上海软土地基逆作法施工技术

上海软土地基逆作法施工技术介绍

二OO八年十一月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：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。我国对逆作法研究和施工运用较迟，虽然在八十年代上海市基础公司曾搞过一个试验性工程，但由于在信息化施工等方面的技术条件不具备，所以没有在更大的工程上推广。九十年代初，上海地铁一号线工程在淮海路上同时有三个地铁车站开工。1.2逆作法发展历史及现状：第一章绪论

当时施工进度要求很急，市里明确规定:作为繁华商业区的淮海路交通中断不能超过十个月。为此，在16m多深的地铁车站多层地下室施工中，采用了一明二暗的半逆作法施工方法，即车站顶板先施工，再进行下部各层板和基础底板的施工，这一方法大大缩短了淮海路交通中断的时间，也为逆作法施工工程的进一步开展积累了经验171。到九十年代中期，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1.4逆作法分类：明天广场城市规划展示馆恒积大厦全逆作施工工程城市航站楼第一章绪论1.4逆作法分类：兴业银行大厦半逆作施工工程长峰商城廖创兴大厦兴业银行大厦第一章绪论1.4逆作法分类：顺作逆作混合施工法工程河南路地铁站陕西南路地铁站第一章绪论优点：1）可使建筑物上部结构的施工和地下基础结构施工平行立体作业，在建筑规模大、上下层次多时，大约可节省工时1/3。2）受力良好合理，围护结构变形量小，因而对邻近建筑的影响亦小。3）施工可少受风雨影响，且土方开挖可较少或基本不占总工期。4）最大限度利用地下空间，扩大地下室建筑面积。5）一层结构平面可作为工作平台，不必另外架设开挖工作平台与内撑，这样大幅度削减了支撑和工作平台等大型临时设施，减少了施工费用。6）逆作结构的自身荷载由立柱直接承担并传递至地基，减少了大开挖时卸载对持力层的影响，降低了基坑内地基回弹量。缺点：1）支撑位置受地下室层高的限制，无法调整高度，如遇较大层高的地下室，有时需另设临时水平支撑或加大围护墙的断面及配筋。2）挖土作业空间狭小，不利于规模机械化施工、土方施工困难3）结构接头处理多4）对围护结构施工精度要求高1.5逆作法优缺点：第二章逆作法设计由于逆作法可以使地下主体结构设计更加趋于合理，因此，采用地下主体结构逆作法施工的结构要求设计和施工紧密结合，这样才能保证结构设计的合理，也是逆作法工程成败的关键。2.1设计与施工紧密结合的原则：总体设计主要包括两个方面：1）逆作法流程设计：即逆作法施工的时间顺序和空间顺序；2）逆作法的结构整体分析：根据逆作法的施工流程，分析结构在不同施工阶段的受力及变形机理，进行总体概念设计。2.2逆作法的总体设计：第二章逆作法设计由于逆作法可以使地下主体结构设计更加趋于合理，因此，采用地下主体结构逆作法施工的结构要求设计和施工紧密结合，这样才能保证结构设计的合理，也是逆作法工程成败的关键。2.1设计与施工紧密结合的原则：总体设计主要包括两个方面：1）逆作法流程设计：即逆作法施工的时间顺序和空间顺序；2）逆作法的结构整体分析：根据逆作法的施工流程，分析结构在不同施工阶段的受力及变形机理，进行总体概念设计。2.2逆作法的总体设计：第二章逆作法设计由于逆作法可以使地下主体结构设计更加趋于合理，因此，采用地下主体结构逆作法施工的结构要求设计和施工紧密结合，这样才能保证结构设计的合理，也是逆作法工程成败的关键。2.1设计与施工紧密结合的原则：总体设计主要包括两个方面：1）逆作法流程设计：即逆作法施工的时间顺序和空间顺序；流程设计时应考虑以下几方面：工程的具体条件和要求、主体结构形式、施工的可操作性。2）逆作法的结构整体分析：根据逆作法的施工流程，分析结构在不同施工阶段的受力及变形机理，进行总体概念设计。逆作法是一个分步的施工过程，结构的主要受力构件兼有临时结构和永久结构的双重功能，其结构形式、刚度、支承条件和荷载情况随开挖过程不断变化，2.2逆作法的总体设计：第二章逆作法设计1）出土口、进料口；2）

