讲座：逆作法设计与施工技术

逆作法设计与施工关键技术

1、绪论2、逆作法设计3、逆作法施工技术4、逆作法工程实例5、逆作法发展趋势展望目录第一章绪论

我国的高层建筑越来越多，地下室也越来越深，已达到地下6层。我市的500KVA世博输变电站地下室挖深达30.4米，为目前国内最深的基坑。且地铁建设的增多，车站的挖深也越来越深，动辄超过20米，基坑工程的施工风险随之增加。目前深基坑支护方法很多，而且在不断发展之中，每一种基坑支护都有各自的适用条件和一定的局限性。所以支护方案的选择应慎之又慎，否则一旦出现深基坑支护倒塌事故，不仅给工程造成重大经济损失，还对周围环境造成不良影响。逆作法是一项近年发展起来新兴的基坑支护技术，在国内外已广泛应用，收到较好的效果。如：1）上海市的明天广场；2）日本读卖新闻社大楼；3）美国芝加哥水塔广场大厦。

1.1前言：

逆作法在我国的应用城市工程名称地下层数逆作施工方法上海恒积大厦4全逆作福州世界金龙大厦3.5半逆作广州好世界大厦3全逆作广州国际银行中心4全逆作天津百货大楼4半逆作天津紫京花园3全逆作深圳地王大厦4半逆作上海城市航站楼3全逆作第一章绪论

逆作法(逆筑法)在西方一些国家称之为up-downmethod意思是指从上往下施工的方法，在日本称之为逆打工法(SlabSubstituteShore简称sss法，意思是指用楼板代替支撑的方法)。这种工法最早在意大利米兰得以首次使用，当时是在马路下施工地下连续墙，另一半马路仍旧通车，一边地下连续墙做好了之后，再做另一边墙。连续墙施工完毕之后，利用半夜时间，打开一小段马路，进行挖土运土，接着在地下墙上架设析架，上铺临时路面。在析架下浇筑顶板，然后设置支撑，继续挖土，直至浇好底板。这种米兰做法为逆作法施工的先驱。其后随着地下连续墙在欧洲、美国及日本的传播和发展逆作法施工也逐渐在这些国家发展起来。逆作法是施工高层和超高层浇筑多层地下室和其它多层地下结构的有效方法。1.2逆作法发展历史及现状：第一章绪论目前如美、日、德、法等国家，在多层地下室和多层地下结构施工中已广泛应用，收到较好的效果。世界最高的钢筋混凝土结构，75层高203二的美国芝加哥水塔广场大厦的4层地下室，即用18m深的地下连续墙和144根大直径钻孔灌注桩做中间支撑柱，以逆作法进行施工的。法国巴黎拉弗埃特百货大楼的6层地下室、日本读卖新闻社大楼6层地下室等都是用逆筑法施工的152。高层建筑地下室逆作法在欧美等发达国家用得不多，而在日本用得比较多。据了解日本的高层建筑地下室的基坑围护，有近四分之一的施工方法用的是逆作法。1.2逆作法发展历史及现状：第一章绪论九十年代中期，上海高层建筑地下室用逆作法施工的工程己逐渐多起来，如上海横积大厦、明天广场、京沙住业大厦、森茂大厦、海洋大厦等均为逆作法施工。由于这个施工方法能缩短工期，有减少挡墙变位对周边环境影响小等优点，在上海地区掀起了一股逆作法热。另外，由于媒介的传播，此法的优点也被其它省市接受，在北京、天津、厦门、南京、杭州、广州和昆明等地也均有工程运用了逆作法施工。地下工程逆作法作为一种新的方法，将会得到工程界越来越多的重视和广泛应用。1.2逆作法发展历史及现状：第一章绪论

先沿建筑物地下室轴线或周围施工地下连续墙或其他支护结构，同时建筑物内部的有关位置浇筑或打下中间支承桩和柱，作为施工期间于底板封底之前承受上部结构自重和施工荷载的支撑。然后施工地面一层的梁板楼面结构，作为地下连续墙刚度很大的支撑，随后逐层向下开挖土方和浇筑各层地下结构，直至底板封底。同时，由于地面一层的楼面结构已完成，为上部结构施工创造了条件，所以可以同时向上逐层进行地上结构的施工。如此地面上、下同时进行施工，直至工程结束。

