環(huán)境和大規(guī)模的基坑工程量(土方約45萬m3)為滬上所罕見。如果按常規(guī)“順作法”，即先挖土到基坑底，從基礎(chǔ)底板開始向上逐層施工，需要用

44、1000mm厚地下連續(xù)墻作圍護(hù)墻(兼作地下室外墻)，坑內(nèi)設(shè)5道水平支撐，坑底再進(jìn)行地基加固。這樣，不僅支護(hù)費(fèi)用很高，且工期太長(zhǎng)，不能滿足業(yè)主要求。而且如此大型深基坑采用“明挖”在上海尚無經(jīng)驗(yàn)可循。經(jīng)過反算比較、測(cè)算和論證，決定采用逆作法施工技術(shù)，既省去支撐費(fèi)用，又縮短了工期，而且利用地下室梁板結(jié)構(gòu)作為水平支撐，剛度大，增大了基坑安全性。施工要點(diǎn)支護(hù)方案采用800mm厚地下連續(xù)墻(靠地鐵一側(cè)厚1000mm)作基坑周邊圍護(hù)結(jié)構(gòu)并“二墻合一”；采用地下4層梁板樓面結(jié)構(gòu)作4道內(nèi)支撐，主樓采用“一柱一樁”半逆作法施工；裙樓采用“一柱一樁”全逆作法施工。這是目前國(guó)內(nèi)最大的逆作法施工工程。圖6-1支護(hù)體系剖

45、面圖支承柱施工由于逆作法的施工特點(diǎn)，自0.00首層開始施工向下到地下室各層樓面直到大底板之前，全部荷載(結(jié)構(gòu)自重+施工荷載)均由支承柱承擔(dān)。本工程為此采用了園鋼管柱(部分用鋼格構(gòu)柱)作為支承柱(坑底以下，仍用鉆孔灌注樁)，并且作為永久性的柱子使用。因此，支承樁施工的定位和垂直度要求很高。支承樁定位誤差要求控制在5mm之內(nèi)，柱子垂直度要求控制在1/2001/300以內(nèi)。為此，支承柱的制作要求嚴(yán)格，防止彎曲變形。安裝時(shí)，采用特制的“定位糾偏架”；調(diào)垂采用“氣囊法”控制。坑內(nèi)降水本基坑采用真空深井降水。平均每口深井作用面積約300m2/口。為提高降水效率，井管內(nèi)設(shè)兩道濾管，第一道濾管位于-8.5m，

46、管長(zhǎng)1.5m；第二道濾管在坑底下2m，長(zhǎng)4m。挖土前必須先做好預(yù)降水，并根據(jù)水位觀測(cè)井的水位達(dá)到要求(達(dá)到每層土體下1m)后方可開挖，但也不要過量降水引起地鐵結(jié)構(gòu)沉降變形過大。土方開挖采用“盆式開挖法”。按照“分層、分塊、對(duì)稱、平衡、限時(shí)”的原則指導(dǎo)開挖和支撐。每層土體的邊部留土寬度不少于4H(H為該層土開挖深度)，且最后抽條取土，及時(shí)撐住。每一小塊土體自挖土支撐住的總施工時(shí)間控制在16小時(shí)以內(nèi)。挖土采用挖土機(jī)與人工挖土相結(jié)合。在出口處制作了專用取土架，用抓斗取土裝車。平均日出土量1200m3左右。施工監(jiān)測(cè)為確保逆作法施工順利進(jìn)行，保證基坑周圍建筑、管線和地鐵的安全，在逆作法施工和基礎(chǔ)施工期間

47、對(duì)地下管線、地下連續(xù)墻水平位移和沉降、支承柱沉降進(jìn)行了跟蹤監(jiān)測(cè)。支承柱沉降。實(shí)測(cè)表明，一柱一樁的支承柱最大沉降5.2mm；相鄰支承柱和地連墻的最大沉降差9.2mm。并觀察到，支承柱沉降向地下連續(xù)墻方向有逐漸遞減的趨勢(shì)。地下連續(xù)墻水平位移。靠地鐵一側(cè)最大水平位移34.54mm，非地鐵側(cè)最大水平位移34.54mm。實(shí)測(cè)值均比理論計(jì)算值大(約大20%50%)。對(duì)每一條邊而言，兩端處的地連墻水平位移比中間部位墻體、水平位移要小，這與順作法的位移規(guī)律相一致。但逆作法的位移比順作法位移相對(duì)要小。某大型地下車庫(kù)逆作法施工1工程簡(jiǎn)介本工程是上海世茂濱江花園一期的配套地下車庫(kù)，位于上海陸家咀金融貿(mào)易區(qū)。地下車庫(kù)