“一柱一桩”的定位；3）模板体系；2.3逆做法设计时应考虑以下施工问题：当采用地下连续墙与主体地下结构外墙相结合时，其设计方法因地下连续墙布置方式（即与主题结构的结合方式）不同而有差别。地下连续墙作为主体结构的布置方式主要有四种：单一墙、分离墙、重合墙和复合墙。把地下连续墙既作为围护结构又作为主体结构来设计时，即两墙合一的设计，应验算三种应力状态：（1）在施工阶段由作用在地下连续墙上的土压力、水压力产生的应力；（2）主体结构竣工后，作用在墙体上的土压力以及作用在主体结构上垂直、水平荷载产生的的应力；（3）主体结构建成若干年后，水土压力已从施工阶段恢复到稳定的状态。2.4地下连续墙作为主体结构的布置方式：第二章逆作法设计利用地下结构的梁板等内部水平构件兼作基坑支撑、围檩时，结构水平构件除应满足地下结构使用期设计要求外，尚应进行各种施工工况条件的内力、变形等计算。结构体系可采用：1）梁板体系2）无梁楼盖结构接头设计：1）刚性接头2）铰接接头3）不完全刚接2.5水平构件结合的设计：2.6竖向构件结合的设计竖向构件的结合即地下结构的竖向承重构件（立柱及柱下桩）作为逆作法施工过程中结构水平构件的竖向支承构件。在逆作法施工期间，与地下连续墙一起承受地下自重和地上施工荷载；其承受的最大荷载，是地下结构已修筑完成加上地面施工荷载总和。逆作法中结构水平构件的竖向支承立柱和立柱桩可采用临时立柱与主体结构工程桩相结合的立柱桩（一柱多桩）或与主体地下结构柱及工程桩相结合的立柱和立柱桩（一柱一桩）。当采用临时立柱时，可在地下室结构施工完成后，拆除临时立柱，完成主体结构柱的托换。由由国际广场基坑支撑平面布置图第二章逆作法设计第三章逆作法施工1）完成地下连续墙、支承立柱、立柱桩、工程桩以及地基加固施工；2）基坑降水3）开挖地面至第一层土方至地下一层标高，采用盆式开挖保留墙边土体；4）支模浇筑地下室顶板结构；5）待顶班的结构达到设计强度后，挖除边坡土体，浇筑地下一层结构楼板及与顶板之间的竖构件，同时交错进行顶板以上结构楼层的施工。6）暗挖地下二层土方，浇筑地下二层结构中板及与地下一层之间的竖向构件，同时交错进行地上结构楼层的施工；7）继续开挖土方，直至挖到坑底，并浇筑基础底板及其竖向构件，在基础底板完成之前，上部结构只能施工至设计预先规定的楼层；8）待基础地板达到设计强度后，继续施工上部结构，并进行地下室内部其他构件和隔墙等结构工程施工。9）地面以上及地面以下水电安装工程同时进行。

3.1逆做法施工流程：第三三章逆作三法施三工3.三2逆作三法分三项施三工技三术：1)立柱三桩的三施工三技术(钢格三构立三柱、三钢管三立柱)A)施工三精度三要求垂直三度L/三30三0～L/三60三0水平三定位±1三0m三m标高±1三0m三mB)控制三方法机械三调垂三法气蘘三调垂三法机械三调垂三法第三三章逆作三法施三工气囊三调垂三法第三三章逆作三法施三工钢格三构立三柱、三钢管三立柱第三三章逆作三法施三工第三三章逆作三法施三工3.三2逆作三法分三项施三工技三术：2）差三异沉三降的三控制三技术控制三标准三：10三-2三0m三m控制三方法三：设三定工三况计三算+施工三动态三控制第三三章逆作三法施三工3.三2逆作三法分三项施三工技三术：3）取三土、三挖土三施工三技术A)取土三口平三面布三置取土三口平三面布三置应三分布三均匀三，充三分考三虑施三工行三车路三线，三平均三每10三00平米三布置三一个三取土三口。取土三口大三小应三充分三考虑三施工三机械三及材三料运三输需三要，三一般三不小三于8×三8米空三间大三小。B)取土三设备三：目前三国内三挖土三一般三在基三坑内三设置三小型三挖机三设备三，地三面设三置大三型取三土设三备以三解决三挖土三施工三作业三。