1.3逆作法原理：第一章绪论1.3逆作法原理：工程桩临时柱B1板B0板地下连续墙底板永久柱F1F2第一章绪论1）全逆作法：利用地下各层钢筋混凝土肋形楼板对四周围护结构形成水平支撑。楼盖混凝土为整体浇筑，然后在其下掏土，通过楼盖中的预留孔洞向外运土并向下运入建筑材料。2）半逆作法：利用地下各层钢筋混凝土肋形楼板中先期浇筑的交叉格形肋梁，对围护结构形成框格式水平支撑，待土方开挖完成后再二次浇筑肋形楼板。3）部分逆作法：用基坑内四周暂时保留的局部土方对四周围护结构形成水平抵挡，抵消侧向压力所产生的一部分位移。1.4逆作法分类：第一章绪论论1.4逆作法分分类：明天广场场城市规划划展示馆馆恒积大厦厦全逆作施施工工程程城市航站站楼第一章绪论论1.4逆作法分分类：兴业银行行大厦半逆作施施工工程程长峰商城城廖创兴大大厦兴业银行行大厦第一章绪论论1.4逆作法分分类：顺作逆作作混合施施工法工工程河南路地地铁站陕西南路路地铁站站第一章绪论论优点：1）可使建建筑物上上部结构构的施工工和地下下基础结结构施工工平行立立体作业业，在建建筑规模模大、上上下层层次多时时，大约约可节省省工时1/3。2）受力良良好合理理，围护护结构变变形量小小，因而而对邻近近建筑的的影响亦亦小。3）施工可可少受风风雨影响响，且土土方开挖挖可较少少或基本本不占总总工期。。4）最大限限度利用用地下空空间，扩扩大地下下室建筑筑面积。。5）一层结结构平面面可作为为工作平平台，不不必另外外架设开开挖工作作平台与与内撑，，这样大大幅度削削减了支支撑和工工作平台台等大型型临时设设施，减减少了施施工费用用。6）逆作结结构的自自身荷载载由立柱柱直接承承担并传传递至地地基，减减少了大大开挖时时卸载对对持力层层的影响响，降低低了基坑坑内地基基回弹量量。缺点：1）支撑位置置受地下室室层高的限限制，无法法调整高度度，如遇较较大层高的的地下室，，有时需另另设临时水水平支撑或或加大围护护墙的断面面及配筋。。2）挖土作作业空间狭狭小，不利利于规模机机械化施工工、土方施施工困难3）结构接接头处理多多4）对围护护结构施工工精度要求求高1.5逆作法优缺缺点：第二章逆作法设计计由于逆作法法可以使地地下主体结结构设计更更加趋于合合理，因此此，采用地地下主体结结构逆作法法施工的结结构要求设设计和施工工紧密结合合，这样才才能保证结结构设计的的合理，也也是逆作法法工程成败败的关键。。2.1设计与施工工紧密结合合的原则：：总体设计主主要包括两两个方面：：1）逆作法法流程设计计：即逆作作法施工的的时间顺序序和空间顺顺序；2）逆作法法的结构整整体分析：：根据逆作作法的施工工流程，分分析结构在在不同施工工阶段的受受力及变形形机理，进进行总体概概念设计。。2.2逆作法的总总体设计：：第二章逆作法设计计由于逆作法法可以使地地下主体结结构设计更更加趋于合合理，因此此，采用地地下主体结结构逆作法法施工的结结构要求设设计和施工工紧密结合合，这样才才能保证结结构设计的的合理，也也是逆作法法工程成败败的关键。。2.1设计与施工工紧密结合合的原则：：总体设计主主要包括两两个方面：：1）逆作法法流程设计计：即逆作作法施工的的时间顺序序和空间顺顺序；2）逆作法法的结构整整体分析：：根据逆作作法的施工工流程，分分析结构在在不同施工工阶段的受受力及变形形机理，进进行总体概概念设计。。2.2逆作法的总总体设计：：第二章逆作法设计计由于逆作法法可以使地地下主体结结构设计更更加趋于合合理，因此此，采用地地下主体结结构逆作法法施工的结结构要求设设计和施工工紧密结合合，这样才才能保证结结构设计的的合理，也也是逆作法法工程成败败的关键。。