逆作法施工原理技术

逆作法概念逆作法施工技术术的原理是将将高层建筑地地下结构自上上往下逐层施施工，即沿建建筑物地下室室四周施工连连续墙或密排排桩，作为地地下室外墙或或基坑的围护护结构，同时时在建筑物内内部有关位置置，施工楼层层中间支撑桩桩，从而组成成逆作的竖向向承重体系，随随之从上向下下挖一层土方方，一同土模模浇筑一层地地下室梁板结结构，当达到到一定强度后后，即可作为为围护结构的的内水平支撑撑，以满足继继续往下施工工的安全要求求。与此同时时，由于地下下室顶面结构构的完成，也也为上部结构构施工创造了了条件，所以以也可以同时时逐层向上进进行地上结构构的施工。描述据统计，我国建建成的高层建建筑累计已超超过1.3亿亿平方米,高高度超过1000m的超高高层建筑已超超过222幢幢。高层建筑筑最深的地下下室基坑为66层，深度--26.2mm。国外已达达13层。深深基坑支护方方法很多，而而且有的方法法尚在不断发发展之中，每每一种基坑支支护都有各自自的适用条件件和一定的局局限性。所以以，对施工方方案的选择应应慎之又慎，否否则一旦出现现深基坑支护护倒塌事故，不不仅给工程造造成重大经济济损失，还对对周围环境造造成不良影响响。逆作法就就是一项近几几年发展起来来新兴的基坑坑支护技术。它它是施工高层层建筑多层地地下室和其他他多层地下结结构的有效方方法。在国外外如美、日、德德、法等国家家，已广泛应应用，收到较较好的效果。例例如：日本的的读卖新闻社社大楼，地上上9层、地下下6层。采用用逆作法施工工，总工期只只用22个月月，与日本采采用传统施工工方法施工的的类似工程相相比，缩短工工期6个月。又又如美国芝加加哥水塔广场场大厦，755层、高2003m，4层层地下室，用用18m深地地下连续墙和和144根大大直径灌注桩桩作为中间支支承柱，用逆逆作法进行施施工，当该工工程地下室结结构全部完成成时，主楼上上部结构已施施工至32层层。虽然逆作法的施施工工艺和相相关理论都取取得一定成果果，应用也有有一定的普及及，但仍作为为一种特殊施施工方法应用用，主要用于于对工程有特特殊要求，或或用传统方法法施工满足不不了要求而又又十分不经济济的情况下。分类全逆作法当逆作地下结构构的同时还进进行地上结构构的施工，则则称为全逆作作法。半逆作法当仅逆作地下结结构而并不同同步施工地上上结构时，则则称为半逆作作法。部分逆作法部分结构采用顺顺作法，部分分采用逆作法法的地下施工工方法。分层逆作法此方法主要是针针对四周围护护结构，是采采用分层逆作作，不是先一一次整体施工工完成。分层层逆作四周的的围护结构是是采用土钉墙墙。工艺特点（1）可使建筑筑物上部结构构的施工和地地下基础结构构施工平行立立体作业，在在建筑规模大大、上下层层次多时，大大约可节省工工时1/3。（2）受力良好好合理，围护护结构变形量量小，因而对对邻近建筑的的影响亦小。（3）施工可少少受风雨影响响，且土方开开挖可较少或或基本不占总总工期。（4）最大限度度利用地下空空间，扩大地地下室建筑面面积。（5）一层结构构平面可作为为工作平台，不不必另外架设设开挖工作平平台与内撑，这这样大幅度削削减了支撑和和工作平台等等大型临时设设施，减少了了施工费用。（6）由于开挖挖和施工的交交错进行，逆逆作结构的自自身荷载由立立柱直接承担担并传递至地地基，减少了了大开挖时卸卸载对持力层层的影响，降降低了基坑内内地基回弹量量。