目三前地三面取三土设三备分三为以三下几三种类三型:取土三架、三长臂三挖机三、伸三缩臂三挖机三。第三三章逆作三法施三工大型三取土三架第三三章逆作三法施三工第三三章逆作三法施三工第三三章逆作三法施三工4）柱三、梁三、板三、墙三的节三点施三工A）主三要解三决问三题主要三解决三钢筋三穿过三中间三支撑三柱或三与中三间支三撑柱三连接三，保三证在三复合三柱完三成后三，节三点质三量和三内力三分布三与设三计计三算简三图一三致。B）节三点构三造该节三点构三造主三要取三决于三中间三支撑三柱的三结构三形式三。有双三梁、三宽扁三梁等三。第三三章逆作三法施三工3.三2逆作三法分三项施三工技三术：钻孔三钢筋三连接三法第三三章逆作三法施三工传力三钢板三法第三三章逆作三法施三工剪力三栓法第三三章逆作三法施三工综合三法第三三章逆作三法施三工5）逆三作阶三段地三下室三的通三风、三照明三措施A)逆作三施工三阶段三，利三用地三下室三结构三永久三性预三埋管三线，三穿设三施工三照明三用电三管线三，布三置临三时照三明用三电，三平均10三0平米三设置三一个三照明三用电三。B）通三风、三利用三出土三口设三置鼓三风机三、有三条件三的工三地可三设置三排风三机等三设备三，让三空气三流通三。第三三章逆作三法施三工3.三2逆作三法分三项施三工技三术：第三三章逆作三法施三工第三三章逆作三法施三工第四三章逆作三法实三例4.三1上海三地区三逆作三法工三程：实施三逆作三法施三工的三工程--三-地铁三一号三线陕三西南三路站19三93年承三建的三陕西三路南三站，三基坑三面积90三00平方三米，三地下三二层三，采三用直三径90三0的钢三管打三入桩三，作三一柱三一桩三。地三下连三续墙三二墙三合一三，采三用逆三作法三施工三确保三准海三商业三街的三提前三通车三。第一三个完三成房三屋建三筑逆三作法三施工三的工三程--三-恒积三大厦19三94年10月承三建的三恒积三大厦三，基三坑面三积36三00平方三米，三地下三四层三，采三用直三径90三0的钻三孔灌三注桩三，作三一柱三一桩三。地三下连三续墙三二墙三合一三，采三用逆三作法三施工三确保三工程三用一三年的三时间三完成三从打三桩到三地上5层的三施工三，专三业逆三作法三取土三架在三本工三程首三次开三发使三用。第四三章逆作三法实三例第一三个采三用一三柱一三桩的三工程--三-上海三机场三城市三航站三楼19三98年承三建的三上海三机场三城市三航站三楼，三基坑三面积36三00平方三米，三地下三二层三，首三次采三用钢三管混三凝土三与直三径90三0的钻三孔灌三注桩三结合三，作三一柱三一桩三。工三程中三为确三保一三柱一三桩垂三直度三，首三次开三发使三用气三囊法三纠偏三技术三，从三而提三高了三逆作三法关三键节三点质三量。第四三章逆作三法实三例第四三章逆作三法实三例到目三前为三止，三上海三市采三用逆三作法三施工三的工三程有三几十三项之三多，三如：三上海三特种三基础三工程三研究三所办三公楼三、长三峰商三城、三廖创三兴大三厦、三明天三广场三、由三由大三厦二三期、三世茂三滨江三花园三、上三海铁三路南三站、三万达三商业三广场三等。且目三前逆三做法三施工三工艺三已经三有了三更新三的发三展方三向，三如：三目前三正在三施工三的上三海联三谊大三厦、三采用三逆做三法施三工，三地下5层、三上部23层，三计划三在地三下室三底板三施工三完成三时，三上部三结构三同步三完成15层。目前三正在三施工三的M7常熟三路地三铁车三站及三肇嘉三浜路三地铁三车站三，采三用的三盖挖三法施三工工三艺也三是逆三做法三的一三种发三展方三向，三施工三期间三还路三于民三，施三工不三扰民三，取三得了三良好三的社三会效三益。第四三章逆作三法实三例4.三2长峰三商城三施工三案例：1、工三程简三介长峰三商城三位于三长宁三区地三铁2号线三中山三公园三站即三长宁三路、三汇川三路、三凯旋三路合三围处三。主三体结三构为三一幢10层裙三楼和60层主三楼组三成。三其中三主楼三高度23三8米;总建三筑面三积31三00三00三m2。裙楼三采用三框架三结构,主楼三采用三核心三筒体三结构三，38层以三下采三用Φ5三50三X1三6、Φ5三00三X1三2、Φ4三00三X1三2圆钢三管型三劲性三柱结三构，三基础三形式三均采三用筏三式基三础。2、工三程难三特点1)本工三程地三下室三外墙三（地三下连三续墙三）离三地铁三二号三线中三山公三园地三下车三站净三距仅3米，三逆作三施工三时必三须采三取万三无一三失的三、可三靠的三、切三实可三行的三施工三方案三来确三保地三铁的三安全三，这三是重三点之三重点三。2)本工三程大三底板三共48三00三0方混三凝土三，如三何顺三利完三成大三面积三、大三方量三的混三凝土三浇捣三，对三本工三程至三关重三要。3)地质三条件三较复三杂,整个三基地三有二三种不三同地三质条三件，三分古三河道三区与三正常三地质三区。三主楼三开挖三深度三在24米，三复杂三多变三的地三质条三件，三对基三坑设三计的三分区三考虑三、承三压水三问题三的处三理及三挖土三施工三的方三法却三增加三了难三度。第四三章逆作三法实三例4.三2长峰三商城三施工三案例：5)本工三程中三逆作三法立三柱采三用了三一柱三一桩三的形三式，三其垂三直度三控制三是整三个地三下工三程施三工的三关键三。6)逆作三法地三下部三分施三工时三，一三柱一三桩与三地下三墙的三不均三匀沉三降控三制也三是本三工程三实施三过程三关键三技术三之一三。7)工程三临近三建筑三物地三铁地三下管三线及三周围三环境三较复三杂，三因此三加强三周边三环境三的观三察，三实施三信息三化施三工，三与挖三土时三的“三时空三效应三”紧三密相三结合三，最三大限三度地三减小三基坑三的变三形。4)工程三利用三裙房三的逆三作楼三板作三为主三楼顺三作的三支撑三点，三主楼三的顺三作支三撑利三用永三久结三构板三带，三施工三节点三处理三复杂三，使三得基三坑具三有一三定的三难度三。第四三章逆作三法实三例4.三2长峰三商城三施工三案例：3、关三键施三工技三术措三施1)一柱三一桩三施工6三)承压三水设三计4三)逆作三法吊三模设三计2)水平三垂直三结构三节点三设计5)逆作三取土三综合三设计3)主楼三顺逆三作转三换第四三章逆作三法实三例4.三2长峰三商城三施工三案例：第四三章逆作三法实三例本工三程，三桩采三用ø8三50的钻三孔灌三注桩三，桩三长72三.5米，三工程三桩身三混凝三土设三计强三度等三级为三水下C3三5，总三桩数11三32根，Φ5三50钢管三柱共22三9根，三管内三浇筑C6三0砼，三设计三要求三成孔三垂直三度偏三差要三求小三于1/三40三0，格三构柱三垂直三度偏三差要三求小三于1/三30三0。3、关三键施三工技三术措三施(一柱三一桩三施工)4.三2长峰三商城三施工三案例：11三32根桩三全部三施工三完成通过三纠正三架智三能调三垂方三案的三实施三，支三撑柱三的垂三直度三均满三足1/三40三0的设三计要三求。长峰三商城三竖向三逆作三柱大三多采三用钢三管混三凝土三作为三柱体三，柱三体插三入的三钻孔三灌注三桩作三为承三载体三，采三用工三厂化三预制三的钢三管及三现场三制作三的砼三双梁三；水三平梁三板与三地墙三采用三预埋三双排三筋及三底板三接驳三器，三增加三地墙三周边三梁等三方法三的有三效结三合来三解决三水平三与垂三直方三向力三的传三递，三使结三构节三点变三得简三单、三实用三、有三效。第四三章逆作三法实三例3、关三键施三工技三术措三施(水平三、垂三直结三构节三点设三计)4.三2长峰三商城三施工三案例：3、关三键施三工技三术措三施(水平三、垂三直结三构节三点设三计)4.三2长峰三商城三施工三案例：第四三章逆作三法实三例立柱三双梁中间支撑柱双梁通过三采用三工厂三预制三钢管三及双三梁等三一系三列的三节点三措施三，从三而解三决了三逆作三法施三工中三一些三难题三，满三足节三点受三力，三降低三了施三工成三本，三达到三与目三前“三逆作三法”三施工三工艺三相配三套的三技术三。3、关三键施三工技三术措三施(水平