2.1设计与施工工紧密结合合的原则：：总体设计主主要包括两两个方面：：1）逆作法法流程设计计：即逆作作法施工的的时间顺序序和空间顺顺序；流程设计时时应考虑以以下几方面面：工程的的具体条件件和要求、、主体结结构形式、、施工的的可操作性性。2）逆作法法的结构整整体分析：：根据逆作作法的施工工流程，分分析结构在在不同施工工阶段的受受力及变形形机理，进进行总体概概念设计。。逆作法是一一个分步的的施工过程程，结构的的主要受力力构件兼有有临时结构构和永久结结构的双重重功能，其其结构形式式、刚度、、支承条件件和荷载情情况随开挖挖过程不断断变化，2.2逆作法的总总体设计：：第二章逆作法设计计1）出土口、、进料口；；2）“一柱一桩桩”的定位位；3）模板体系系；2.3逆做法设计计时应考虑虑以下施工工问题：当采用地下下连续墙与与主体地下下结构外墙墙相结合时时，其设计计方法因地地下连续墙墙布置方式式（即与主主题结构的的结合方式式）不同而而有差别。。地下连续续墙作为主主体结构的的布置方式式主要有四四种：单一一墙、分离离墙、重合合墙和复合合墙。把地下连续续墙既作为为围护结构构又作为主主体结构来来设计时，，即两墙合合一的设计计，应验算算三种应力力状态：（1）在施工工阶段由作作用在地下下连续墙上上的土压力力、水压力力产生的应应力；（2）主体结结构竣工后后，作用在在墙体上的的土压力以以及作用在在主体结构构上垂直、、水平荷载载产生的的的应力；（3）主体结结构建成若若干年后，，水土压力力已从施工工阶段恢复复到稳定的的状态。。2.4地下连续墙墙作为主体体结构的布布置方式：：第二章逆作法设计计利用地下结结构的梁板板等内部水水平构件兼兼作基坑支支撑、围檩檩时，结构构水平构件件除应满足足地下结构构使用期设设计要求外外，尚应进进行各种施施工工况条条件的内力力、变形等等计算。结构体系可可采用：1）梁板体体系2）无梁楼盖盖结构接头设设计：1）刚性接接头2）铰接接头头3）不完全刚刚接2.5水平构件结结合的设计计：2.6竖向向构件结合合的设计竖向构件的的结合即地地下结构的的竖向承重重构件（立立柱及柱下下桩）作为为逆作法施施工过程中中结构水平平构件的竖竖向支承构构件。在逆逆作法施工工期间，与与地下连续续墙一起承承受地下自自重和地上上施工荷载载；其承受受的最大荷荷载，是地地下结构已已修筑完成成加上地面面施工荷载载总和。逆逆作法中结结构水平构构件的竖向向支承立柱柱和立柱桩桩可采用临临时立柱与与主体结构构工程桩相相结合的立立柱桩（一一柱多桩））或与主体体地下结构构柱及工程程桩相结合合的立柱和和立柱桩（（一柱一桩桩）。当采采用临时立立柱时，可可在地下室室结构施工工完成后，，拆除临时时立柱，完完成主体结结构柱的托托换。由由国际广广场基坑支支撑平面布布置图第二章逆作法设计计第三章逆作法施工工1）完成地地下连续墙墙、支承立立柱、立柱柱桩、工程程桩以及地地基加固施施工；2）基坑降降水3）开挖地地面至第一一层土方至至地下一层层标高，采采用盆式开开挖保留墙墙边土体；；4）支模浇浇筑地下室室顶板结构构；5）待顶班班的结构达达到设计强强度后，挖挖除边坡土土体，浇筑筑地下一层层结构楼板板及与顶板板之间的竖竖构件，同同时交错进进行顶板以以上结构楼楼层的施工工。6）暗挖地地下二层土土方，浇筑筑地下二层层结构中板板及与地下下一层之间间的竖向构构件，同时时交错进行行地上结构构楼层的施施工；7）继续开挖挖土方，直至至挖到坑底，，并浇筑基础础底板及其竖竖向构件，在在基础底板完完成之前，上上部结构只能能施工至设计计预先规定的的楼层；8）待基础地地板达到设计计强度后，继继续施工上部部结构，并进进行地下室内内部其他构件件和隔墙等结结构工程施工工。