（7）逆作法存存在的不足，如如逆作法支撑撑位置受地下下室层高的限限制，无法调调整高度，如如遇较大层高高的地下室，有有时需另设临临时水平支撑撑或加大围护护墙的断面及及配筋。由由于挖土是在在顶部封闭状状态下进行，基基坑中还分布布有一定数量量的中间支承承柱和降水用用井点管，尚尚缺乏小型、灵灵活、高效的的小型挖土机机械,使挖土土的难度增大大。但这些技技术问题相信信很快会得到到解决。经济效益采用逆作法，一一般地下室外外墙与基坑围围护墙采用两两墙合一的形形式，一方面面省去了单独独设立的围护护墙，另一方方面可在工程程用地范围内内最大限度扩扩大地下室面面积，增加有有效使用面积积。此外，围围护墙的支撑撑体系由地下下室楼盖结构构代替，省去去大量支撑费费用。而且楼楼盖结构即支支撑体系，还还可以解决特特殊平面形状状建筑或局部部楼盖缺失所所带来的布置置支撑的困难难，并使受力力更加合理。由由于上述原因因，再加上总总工期的缩短短，因而在软软土地区对于于具有多层地地下室的高层层建筑，采用用逆作法施工工具有明显的的经济效益。一一般可节省地地下结构总造造价的25%%~35%。环境效益噪音方面由于逆作法在施施工地下室时时是采用先表表层楼面整体体浇筑，再向向下挖土施工工，故其在施施工中的噪音音因表层楼面面的阻隔而大大大降低，从从而避免了因因夜间施工噪噪音问题而延延误工期。扬尘方面通常的地基处理理采取开敞开开挖手段，产产生了大量的的建筑灰尘，从从而影响了城城市的形象；；采用逆作法法施工，由于于其施工作业业在封闭的地地表下，可以以最大限度的的减少扬尘。社会效益交通方面由于逆作法的采采取表层支撑撑，底部施工工的作业方法法，故在城市市交通土建中中大有用武之之地，它可以以在地面道路路继续通车的的情况下，进进行道路地下下作业，从而而避免了因堵堵车绕道而产产生的损失。逆作法+0.00层平平板结构先完完成，可以利利用结构本身身作内支撑。由由于结构本身身的侧向刚度度是无限大的的，且压缩变变形值相对围围护桩的变形形要求来讲几几乎等于零。因因此，可以从从根本上解决决支护桩的侧侧向变形，从从而使周围环环境不至出现现因变形值过过大而导致路路面沉陷、基基础下沉等问问题，保证了了周围建筑物物的安全。施工地下连续墙与土土体之间粘结结力和摩擦力力不仅可利用用来承受垂直直荷载，而且且还可充分利利用它承受水水平风力和地地震作用所产产生建筑物底底部巨大水平平剪力和倾覆覆力矩，从而而大大提高了了抗震效应。我我国是个地震震多发区，对对地震的防治治是必不可少少的，从建筑筑业角度来说说，采用适宜宜的施工工艺艺便可将地震震带来的危害害降低到最小小，逆作法施施工便具有这这样的优点，所所以在深基坑坑支护中大量量运用逆作法法具有广泛的的社会效益。应用推广应用逆作法法，能够提高高地下工程的安安全性，可以以大大节约工工程造价，缩缩短施工工期期，防止周围围地基出现下下沉，是一种种很有发展前前途和推广价价值的深基坑坑支护技术，在在辽宁、上海海、广州这类类地区应用逆逆作法施工高高层建筑深基基坑较多。较较典型的有上上海特种基础础工程研究所所办公楼，位位于上海西南南角徐家汇天天钥桥路。该该建筑物地下下2层，地上上5层，底板板埋置深度为为-7.300m。为了探探索基础结构构与上部结构构同时施工，以以期缩短施工工总工期，大大楼采用了逆逆作法施工技技术并取得了了成功。