逆作法施工工艺概述

逆作法概念逆作法施工技术的原理是将高层建筑地下结构自上往下逐层施工，即沿建筑物地下室四周施工连续墙或密排桩，作为地下室外墙或基坑的围护结构，同时在建筑物内部有关位置，施工楼层中间支撑桩，从而组成逆作的竖向承重体系，随之从上向下挖一层土方，一同土模浇筑一层地下室梁板结构，当达到一定强度后，即可作为围护结构的内水平支撑，以满足继续往下施工的安全要求。与此同时，由于地下室顶面结构的完成，也为上部结构施工创造了条件，所以也可以同时逐层向上进行地上结构的施工。描述据统计，我国建成的高层建筑累计已超过1.3亿平方米,高度超过100m的超高层建筑已超过222幢。高层建筑最深的地下室基坑为6层，深度-26.2m。国外已达13层。深基坑支护方法很多，而且有的方法尚在不断发展之中，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，对施工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。逆作法就是一项近几年发展起来新兴的基坑支护技术。它是施工高层建筑多层地下室和其他多层地下结构的有效方法。在国外如美、日、德、法等国家，已广泛应用，收到较好的效果。例如：日本的读卖新闻社大楼，地上9层、地下6层。采用逆作法施工，总工期只用22个月，与日本采用传统施工方法施工的类似工程相比，缩短工期6个月。又如美国芝加哥水塔广场大厦，75层、高203m，4层地下室，用18m深地下连续墙和144根大直径灌注桩作为中间支承柱，用逆作法进行施工，当该工程地下室结构全部完成时，主楼上部结构已施工至32层。虽然逆作法的施工工艺和相关理论都取得一定成果，应用也有一定的普及，但仍作为一种特殊施工方法应用，主要用于对工程有特殊要求，或用传统方法施工满足不了要求而又十分不经济的情况下。分类全逆作法当逆作地下结构的同时还进行地上结构的施工，则称为全逆作法。半逆作法当仅逆作地下结构而并不同步施工地上结构时，则称为半逆作法。部分逆作法部分结构采用顺作法，部分采用逆作法的地下施工方法。分层逆作法此方法主要是针对四周围护结构，是采用分层逆作，不是先一次整体施工完成。分层逆作四周的围护结构是采用土钉墙。工艺特点（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。唉（3）施工可这少受风雨影响革，且土方开挖悲可较少或基本臣不占总工期。湿（4）最大限斗度利用地下空丧间，扩大地下槽室建筑面积。耻（5）一层结躲构平面可作为零工作平台，不塌必另外架设开进挖工作平台与睡内撑，这样大观幅度削减了支调撑和工作平台萝等大型临时设良施，减少了施报工费用。液（6）由于开棋挖和施工的交圾错进行，逆作匹结构的自身荷露载由立柱直接尊承担并传递至分地基，减少了遥大开挖时卸载图对持力层的影器响，降低了基映坑内地基回弹毅量。狗（7）逆作法史存在的不足，焦如逆作法支撑浸位置受地下室布层高的限制，世无法调整高度史，如遇较大层衔高的地下室，经有时需另设临反时水平支撑或湖加大围护墙的贞断面及配筋。眼由于挖土是恭在顶部封闭状燥态下进行，基朋坑中还分布有垄一定数量的中茫间支承柱和降梦水用井点管，半尚缺乏小型、怀灵活、高效的承小型挖土机械引,使挖土的难男度增大。但这窑些技术问题相脂信很快会得到吩解决。经济效益缩采用逆作法，症一般地下室外姐墙与基坑围护味墙采用两墙合避一的形式，一麻方面省去了单瓦独设立的围护赠墙，另一方面线可在工程用地册范围内最大限娇度扩大地下室产面积，增加有宰效使用面积。队此外，围护墙萌的支撑体系由瞧地下室楼盖结杀构代替，省去基大量支撑费用矿。而且楼盖结纵构即支撑体系的，还可以解决索特殊平面形状朽建筑或局部楼蚀盖缺失所带来筹的布置支撑的棕困难，并使受莲力更加合理。始由于上述原因岁，再加上总工舰期的缩短，因荐而在软土地区长对于具有多层城地下室的高层垦建筑，采用逆拾作法施工具有患明显的经济效扎益。一般可节丧省地下结构总寺造价的25%勇~35%。环境效益噪音方面苏由于逆作法在逆施工地下室时骄是采用先表层州楼面整体浇筑灵，再向下挖土尖施工，故其在上施工中的噪音意因表层楼面的进阻隔而大大降萍低，从而避免扇了因夜间施工夹噪音问题而延政误工期。扬尘方面寻通常的地基处肾理采取开敞开罚挖手段，产生作了大量的建筑舅灰尘，从而影念响了城市的形马象；采用逆作升法施工，由于肌其施工作业在终封闭的地表下址，可以最大限申度的减少扬尘跃。社会效益交通方面教由仪于逆作法的采稿取表层支撑，耀底部施工的作继业方法，故在危城市交通土建歉中大有用武之畜地，它可以在选地面道路继续叨通车的情况下烂，进行道路地赌下作业，从而絮避免了因堵车庙绕道而产生的壮损失。逆作法便+0.00层识平板结构先完造成，可以利用偶结构本身作内之支撑。由于结或构本身的侧向次刚度是无限大置的，且压缩变怒形值相对围护结桩的变形要求倾来讲几乎等于服零。因此，可并以从根本上解昼决支护桩的侧疮向变形，从而震使周围环境不坐至出现因变形妇值过大而导致起路面沉陷、基颤础下沉等问题爆，保证了周围凯建筑物的安全歌。施工趟地下连续墙与烫土体之间粘结促力和摩擦力不启仅可利用来承所受垂直荷载，兄而且还可充分歇利用它承受水戚平风力和地震欧作用所产生建帐筑物底部巨大抬水平剪力和倾拴覆力矩，从而碧大大提高了抗攀震效应。我国椒是个地震多发怎区，对地震的佛防治是必不可闻少的，从建筑背业角度来说，析采用适宜的施鞋工工艺便可将技地震带来的危玻害降低到最小洲，逆作法施工碧便具有这样的裁优点，所以在索深基坑支护中水大量运用逆作冒法具有广泛的涨社会效益。应用驾推广应用逆作头法，能够提高出地下工程侍的安全性，可渔以大大节约工尤程造价，缩短般施工工期，防海止周围地基出嫁现下沉，是一绞种很有发展前稳途和推广价值鸟的深基坑支护鹅技术，在辽宁域、上海、广州顷这类地区应用攀逆作法施工高套层建筑深基坑估较多。较典型侄的有上海特种划基础工程研究欧所办公楼，位育于上海西南角性徐家汇天钥桥舍路。该建筑物员地下2层，地燕上5层，底板算埋置深度为-流7.30m。嫂为了探索基础你结构与上部结热构同时施工，役以期缩短施工辜总工期，大楼牛采用了逆作法笔施工技术并取狗得了成功。又侵如，由上海第仰二建筑工程公惹司施工的恒积纵大厦工程以逆助作法施工地下潮4层、地上2全2层，基坑深程17m,施工王仅用了5个月怠，整个工期明黄显加快，并减秘少支撑费用4瓦00万元，周仪边管线沉降仅冶为15mm,城四周道路及民餐房位移均在5召mm以内，取缴得了显著的经斤济效益和社会便效益。由此在称上海地区掀起活了一股逆作法亲热，其后相继或有明天广场、零京沙住业大厦倍等数十项工程布采用逆作法施例工。逆作法施工距1逆作法施茎工中的节点设趣计和施工要求往逆作法施工的里结构节点设计马，需要满足下赖列要求：反(1)要求既胖满足结构永久捎受荷状态下的疮设计要求，又漫要满足施工状汇态下的受荷要射求。即节点设超计既要符合结郊构设计规范的凉要求，又要满纯足施工工况受您荷条件下的受著力要求。嗓(2)节点形却式和构造必须慈在工艺上满足匹现有的工艺手迅段与施工能力国。即设计的节义点是可行的、刺可操作的，在掩满足受力前提严下愈简单愈好旗。京(3)节点构被造必须满足抗锅渗防水要求，闹不要因为节点薄施工降低了抗纳渗，造成永久岔性的渗漏。仗(4)不要影蹦响建筑物的使慰用功能，如不惕能占用过大空捉间等。向2支撑柱与灶梁板节点设计紫与施工重在逆作施工中赏，中间支撑柱软与梁板节点的勿设计与施工，读主要是解决梁瑞钢筋如何穿过图中间支撑柱或海与中间支撑柱敏连接，保证在重复合柱完成后办，节点质量和唤内力分布与设喝计计算简图一劫致。该节点的仔设计和施工主帝要取决于中间巨支撑柱的结构邪形式。聚呢当中间支撑柱毙采用钢格构柱如形式时俯，中间支撑柱辅与梁钢筋的连静接方法主要有冠：在中间支撑迟柱型钢上钻孔朱以穿过梁钢筋教的钻孔钢筋连贵接法和在中间员支撑柱的型钢被翼缘处焊接传旧力钢板以焊接霸连接梁板受力铺钢筋的传力钢胖板法。前者节伪点简单、柱梁折接头混凝土浇编筑质量好但是心在型钢上钻孔腰削弱了截面，邪使承载力降低凳。后者可以解轧决钻孔过多导婶致梁钢筋无法蠢定位穿越的问地题，但材料消龟耗大，施工工译艺复杂，传力坊钢板下面的焊喊缝施焊困难,禾钢板下面混凝侍土的浇筑质量线难以保证。薪早当中间支撑柱恒采用钢管混凝抽土柱时寒，前述两种方野法也可以采用肾，多以后者为复主。采用后者赢时形式很多，窝常用的有钢牛毁腿和接驳器两按种形式。前者亏是在钢管表面纯焊接钢牛腿，琴通过钢牛腿连耻接钢筋与钢管孩，达到传递弯藏距与剪力的目属的。后者则是喉在钢管表面焊市接环型钢板，舒传递结构剪力扭。钢筋连接接剩驳器直接与钢矿管焊接，传递占结构弯矩。魂目前这二种旦方法在实际逆狂作法施工中存无在很大的缺陷励。一是现场焊形接,焊缝高,川焊接融化会对饥钢管柱受力产技生影响。二是辜地下室配筋量傲大，采用的钢威牛腿或接驳器突量大，现场焊镰接条件又较差兔，会影响工程讨工期、质量与算成本。三是大佛量焊接废气的禽产生会影响作冻业环境。所以漠针对钢管混凝擦土中间支撑柱弟与梁的连接节果点，通过双梁照节点的设计使搁节点处理工厂早化，达到简化炼梁板结构与钢语管砼柱连接节渠点的目的，从标而产生一种新丑型单柱双梁钢们管混凝土组合恶结构节点。疤由由国际广场拴工程占地面积洞三万余平方米难，地下两层，县挖深最深达1胶7m左右，基升坑平面呈不规凝则的多边形。祸工程采用裙楼细逆作、主楼顺店作的半逆作法捡进行施工，围辞护体系为钻孔东灌注桩挡土结桌合深层搅拌桩大止水的复合围架护形式，逆作洪施工时的竖向捐荷载由一柱一劳桩形式布置的自450×45更0mm钢格构少立柱承担。其智中间支撑格构炮柱与框架梁的逼相交节点处理崭采用钻孔钢筋姿连接法，见图由图1由由国摄际广场中间支洽撑住与梁的相漂交节点图拦由于逆作施工窝水平结构梁板脂时，框架梁的请钢筋将穿越工垃程中处于未来辣框架柱位置的律钢格构立柱。弄同时，由于逆把作法利用水平灶梁板代支撑的躲原因，逆作区纽域的框架梁配善筋也往往较正迁常使用区域的厉框架梁大许多纠，梁钢筋在直章径加大的同时水布置得也更加顽密集。针对该征情况，采用了百如下的节点处驰理原则：系①框架梁钢筋摆必须按设计要窃求通长布置或甲锚入支座,严哗禁在钢格构柱愚处直接切断。非②尽量让框架挪梁钢筋从格构得柱侧面绕过格检构柱,在相交芬节点处可适当笛对框架梁作加夏腋处理。脖③当框架梁钢岁筋因太密集而晓不能直接绕过固格构柱时,可亩与设计协商,富在作适当的补絮强加固措施后狭,对格构柱角孝钢作开孔处理睡供钢筋穿过。珍兴业大厦嘱工程位于黄浦尚区183#地专块，占地面积拆7856.8造m2，主楼部览分十九层，高纪度为82.5侮m，地下三层腔，埋深14.笑00m。地上机部分总建筑面酒积55783橡m2，地下部炕分总建筑面积桥18889m述2。主体结构逮为钢筋砼框架盘剪力墙体系，脚大楼地下部分咱采用全逆作法齿施工，柱为钢鲁管砼柱，底板虾浇筑前为一柱屈一桩。围护采汪用地下连续墙析(兼作地下室跨外墙即二墙合慌一)。逆作法行阶段结构受力倒为支承桩，主晕要是指一柱(挎上部φ609响钢管砼柱)一遍桩(下部φ9键00钻孔灌注秋桩)，共72骨根。对于钢管煤柱与梁的节点佣部位的处理为锣：钢管柱节点吴处通过钢牛腿志连接钢筋。由睬一个“I”字积型牛腿改为上索下二个“T”寨字型牛腿。8拦根梁钢筋焊接草在钢牛腿上,靠其余从钢管周添围穿过，见图议图2兴业大既厦中间支撑柱伐与梁的相交节遣点偶长峰商城绕位于长宁区地刮铁2号线中山胀公园站即长宁域路、汇川路、美凯旋路合围处棵。主体结构为浮一幢10层裙仪楼和60层(池框-剪结构)化主楼组成。地叉下四层单层面叙积22000欧m2，最大开滑挖深度达24鲜m，且周边紧涉邻地铁2号线挪(最近处距离肺仅1.9m)段和明珠轻轨线购。裙楼采用框逗架结构，主楼伟采用核心筒体嘱结构，38层问以下采用Υ5勺50×16、绿Υ500×1菌2、Υ400皂×12圆钢管伞型劲性柱结构牲，基础形式均静采用筏式基础武。长峰商城基耕坑深度分别为缎主楼19.5从5m(400神0mm厚底板蚂处)、20.拾55m(50路00mm厚底衣板处)、21丙.80m(6青250m厚底挑板处)；裙楼拿为18.75联m、局部电梯骂井为20.9颜5m。采用钻嚼孔灌注桩桩径箭850mm、童桩深72.5研0m。地下室绸外墙采用80益0mm(非地负铁侧)和10盏00mm(地圆铁侧)厚两墙蔑合一的地下连碎续墙作为围护扫挡土墙，裙楼闸利用结构梁板德、主楼利用结领构次梁作为水泄平支撑，利用狼Υ550×1调6的钢管和4量75×475瞧格构柱的一柱纸一桩作为逆作焰竖向承重体系腾。该工程采用思裙楼逆作、主墙楼顺作,待地吃下室施工完毕师后开始上部结恼构的施工,主舌楼采取的是以骑结构次梁为支愚撑的板带撑支仓撑形式。该工页程即采用了单仿柱双梁钢管砼浮组合结构的中臂间支撑柱与梁挽的结合节点,老其具体做法为挽:耀(1)抗剪设怎计：抗剪设计掠主要是在钢管啄柱上焊接2Υ脸22抗剪筋。沈在加工钢管柱谅阶段,按照结烈构梁柱节点标削高，工厂焊接买剪力环筋及锚忍固筋。锚固筋票先直焊，二头涌点焊，等施工薄时弯折90°携，满足钢管柱范成孔工艺要求造。详见图俊图3长峰商坏城中间支撑柱值与梁的相交节阔点图结(2)抗弯矩教设计：抗弯矩止设计主要是将处结构单梁设计聪成双梁。将原败来设计600滤＊800的梁侄改成二根30限0＊750的日梁，紧靠Υ5尘50钢管侧边逆通过，保证梁材负弯矩钢筋在颤节点处贯通。贵在钢管工厂加洒工阶段已完成伙焊接的锚固筋逮弯折90锚入输梁内，加强梁桌与钢管的连接配强度。该工艺喇操作方便、安苦全可靠，节点还质量易于受控缝，一般工人稍牺加培训即可完且成操作，并可陈提高操作环境碰安全度、降低补成本、加快施丑工进度。攻3地墙与梁转板节点的设计宿与施工朴地下室楼盖是早地下连续墙的房可靠支撑，结剩构设计中楼盖客梁与地下连续耳墙多按固结考欢虑，因此该节涂点可靠性十分员重要，必须设慌法确保梁端受丽力钢筋的锚固粉或连接、梁断约面的抗弯和抗毯剪强度等设计容要求。地墙与笼梁板的连接节法点形式通常有秋预埋连接钢筋雹法、预埋连接专钢板法、齿形鸣连接接头法、教锥螺纹钢筋连贫接接头法等几渴种。即：分别疤在施工地墙时黎预埋连接钢筋施并加以弯折、醋预埋与墙内受蓝力钢筋焊接的菊钢板、固定带目剪力槽的钢板践和预埋连接钢此筋以及在地下膛连续墙内侧面刻处设锥螺纹钢生筋连接接头，耻然后在施工楼课盖梁板时将梁赢板内受力钢筋牛与这些预埋件险连接。崖预埋连接钢筋宜法构造简单、府施工方便但对惭直径较大的钢级筋扳直困难且括如果扳出的连县接钢筋不直，给会使连接困难段并产生初始应绩力。预埋连接夏钢板法施工方降便、接头受力楼性能较好但对你电焊质量要求复高、现场焊接兆量大、施工进炸度慢。齿形连塘接接头法接头朗抗剪性能、抗牧弯性能良好但脚预埋要求高、血施工难度大、龙现场焊接工作壶量较大。锥螺躁纹钢筋连接接盆头法施工速度弄快、施工简便良且不受气候影胳响但定位要求新较高、需采取亦固定措施。临在长峰商城工狡程中骂，地下B1、协B2、B3层材采用300×袖800的周边戒梁与地墙连接阴，地墙预留Υ妇12@200连双排筋，待梁臣板施工时候剥闭出钢筋，弯起贺焊接成边梁封坚闭箍筋,具体房详见图娱图4长峰商践城地墙与梁板核节点图鲜兴业大厦工程盲中陪，地墙与地下训结构梁板的连芒接也是采用这纳种方法：地下药连续墙两墙合悔一，在内侧5充00mm处砌困筑240厚内忌衬墙，内设排替水沟。地下室风连续墙在每层去标高部位预埋盲圆钢，施工此话层楼板时，将恢圆钢弯直，四偶周设置一道圈姥梁，楼层梁板诵通过圈梁与连氏续墙连接,详蝴见图润图5兴业大刊厦地墙与梁板评节点图伟由由广场工程驱中码，在框架梁边惜跨处设计了一胳道围护边梁，吐围护边梁与外婚墙之间尚有2祥m～4m的距嘉离。逆作施工代阶段，围护边圆梁通过H40挤0型钢支撑与灾各道围檩相连完接以传递水平淋支撑力，相应旨的框架梁则在粮围护边梁处预嫁留通长插筋。言逆作施工结束刃并转向顺作后贪，首先在H4雅00型钢支撑次上焊接止水钢墨板，以保证地滤下水在基坑换峡撑、回填后不祸会通过型钢与犬外墙的交界面