9）地面以上上及地面以下下水电安装工工程同时进行行。3.1逆做法施工流流程：第三章逆作法施工3.2逆作法分项施施工技术：1)立柱桩的施工工技术(钢格构立柱、、钢管立柱)A)施工精度要求求垂直度L/300～L/600水平定位±10mm标高±10mmB)控制方法机械调垂法气蘘调垂法机械调垂法第三章逆作法施工气囊调垂法第三章逆作法施工钢格构立柱、、钢管立柱第三章逆作法施工第三章逆作法施工3.2逆作法分项施施工技术：2）差异沉降的的控制技术控制标准：10-20mm控制方法：设设定工况计算算+施工动态控制制第三章逆作法施工3.2逆作法分项施施工技术：3）取土、挖土土施工技术A)取土口平面布布置取土口平面布布置应分布均均匀，充分考考虑施工行车车路线，平均均每1000平米布置一个个取土口。取土口大小应应充分考虑施施工机械及材材料运输需要要，一般不小小于8×8米空间大小。。B)取土设备：目前国内挖土土一般在基坑坑内设置小型型挖机设备，，地面设置大大型取土设备备以解决挖土土施工作业。。目前地面取取土设备分为为以下几种类类型:取土架、长臂臂挖机、伸缩缩臂挖机。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、墙的节点点施工A）主要解决问问题主要解决钢筋筋穿过中间支支撑柱或与中中间支撑柱连连接，保证在在复合柱完成成后，节点质质量和内力分分布与设计计计算简图一致致。B）节点构造该节点构造主主要取决于中中间支撑柱的的结构形式。。有双梁、宽扁扁梁等。第三章逆作法施工3.2逆作法分项施施工技术：钻孔钢筋连接接法第三章逆作法施工传力钢板法第三章逆作法施工剪力栓法第三章逆作法施工综合法第三章逆作法施工5）逆作阶段地地下室的通风风、照明措施施A)逆作施工阶段段，利用地下下室结构永久久性预埋管线线，穿设施工工照明用电管管线，布置临临时照明用电电，平均100平米设置一个个照明用电。。B）通风、利用用出土口设置置鼓风机、有有条件的工地地可设置排风风机等设备，，让空气流通通。第三章逆作法施工3.2逆作法分项施施工技术：第三章逆作法施工第三章逆作法施工第四章逆作法实例4.1上海地区逆作作法工程：实施逆作法施施工的工程---地铁一号线陕陕西南路站1993年承建的陕西西路南站，基基坑面积9000平方米，地下下二层，采用用直径900的钢管打入桩桩，作一柱一一桩。地下连连续墙二墙合合一，采用逆逆作法施工确确保准海商业业街的提前通通车。第一个完成房房屋建筑逆作作法施工的工工程---恒积大厦1994年10月承建的恒积积大厦，基坑坑面积3600平方米，地下下四层，采用用直径900的钻孔灌注桩桩，作一柱一一桩。地下连连续墙二墙合合一，采用逆逆作法施工确确保工程用一一年的时间完完成从打桩到到地上5层的施工，专专业逆作法取取土架在本工工程首次开发发使用。第四章逆作法实例第一个采用一一柱一桩的工工程---上海机场城市市航站楼1998年承建的上海海机场城市航航站楼，基坑坑面积3600平方米，地下下二层，首次次采用钢管混混凝土与直径径900的钻孔灌注桩桩结合，作一一柱一桩。工工程中为确保保一柱一桩垂垂直度，首次次开发使用气气囊法纠偏技技术，从而提提高了逆作法法关键节点质质量。第四章逆作法实例第四章逆作法实例到目前为止，，上海市采用用逆作法施工工的工程有几几十项之多，，如：上海特特种基础工程程研究所办公公楼、长峰商商城、廖创兴兴大厦、明天天广场、由由由大厦二期、、世茂滨江花花园、上海铁铁路南站、万万达商业广场场等。