又如如，由上海第第二建筑工程程公司施工的的恒积大厦工工程以逆作法法施工地下44层、地上222层，基坑坑深17m,,施工仅用了了5个月，整整个工期明显显加快，并减减少支撑费用用400万元元，周边管线线沉降仅为115mm,四四周道路及民民房位移均在在5mm以内内，取得了显显著的经济效效益和社会效效益。由此在在上海地区掀掀起了一股逆逆作法热，其其后相继有明明天广场、京京沙住业大厦厦等数十项工工程采用逆作作法施工。逆作法施工1逆作法施工工中的节点设设计和施工要要求逆作法施工的结结构节点设计计，需要满足足下列要求：：(1)要求既满满足结构永久久受荷状态下下的设计要求求，又要满足足施工状态下下的受荷要求求。即节点设设计既要符合合结构设计规规范的要求，又又要满足施工工工况受荷条条件下的受力力要求。(2)节点形式式和构造必须须在工艺上满满足现有的工工艺手段与施施工能力。即即设计的节点点是可行的、可可操作的，在在满足受力前前提下愈简单单愈好。(3)节点构造造必须满足抗抗渗防水要求求，不要因为为节点施工降降低了抗渗，造造成永久性的的渗漏。(4)不要影响响建筑物的使使用功能，如如不能占用过过大空间等。2支撑柱与梁梁板节点设计计与施工在逆作施工中，中中间支撑柱与与梁板节点的的设计与施工工，主要是解解决梁钢筋如如何穿过中间间支撑柱或与与中间支撑柱柱连接，保证证在复合柱完完成后，节点点质量和内力力分布与设计计计算简图一一致。该节点点的设计和施施工主要取决决于中间支撑撑柱的结构形形式。

当中间支撑柱柱采用钢格构构柱形式时，中中间支撑柱与与梁钢筋的连连接方法主要要有：在中间间支撑柱型钢钢上钻孔以穿穿过梁钢筋的的钻孔钢筋连连接法和在中中间支撑柱的的型钢翼缘处处焊接传力钢钢板以焊接连连接梁板受力力钢筋的传力力钢板法。前前者节点简单单、柱梁接头头混凝土浇筑筑质量好但是是在型钢上钻钻孔削弱了截截面，使承载载力降低。后后者可以解决决钻孔过多导导致梁钢筋无无法定位穿越越的问题，但但材料消耗大大，施工工艺艺复杂，传力力钢板下面的的焊缝施焊困困难,钢板下下面混凝土的的浇筑质量难难以保证。

当中间支撑柱柱采用钢管混混凝土柱时，前前述两种方法法也可以采用用，多以后者者为主。采用用后者时形式式很多，常用用的有钢牛腿腿和接驳器两两种形式。前前者是在钢管管表面焊接钢钢牛腿，通过过钢牛腿连接接钢筋与钢管管，达到传递递弯距与剪力力的目的。后后者则是在钢钢管表面焊接接环型钢板，传传递结构剪力力。钢筋连接接接驳器直接接与钢管焊接接，传递结构构弯矩。

目前这二种方方法在实际逆逆作法施工中中存在很大的的缺陷。一是是现场焊接,,焊缝高,焊焊接融化会对对钢管柱受力力产生影响。二二是地下室配配筋量大，采采用的钢牛腿腿或接驳器量量大，现场焊焊接条件又较较差，会影响响工程工期、质质量与成本。三三是大量焊接接废气的产生生会影响作业业环境。所以以针对钢管混混凝土中间支支撑柱与梁的的连接节点，通通过双梁节点点的设计使节节点处理工厂厂化，达到简简化梁板结构构与钢管砼柱柱连接节点的的目的，从而而产生一种新新型单柱双梁梁钢管混凝土土组合结构节节点。由由国际广场工工程占地面积积三万余平方方米，地下两两层，挖深最最深达17mm左右，基坑坑平面呈不规规则的多边形形。