48、為地下2層，占地12700m2，總建筑面積25400m2，土方約11萬m3，車庫(kù)頂板(0.00)-0.8m，底板底-9.4m，基坑開挖深度8.6m。按照業(yè)主對(duì)工期的要求，采用逆作法施工，先施工地下室頂板，然后即進(jìn)行車庫(kù)上部建筑及綠化，在上部工程施工的同時(shí)，進(jìn)行地下結(jié)構(gòu)施工?；又苓呌玫叵逻B續(xù)墻支護(hù)(二墻合一)，地下室結(jié)構(gòu)采用“一柱一樁”方案。土方開挖方案考慮到本工程占地面積較大，決定第層土采用盆式法挖土，盡量加大明挖階段的出土量，以加快進(jìn)度；其余第、第層土均為暗挖土。暗挖土又分：盆式暗挖和盆邊抽條挖土兩種方式。故可歸納為：“一明二暗”盆式挖土法。(1)盆式明挖：采用4臺(tái)大挖機(jī)進(jìn)行盆式挖土，盆底

49、盆邊一次完成。先用機(jī)械挖，留20cm左右用人工修平。在斜坡處，用鋼板網(wǎng)細(xì)石砼護(hù)坡。隨開挖隨澆墊層。(2)盆式暗挖：采用0.4m3和0.14m3挖機(jī)與人工挖土相結(jié)合，人工采用手推車，鋪上竹笆作運(yùn)輸通道。設(shè)4個(gè)出土口，由地面上的抓斗挖土機(jī)將土方抓出裝車外運(yùn)。由于事先進(jìn)行了輕型井點(diǎn)降水，土質(zhì)較干，可以不必打上墊層，用木板墊上即可運(yùn)土。(3)盆邊抽條挖土：先將出土口處挖至盆底標(biāo)高，再分塊兩側(cè)對(duì)稱“抽條”挖土，一“條”結(jié)束后，立即打上墊層。圖6.-2暗挖盆邊抽條挖土編號(hào)圖主要技術(shù)措施基坑降水在第層土開挖前，打22口深井，井深13m，抽水4d開始挖土；為了使基坑操作面干燥，在挖完第層土后，又打設(shè)6套輕型井

50、點(diǎn)，其中三套在坑內(nèi)，三套在三個(gè)出土口。輕型井點(diǎn)隨挖土進(jìn)程隨挖隨拔。基坑內(nèi)明水，采用明溝+集水井的方式排放。出土口共設(shè)置4個(gè)出土口，分別位于基坑的4角，暗挖的土方由手推車運(yùn)到出土口，由抓斗吊出。照明采用防爆、防潮、亮度大的照明燈具。每個(gè)軸線設(shè)一盞燈，隨挖土過程同時(shí)安裝。為防止挖土?xí)r損壞線路，照明線安裝采用在樓板底鋪設(shè)明管并及時(shí)穿線分段接通開啟。通風(fēng)由于暗挖階段，機(jī)械排出廢氣以及地層中溢出的沼氣對(duì)人體健康有害，施工時(shí)在樓板上預(yù)留孔洞，安上大功率軸流風(fēng)機(jī)進(jìn)行排風(fēng)；在挖土工作面上輔助配備一些排風(fēng)扇滿足空氣流通的需要。逆作法施工全過程(圖6.2.4.1-6.2.4.9)(1)地下連續(xù)墻、支承柱、土體加固

51、等施工完畢，降水達(dá)到要求，進(jìn)行明挖土施工。采用盆式開挖，盆邊挖至頂板的模板底，盆底挖至地下一層樓板模板底。盆邊留土10m，放坡坡度為1：1.5。圖6.2.41工況一(2)進(jìn)行盆中排架支撐搭設(shè)，頂板模板施工，頂板混凝土澆搗。圖6.2.42工況二(3)頂板混凝土養(yǎng)護(hù)結(jié)束，排架模板拆除后，進(jìn)行盆邊對(duì)稱、抽條挖土，抽條寬度按10m控制。圖6.2.43工況三(4)進(jìn)行第二次盆式開挖，盆邊保持地下一層樓板模板底標(biāo)高，盆底落低1.8m，盆邊留土10m，放坡坡度為1：1.5。圖6.2.44工況四(5)盆式開挖結(jié)束后，進(jìn)行盆中排架支撐、盆邊、盆中模板施工及地下一層樓板的結(jié)構(gòu)施工。圖6.2.45工況五(6)待混凝

52、土養(yǎng)護(hù)完畢后，拆除排架、模板。進(jìn)行盆邊對(duì)稱抽條挖土。圖6.2.46工況六(7)進(jìn)行第三次盆式開挖，盆邊保持地下一層樓板模板底再落低1.8m標(biāo)高，盆底挖至基坑底板墊層底。盆邊留土10m，放坡坡度為1：1.5。圖6.2.47工況七(8)進(jìn)行盆邊對(duì)稱抽條挖土。圖6.2.48工況八(9)基礎(chǔ)底板施工，逆作施工完成。圖6.2.49工況九實(shí)踐結(jié)果在地下連續(xù)墻邊留設(shè)土坡，采用盆式開挖以提高挖土效率減少人工挖土量，對(duì)于控制地下墻變形是十分有效的。監(jiān)測(cè)資料表明，在盆式開挖階段(即基坑中部)地連墻的變形墻量不大，但在盆邊抽條挖土?xí)r，變形要比中部盆式開挖階段的變形大，發(fā)展速度快。所以應(yīng)重點(diǎn)控制抽條挖土的順序和速度。

53、監(jiān)測(cè)結(jié)果：地下連續(xù)墻平均變形達(dá)到42mm左右；支承柱與地連墻的差異沉降達(dá)2.1mm，大大小于設(shè)計(jì)要求的20mm的控制要求。上海鐵路南站北廣場(chǎng)40000m2超大深基坑逆作法施工9工程概況上海鐵路樞紐南站由主站房、南廣場(chǎng)和北廣場(chǎng)等組成。北廣場(chǎng)主要由地下車庫(kù)、下沉式廣場(chǎng)和地下通道組成，總建筑面積近8.0萬m2；樁筏基礎(chǔ)；地下連續(xù)墻支護(hù)，基坑開挖面積近40000m2，開挖深度12.7m左右。土方量達(dá)50萬m3，經(jīng)研究，決定采用：“一柱一樁、一明兩暗”的逆作法施工工藝。圖6.3.1為基坑剖面示意圖。圖6.3.1北廣場(chǎng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)剖面示意圖本工程從2003年10月25日開始第一塊土方開挖，2004年1月18日

54、完成全部頂板施工，2004年8月25日完成最后一塊逆作底板的抽條砼施工，共計(jì)305d，完成土方50萬m3，10萬m3砼澆注。確保了基坑施工安全和砼工程質(zhì)量?？傮w方案基坑采用盆式挖土法。第層土方明挖，第、第層土暗挖，盆邊留土采用邊坡加固；基礎(chǔ)底板采用中心島方式進(jìn)行施工；在基坑中部底板達(dá)到一定強(qiáng)度后，對(duì)邊坡土方采取抽條取土，限時(shí)澆筑砼的方式，有效地控制基坑變形在設(shè)計(jì)要求之內(nèi)。主要關(guān)鍵技術(shù)出土口的設(shè)置為了提高土方開挖的工作效率，減少暗挖階段土方的地下駁運(yùn)量，本工程嘗試采用大開口的出土口方案(一般出土口約150m2左右，本工程出土口約600m2左右)最大達(dá)到700m2。出土口的凈距在30m之內(nèi)，以使挖機(jī)在坑內(nèi)最多翻土2次為原則，避免駁運(yùn)過多，土壤成糊狀。這樣，每個(gè)取土口在暗挖階段每天可達(dá)2000m3，相當(dāng)于明挖法施工。出土口設(shè)置主要考慮以下原則：大小滿足結(jié)構(gòu)受力要求，特別是在土壓力作用下必須能夠有效傳遞水平力。水平距離一是滿足挖土機(jī)最多只能2次翻土的要求，避免多次翻土引起土體過分?jǐn)_動(dòng)；二是在暗挖階段，應(yīng)盡量滿足自然通風(fēng)的要求。取土口設(shè)置的數(shù)量應(yīng)滿足在底板抽條開挖時(shí)的出土要求。取土口留設(shè)時(shí)頂板與中板