且目前逆做法法施工工艺已已经有了更新新的发展方向向，如：上海海联谊大厦、、采用逆做法法施工，地下下5层、上部23层，在地下室室底板施工完完成时，上部部结构同步完完成15层。M7常熟路地铁车车站及肇嘉浜浜路地铁车站站，采用的盖盖挖法施工工工艺也是逆做做法的一种发发展方向，施施工期间还路路于民，施工工不扰民，取取得了良好的的社会效益。。第四章逆作法实例4.2长峰商城施工工案例：1、工程简介长峰商城位于于长宁区地铁铁2号线中山公园园站即长宁路路、汇川路、、凯旋路合围围处。主体结结构为一幢10层裙楼和60层主楼组成。。其中主楼高高度238米;总建筑面积310000m2。裙楼采用框框架结构,主楼采用核心心筒体结构，，38层以下采用Φ550X16、Φ500X12、Φ400X12圆钢管型劲性性柱结构，基基础形式均采采用筏式基础础。2、工程难特点点1)本工程地下室室外墙（地下下连续墙）离离地铁二号线线中山公园地地下车站净距距仅3米，逆作施工工时必须采取取万无一失的的、可靠的、、切实可行的的施工方案来来确保地铁的的安全，这是是重点之重点点。2)本工程大底板板共48000方混凝土，如如何顺利完成成大面积、大大方量的混凝凝土浇捣，对对本工程至关关重要。3)地质条件较复复杂,整个基地有二二种不同地质质条件，分古古河道区与正正常地质区。。主楼开挖深深度在24米，复杂多变变的地质条件件，对基坑设设计的分区考考虑、承压水水问题的处理理及挖土施工工的方法却增增加了难度。。第四章逆作法实例4.2长峰商城施工工案例：5)本工程中逆作作法立柱采用用了一柱一桩桩的形式，其其垂直度控制制是整个地下下工程施工的的关键。6)逆作法地下部部分施工时，，一柱一桩与与地下墙的不不均匀沉降控控制也是本工工程实施过程程关键技术之之一。7)工程临近建筑筑物地铁地下下管线及周围围环境较复杂杂，因此加强强周边环境的的观察，实施施信息化施工工，与挖土时时的“时空效效应”紧密相相结合，最大大限度地减小小基坑的变形形。4)工程利用裙房房的逆作楼板板作为主楼顺顺作的支撑点点，主楼的顺顺作支撑利用用永久结构板板带，施工节节点处理复杂杂，使得基坑坑具有一定的的难度。第四章逆作法实例4.2长峰商城施工工案例：3、关键施工技技术措施1)一柱一桩施工工6)承压水设计4)逆作法吊模设设计2)水平垂直结构构节点设计5)逆作取土综合合设计3)主楼顺逆作转转换第四章逆作法实例4.2长峰商城施工工案例：第四章逆作法实例本工程，桩采采用ø850的钻孔灌注桩桩，桩长72.5米，工程桩身身混凝土设计计强度等级为为水下C35，总桩数1132根，Φ550钢管柱共229根，管内浇筑筑C60砼，设计要求求成孔垂直度度偏差要求小小于1/400，格构柱垂直直度偏差要求求小于1/300。3、关键施工技技术措施(一柱一桩施工工)4.2长峰商城施工工案例：1132根桩全部施工工完成通过纠正架智智能调垂方案案的实施，支支撑柱的垂直直度均满足1/400的设计要求。。长峰商城竖向向逆作柱大多多采用钢管混混凝土作为柱柱体，柱体插插入的钻孔灌灌注桩作为承承载体，采用用工厂化预制制的钢管及现现场制作的砼砼双梁；水平平梁板与地墙墙采用预埋双双排筋及底板板接驳器，增增加地墙周边边梁等方法的的有效结合来来解决水平与与垂直方向力力的传递，使使结构节点变变得简单、实实用、有效。。第四章逆作法实例3、关键施工技技术措施(水平、垂直结结构节点设计计)4.2长峰商城施工工案例：3、关键施工技技术措施(水平、垂直结结构节点设计计)4.2长峰商城施工工案例：第四章逆作法实例立柱双梁中间支撑柱双梁通过采用工厂厂预制钢管及及双梁等一系系列的节点措措施，从而解解决了逆作法法施工中一些些难题，满足足节点受力，，降低了施工工成本，达到到与目前“逆逆作法”施工工工艺相配套套的技术。