工程采用用裙楼逆作、主主楼顺作的半半逆作法进行行施工，围护护体系为钻孔孔灌注桩挡土土结合深层搅搅拌桩止水的的复合围护形形式，逆作施施工时的竖向向荷载由一柱柱一桩形式布布置的4500×450mmm钢格构立立柱承担。其其中间支撑格格构柱与框架架梁的相交节节点处理采用用钻孔钢筋连连接法，见图图图1由由国际际广场中间支支撑住与梁的的相交节点图图由于逆作施工水水平结构梁板板时，框架梁梁的钢筋将穿穿越工程中处处于未来框架架柱位置的钢钢格构立柱。同同时，由于逆逆作法利用水水平梁板代支支撑的原因，逆逆作区域的框框架梁配筋也也往往较正常常使用区域的的框架梁大许许多，梁钢筋筋在直径加大大的同时布置置得也更加密密集。针对该该情况，采用用了如下的节节点处理原则则：①框架梁钢筋必必须按设计要要求通长布置置或锚入支座座,严禁在钢钢格构柱处直直接切断。②尽量让框架梁梁钢筋从格构构柱侧面绕过过格构柱,在在相交节点处处可适当对框框架梁作加腋腋处理。③当框架梁钢筋筋因太密集而而不能直接绕绕过格构柱时时,可与设计计协商,在作作适当的补强强加固措施后后,对格构柱柱角钢作开孔孔处理供钢筋筋穿过。

兴业大厦工程程位于黄浦区区183#地地块，占地面面积78566.8m2，主主楼部分十九九层，高度为为82.5mm，地下三层层，埋深144.00m。地地上部分总建建筑面积555783m22，地下部分分总建筑面积积188899m2。主体体结构为钢筋筋砼框架剪力力墙体系，大大楼地下部分分采用全逆作作法施工，柱柱为钢管砼柱柱，底板浇筑筑前为一柱一一桩。围护采采用地下连续续墙(兼作地地下室外墙即即二墙合一))。逆作法阶阶段结构受力力为支承桩，主主要是指一柱柱(上部φ6609钢管砼砼柱)一桩((下部φ9000钻孔灌注注桩)，共772根。对于于钢管柱与梁梁的节点部位位的处理为：：钢管柱节点点处通过钢牛牛腿连接钢筋筋。由一个“II”字型牛腿腿改为上下二二个“T”字字型牛腿。88根梁钢筋焊焊接在钢牛腿腿上,其余从从钢管周围穿穿过，见图图2兴业大厦厦中间支撑柱柱与梁的相交交节点长峰商城位于长长宁区地铁22号线中山公公园站即长宁宁路、汇川路路、凯旋路合合围处。主体体结构为一幢幢10层裙楼楼和60层((框-剪结构构)主楼组成成。地下四层层单层面积222000mm2，最大开开挖深度达224m，且周周边紧邻地铁铁2号线(最最近处距离仅仅1.9m))和明珠轻轨轨线。裙楼采采用框架结构构，主楼采用用核心筒体结结构，38层层以下采用ΥΥ550×116、Υ5000×12、ΥΥ400×112圆钢管型型劲性柱结构构，基础形式式均采用筏式式基础。长峰峰商城基坑深深度分别为主主楼19.555m(40000mm厚厚底板处)、220.55mm(50000mm厚底板板处)、211.80m((6250mm厚底板处))；裙楼为118.75mm、局部电梯梯井为20..95m。采采用钻孔灌注注桩桩径8550mm、桩桩深72.550m。地下下室外墙采用用800mmm(非地铁侧侧)和10000mm(地地铁侧)厚两两墙合一的地地下连续墙作作为围护挡土土墙，裙楼利利用结构梁板板、主楼利用用结构次梁作作为水平支撑撑，利用Υ5550×166的钢管和4475×4775格构柱的的一柱一桩作作为逆作竖向向承重体系。该该工程采用裙裙楼逆作、主主楼顺作,待待地下室施工工完毕后开始始上部结构的的施工,主楼楼采取的是以以结构次梁为为支撑的板带带撑支撑形式式。该工程即即采用了单柱柱双梁钢管砼砼组合结构的的中间支撑柱柱与梁的结合合节点,其具具体做法为::(1)抗剪设计计：抗剪设计计主要是在钢钢管柱上焊接接2Υ22抗抗剪筋。在加加工钢管柱阶阶段,按照结结构梁柱节点点标高，工厂厂焊接剪力环环筋及锚固筋筋。锚固筋先先直焊，二头头点焊，等施施工时弯折990°，满足足钢管柱成孔孔工艺要求。详详见图图3长峰商城城中间支撑柱柱与梁的相交交节点图(2)抗弯矩设设计：抗弯矩矩设计主要是是将结构单梁梁设计成双梁梁。将原来设设计600＊＊800的梁梁改成二根3300＊7550的梁，紧紧靠Υ5500钢管侧边通通过，保证梁梁负弯矩钢筋筋在节点处贯贯通。在钢管管工厂加工阶阶段已完成焊焊接的锚固筋筋弯折90锚锚入梁内，加加强梁与钢管管的连接强度度。该工艺操操作方便、安安全可靠，节节点质量易于于受控，一般般工人稍加培培训即可完成成操作，并可可提高操作环环境安全度、降降低成本、加加快施工进度度。3地墙与梁板板节点的设计计与施工地下室楼盖是地地下连续墙的的可靠支撑，结结构设计中楼楼盖梁与地下下连续墙多按按固结考虑，因因此该节点可可靠性十分重重要，必须设设法确保梁端端受力钢筋的的锚固或连接接、梁断面的的抗弯和抗剪剪强度等设计计要求。地墙墙与梁板的连连接节点形式式通常有预埋埋连接钢筋法法、预埋连接接钢板法、齿齿形连接接头头法、锥螺纹纹钢筋连接接接头法等几种种。即：分别别在施工地墙墙时预埋连接接钢筋并加以以弯折、预埋埋与墙内受力力钢筋焊接的的钢板、固定定带剪力槽的的钢板和预埋埋连接钢筋以以及在地下连连续墙内侧面面处设锥螺纹纹钢筋连接接接头，然后在在施工楼盖梁梁板时将梁板板内受力钢筋筋与这些预埋埋件连接。预埋连接钢筋法法构造简单、施施工方便但对对直径较大的的钢筋扳直困困难且如果扳扳出的连接钢钢筋不直，会会使连接困难难并产生初始始应力。预埋埋连接钢板法法施工方便、接接头受力性能能较好但对电电焊质量要求求高、现场焊焊接量大、施施工进度慢。齿齿形连接接头头法接头抗剪剪性能、抗弯弯性能良好但但预埋要求高高、施工难度度大、现场焊焊接工作量较较大。锥螺纹纹钢筋连接接接头法施工速速度快、施工工简便且不受受气候影响但但定位要求较较高、需采取取固定措施。在长峰商城工程程中，地下BB1、B2、BB3层采用3300×8000的周边梁梁与地墙连接接，地墙预留留Υ12@2200双排筋筋，待梁板施施工时候剥出出钢筋，弯起起焊接成边梁梁封闭箍筋,,具体详见图图图4长峰商城城地墙与梁板板节点图兴业大厦工程中中，地墙与地地下结构梁板板的连接也是是采用这种方方法：地下连连续墙两墙合合一，在内侧侧500mmm处砌筑2440厚内衬墙墙，内设排水水沟。地下室室连续墙在每每层标高部位位预埋圆钢，施施工此层楼板板时，将圆钢钢弯直，四周周设置一道圈圈梁，楼层梁梁板通过圈梁梁与连续墙连连接,详见图图图5兴业大厦厦地墙与梁板板节点图由由广场工程中中，在框架梁梁边跨处设计计了一道围护护边梁，围护护边梁与外墙墙之间尚有22m～4m的的距离。逆作作施工阶段，围围护边梁通过过H400型型钢支撑与各各道围檩相连连接以传递水水平支撑力，相相应的框架梁梁则在围护边边梁处预留通通长插筋。逆逆作施工结束束并转向顺作作后，首先在在H400型型钢支撑上焊焊接止水钢板板，以保证地地下水在基