3、关键施工技技术措施(水平、垂直结结构节点设计计)4.2长峰商城施工工案例：第四章逆作法实例本工程基坑面面积大，且周周边环境复杂杂，如一次性性开挖施工，，就需要大量量支撑，工程程成本太高，，工期也将延延长，而且势势必会对周边边建筑、地铁铁产生不良影影响，现在采采用中心岛开开挖，群房逆逆作、主楼顺顺作，主楼部部位设置混凝凝土板带撑，，将大大节省省了支撑费用用，缩短了施施工周期，保保证了地铁线线路的正常营营运。3、关键施工技技术措施(主楼顺逆作转转换)4.2长峰商城施工工案例：第四章逆作法实例考虑基坑围护护稳定安全性性，在BO、B1、B2、B3采用结构次梁梁作为支撑的的板带支撑，，提高支撑的的安全可靠性性，利用主楼楼板板带作为为支撑，分别别在-0.07m、-5.30m、-10.47m、-13.70m位置设置4道混凝土板带带支撑。3、关键施工技技术措施(板带撑施工)4.2长峰商城施工工案例：第四章逆作法实例板带撑效果3、关键施工技技术措施(板带撑施工)4.2长峰商城施工工案例：第四章逆作法实例无排模板3、关键施工技技术措施(模板施工技术术)4.2长峰商城施工工案例：第四章逆作法实例第五章逆作法发展趋趋势展望目前国内的逆逆作法施工工工艺已经取得得了一定的成成绩，在今后后的发展过程程中，以期在在以下几方面面能取得进展展：1、一柱一桩的的施工工艺；；2、上下同步施施工工艺；3、上部结构施施工高度取得得突破。9、静夜夜四无无邻，，荒居居旧业业贫。。。12月月-2212月月-22Thursday,December29,202210、雨中黄黄叶树，，灯下白白头人。。。20:52:0020:52:0020:5212/29/20228:52:00PM11、以我独独沈久，，愧君相相见频。。。12月-2220:52:0020:52Dec-2229-Dec-2212、故人人江海海别，，几度度隔山山川。。。20:52:0020:52:0020:52Thursday,December29,202213、乍乍见见翻翻疑疑梦梦，，相相悲悲各各问问年年。。。。12月月-2212月月-2220:52:0020:52:00December29,202214、他他乡乡生生白白发发，，旧旧国国见见青青山山。。。。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、行动出出成果，，工作出出财富。。。2022/12/2920:52:0020:52:0029December202217、做前，，能够环环视四周周；做时时，你只只能或者者最好沿沿着以脚脚为起点点的射线线向前。。。8:52:00下午午8:52下午午20:52:0012月-229、没没有有失失败败，，只只有有暂暂时时停停止止成成功功！！。。12月月-2212月月-22Thursday,December29,202210、很多事情情努力了未未必有结果果，但是不不努力却什什么改变也也没有。。。20:52:0120:52:0120:5212/29/20228:52:01PM11、成功功就是是日复复一日日那一一点点点小小小努力力的积积累。。。12月月-2220:52:0120:52Dec-2229-Dec-2212、世间间成事事，不不求其其绝对对圆满满，留留一份份不足足，可可得无无限完完美。。。20:52:0120:52:0120:52Thursday,December29,202213、不知香积积寺，数里里入云峰。。。12月-2212月-2220: