建筑工程逆作法技术规程

术语本章共14条术语，均系本规程有关章节所引用的。所列术语是从本规程的角度赋予其含义的。含义不一定是术语的定义，主要是说明本术语所指的工作内容含义。

3基本规定3.0.1支护结构与主体结构相结合不仅可以节省工程造价、充分利用资源和地下空间，还具有下列优点：1由于支护结构将按主体结构考虑，因此其安全度及耐久性要求高，设计的支护结构体系整体安全度相对较高，更为安全；土体的变形小、对周围的环境影响小。2已完成的首层板可充分利用，作为材料堆置场或施工作业场；避免了采用临时支撑的浪费现象，工程的经济效益显著。3对支护结构垂直度、质量等的施工要求高，与临时支护结构相比，施工质量更能保证基坑施工阶段的性能要求。3.0.2~3.0.3基坑周边环境条件是建筑工程逆作法设计的重要依据之一，基坑周边存在道路、管线和既有建筑物，工程支护的作用主要是保护周边环境不受损坏，同时基坑周边在建的工程，其施工过程可能改变作用在基坑支护结构上的荷载，为了使建筑工程逆作法设计具有针对性，应查明基坑周边环境条件，并按这些环境条件进行设计。3.0.4建筑工程逆作法的结构设计工况多，支护结构受力复杂，尤其是上下同步逆作法的建筑工程，基坑稳定性和支护结构的最终内力和变形量，与基坑逆作流程、支护结构施工次序、不同开挖阶段的标高控制等密切相关。因此，建筑工程逆作法设计文件，应明确建筑工程逆作施工的流程、支护结构和主体结构的施工顺序、各施工工况下土方开挖控制标高、上部主体结构施工层数控制等要求；作为施工单位，应严格按设计规定的逆作流程和工况要求进行施工。3.0.5采用逆作法的建筑工程基坑侧壁必须有围护结构，这是保证工程及周边建筑安全的必要措施。围护结构的设计应在工程设计时综合考虑，与工程施工图一并设计。3.0.6~3.0.7由于采用逆作法的建筑工程基础理深一般较大，在工程建设中降水容易引起环境问题，而且地下水作用对工程建设的安全与造价产生的影响较大。如地下水对结构的上浮作用；施工中降、排水引起的潜水位或承压水头的下降，虽能减少水的浮力，但增加了土体的有效压力，使土体产生附加沉降，在粘性土地层中也可能出现“流泥”现象，引起地面塌陷，造成不均匀沉降而对周围环境（邻近建筑物、地下管线等）产生不良影响等环境问题；当基坑下有承压含水层时，由于基坑开挖减少了基坑底部隔水土层的厚度，在承压水头压力作用下，基坑底部土体将会产生隆起或突涌等危险现象；受潮汐波动、地下水流动的粉土、砂土、卵石地层中，由于地下水流动，夹带水泥颗粒，使水泥颗粒呈支脉状流失，造成止水效果不理想等。所以，建筑工程逆作法施工中应采取相关措施减小对周围环境的影响。3.0.8由于基坑设计计算理论处于半经验半理论的状态，另外岩土性质的多样性和不确定性、城市环境条件的复杂性，决定了施工过程中监测的必要性。根据每一步开挖工况时的监测结果复核下一步开挖的可行性和安全性，遇异常情况应会同设计方及时调整挖土方案和作业流程，并采取合理可靠的加强措施，实行动态设计和信息化施工。4岩土工程勘察4.0.1逆作法建筑工程的岩土工程勘察，应按照国家现行标准《岩土工程勘察规范》GB50021的有关规定，进行工程等级划分，分阶段进行。4.0.2逆作法建筑工程岩土工程勘察时，除应执行本条中所述国家标准的有关规定外，尚应符合国家现行有关标准、规范及规程的规定，满足建筑工程逆作法设计与施工的要求。逆作法建筑工程经勘察后，当建筑场地岩土工程条件特别复杂时，宜由有相应的岩土工程咨询设计资质的单位对逆作法工程地基基础方案选型、地基计算和处理、围护结构及中间支承结构设计方案、地下水降水和截水设计、地下建筑抗浮设计以及有关设计参数检测的试验设计等岩土工程问题，进行专门的逆作法建筑工程岩土工程咨询设计。4.0.3逆作法建筑工程岩土工程勘察主要应针对建筑工程逆作法的特点进行调查、分析、评价，勘察方案编制时应注重采用多种勘察及测试手段查明建筑场地工程地质条件，水文地质条件及不良地质作用；宜采用综合评价方法，对场地和地基稳定性作出结论；应对建筑场地不良地质作用和特殊岩土的治理、地基基础形式、埋深、基坑开挖、围护结构及中间支承结构工程等方案的选型提出建议；结合建筑场地岩土工程条件，针对建筑本身设计特点，对地下建筑工程逆作法的可行性、合理性及适宜性作出评价；提出设计、施工所需的岩土工程资料、参数及设计施工中应注意的问题，工程必要时尚应提供建筑地基处理方案建议。建筑工程逆作法对建筑场地水文地质条件具有特殊性要求，应重点针对场地水文条件进行勘察，应采用调查与现场勘察相结合的方法，查明建筑场地周围地表水的汇流、排泄状况，地下建筑影响范围内地下水的类型、埋藏条件、补给条件、水力联系、地下水水位动态变化特征及水质对地下建筑腐蚀性的影响，提供水文地质参数；针对逆作法工程地基基础设计形式、围护结构模式、施工方法、施工环境等情况分析评价地下水对地基基础设计、施工和环境的影响，预估可能产生的不利因素、危害，提出预防和治理方案建议；地下水对逆作法工程的作用与影响的评价，宜按以下要求进行：1）在最不利组合情况下，地下水对地下建筑结构的上浮作用；2）地下水对地下建筑边坡稳定性的影响；3）当工程采取降水或截水措施时，地下水水位变化影响范围内，对地面、周边环境及工程产生的不利影响或危害；4）地下水可能产生流砂、流土、管涌、潜蚀等渗透性破坏时，应有针对性地进行勘察，分析评价其产生的可能性及对工程的影响。当围护结构开挖过程中有渗流作用宜通过渗流计算确定；5）当围护结构底部存在有高水头的承压含水层时，应分析评价坑底土层的隆起或产生突涌的可能性；6）地下建筑可能位于地下水水位以下时，应对地下水水质对混凝土结构或金属材料的腐蚀性进行评价。4.0.4逆作法工程岩土工程勘察技术要求应按照现行国家标准《岩土工程勘察规范》GB50021、《建筑地基基础设计规范》GB50007、《建筑抗震设计规范》GB50011、《建筑边坡工程技术规范》GB50330及《土工试验方法标准》GB/T50123及现行行业标准《建筑基坑支护技术规程》JGJ120等国家现行有关标准、规范和规程的规定，满足工程逆作设计、施工的要求。勘探点的布设，应根据地下建筑平面形状、荷载的分布情况及建筑场地条件进行，针对工程逆作的特殊要求，应符合以下岩土工程勘察与测试基本要求。岩土工程勘察测试手段、测试样本的采取、测试标准应执行现行国家标准《岩土工程勘察规范》GB50021及《土工试验方法标准》GB/T50123的有关规定，尚应符合国家现行有关标准、规范和规程的规定；室内试验项目除测试土的常规物理试验指标外，尚应测试支护所需岩土的抗剪强度试验指标，土的抗剪强度试验方法应与支护工程设计要求一致，符合设计采用的标准，必要时宜进行残余抗剪强度试验及侧压力系数试验；特殊岩土指标（膨胀土、湿陷性土、冻土）应进行专门性试验。5设计5.1设计原则5.1.3本条为强制性条文。建筑工程逆作法中主体结构的设计，应符合主体结构的相关设计规范，如现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50017、《混凝土结构设计规范》GB50010和《钢结构设计标准》GB50017等对于承载力、变形和耐久性的有关规定。设计时还要考虑逆作施工过程影响的永久使用阶段的验算，比如施工阶段的柱间沉降差、先期结构内力等对构件的影响等。相关构件的节点连接、变形协调与防水构造应满足主体结构的设计要求。5.1.4~5.1.5建筑工程逆作法工序繁多、系统性强、技术难度大、节点处理复杂，对设计和施工组织的要求高，且受水文地质条件影响大，呈现明显的区域性特点。建筑工程逆作法设计，不仅要考虑作用在围护结构上的土压力，施工过程中围护结构的内力、变形和稳定性，以及周围地层变形对邻近建筑物和地下管线的影响和保护等问题，还要考虑支承桩柱之间、围护桩（墙）与支承桩柱之间的沉降差异等逆作法中特有的新问题，各施工工况直接影响着建筑工程结构的受力状态。建筑工程逆作法设计应考虑施工流程的各种情况。采用上下同步逆作法的优势之一是可缩短整体工期，在地下结构施工的同时，施工上部结构。在上下同步施工的工程中，竖向支承桩柱的承载力和变形性能、界面层的刚度和嵌固条件以及界面层上下结构的可靠转换显得尤为重要，对于这些关键结构及相关节点的设计、施工和监测方案的制定应通过多方紧密配合，反复协商确定。相关构件的所谓变形协调，主要指地下结构尚未完工前，处于支护结构承载状态时，其变形和沉降量与差异沉降均应在限值规定内，保证在地下结构完工，转换成主体工程基础承载后，与主体结构设计对变形和沉降要求相一致。同时要求承载转换前后，结构的节点连接和防水构造等均应稳定可靠，满足设计要求。目前福州已有一些建筑工程应用逆作法技术，如位于福州市鼓楼区古田路南侧的闽投营运中心项目，为1幢28层框架-支撑芯筒结构办公楼、1幢24层框架-支撑芯筒结构酒店，2幢高层由5层商业裙楼相连接，满堂布置四层地下室。基坑周长约500m，单层地下室面积约10000m2，实际开挖深度约18.50m。该工程与地铁二号线相邻，工期要求短，采用盖挖逆作法，减少了基坑支撑这一道工序，既可以与地铁同步施工，又可以缩小工期，将对地铁的影响减少到最小，直接经济效益明显。该工程两座塔楼采用框架-支撑芯筒结构体系，外框架由钢管混凝土柱和钢筋（型钢）混凝土梁组成，内核心筒由矩形钢管混凝土柱和型钢支撑组成。区别于传统的钢筋混凝土剪力墙核心筒，采用支撑芯筒可以减轻核心筒的自重，对基础的设计产生直接的经济效益；采用支撑芯筒，主体芯筒的钢管混凝土柱可以同时作为逆作法支撑体系的一部分，避免了传统剪力墙需要设置托梁的工序，充分利用主体结构，上下同步逆作法施工，减少了工期。该工程桩基设计采用旋挖扩底灌注桩，实现了“一桩一柱”，满足施工阶段和使用阶段两种工况下最大抗压力和最大抗拔力。5.1.6基坑侧壁的安全等级应根据结构破坏可能产生的后果来确定，例如：危及人的生命、造成经济损失大小、产生社会影响的严重性等，以及对临近建筑物、构筑物、地下市政设施、地铁等的影响的大小。建筑工程逆作法的支承结构在施工阶段与使用阶段的构件有可能不同时，比如施工阶段采用梁柱支撑体系，水平支撑只有梁，再浇叠合梁、板作为使用阶段的结构，逆作施工阶段竖向支撑只有钢管或芯柱，使用阶段是钢管混凝土结构或叠合柱，这时可按叠合构件进行设计，构件叠合前后安全等级和重要性系数可分阶段取值。构件在施工阶段与使用阶段相同时，应按施工与使用两个阶段选用较高的结构安全等级和重要性系数来进行设计。5.1.7建筑工程逆作法应确定结构各部分的施工顺序、步骤及施工进度，以确定结构设计的各个工况，和对应的结构形式、荷载；施工进度要特别规定防止机械挖土出现超挖，土压力超过围护支撑结构抗力等危及结构安全的情况。另外，运土的重量也是结构设计必须考虑的荷载。支撑体系竖向荷载应包括建筑工程逆作法施工阶段的构件自重及施工荷载，水平荷载则是建筑工程逆作法施工阶段外围护结构所传递的水压力、主动土压力、坑外地面荷载的侧压力以及作为永久结构使用阶段的所有荷载：包括结构自重、静止土压力、水压力、建筑使用荷载以及风荷载和地震作用。根据逆作法施工方案、采用的机械设备，取土及运输车辆，应考虑地下室顶板和基坑四周的施工荷载和堆载进行设计荷载组合，尚应考虑在施工荷载超载时，结构容许采用临时支撑保证基坑安全与稳定。5.2地基基础设计5.2.1一般情况下，由于桩基础的承载力高，沉降变形小，边柱、边墙的基础容易施工，同时易于控制整个建筑物的沉降和相邻柱间或柱与墙间沉降差率，因而作为采用逆作法施工时建筑物基础型式的首选方案。一柱一桩基础传力直接，通过基础传递到筏板上的力较小，基础与底板的连接构造容易处理。因此，有条件时宜优先选用一柱一桩基础。5.2.2单桩竖向承载力静载荷试验一般在基坑开挖前进行，为此需将试验桩的桩顶标高延伸至自然地坪，承载力试验结果应扣除基坑开挖段的土体侧摩阻力。同时还要考虑软土地基超深开挖产生的卸载效应、坑底土体回弹隆起，显著减小竖向支承桩桩身法向应力，导致桩侧摩阻力下降，从而使桩的极限承载力（抗压、抗拔）降低。5.2.3采用逆作施工的建筑工程，地下室基础底板在逆作阶段尚未形成，与永久使用阶段相比，由于缺少基础的协调作用，结构在逆作阶段对竖向支承桩不均匀沉降尤其敏感。竖向支承桩一般利用主体结构的工程桩进行布置，因此，桩基设计应同时满足逆作开挖施工阶段和永久使用阶段的受力和变形要求。5.2.4当基础一次成型时，逆作期间的柱下桩与正常使用状态下的桩实际是一个桩。此时，后作的基础底板实际承担的力较小（水浮力及基础沉降产生的反力），柱、桩与底板交接面比较容易处理。当基础采用两次成形时，通过柱、桩与基础交接面传递的力较大，构造处理对钢筋混凝土柱可采用凿毛、设置预埋拉接筋、地下室加大柱截面等方法；对钢管混凝土及型钢混凝土柱可采用外包混凝土（钢管或型钢段设置栓钉应满足有关规范的要求）、焊接传力环板等方法处理，当传力环或传力环板的面积较大时，应在适当的位置设置肋板、通气孔和浇注孔。箍筋间距应适当加密。5.2.6逆作期间柱下桩与承台形心重合以减少偏心影响，有时受条件限制采用桩箱或桩筏基础。当柱的荷载较大时，柱下桩的桩顶内力在考虑叠合效应后往往很难满足《地基基础设计规范》GB50007的要求，在考虑使用阶段柱下桩基布置及承台设计时偏于安全可不考虑柱下桩的作用，当有可靠依据时可考虑柱下桩的有利影响。5.2.8采用逆作施工的建筑工程，地下室基础底板在逆作期间是作为水平支撑，需承受坑外传来的水土侧向压力，当基础底标高不在同一标高时，应加强基础底板的水平刚度以利于水平力的传递。5.3围护结构设计5.3.1计算围护结构的内力及变形时，选用分段平面模型并应根据建筑工程逆作法施工的不同阶段的不同工况来计算，各工况内支撑支点力计算值应用于水平结构（通常是地下室楼板及底板）的内力分析与设计。5.3.2在基坑工程中，地下水位以下的土体侧压力计算时一般有两个原则，即:水土分算的原则和水土合算的原则。水土分算原则，即分别计算土压力和水压力，两者之和即总的侧压力。这一原则适用于土孔隙中存在自由的重力水的情况或土的渗透性较好的情况，一般适用于砂土、粉土和碎石土等。水土合算的原则认为土孔隙中不存在自由的重力水，而存在结合水，它不传递静水压力，以土粒与孔隙水共同组成的土体作为对象，直接用土的饱和重度计算侧压力，这一原则适用于不透水的粘土层。当对支护结构水平位移有限制时，墙体的变位不容许土体达到极限平衡状态，此时主动侧的土压力值将高于主动土压力极限值。对此，设计时宜采用提高的主动土压力值，提高的主动土压力强度值理论上介于主动土压力强度与静止土压力强度之间；当支护结构水平位移有严格限制时，可将主动侧土压力取为静止土压力。基坑中的围护墙的变形一般不会很大，因此坑底以下的土体一般难以达到被动状态，在这种条件下，被动侧的土压力小于被动土压力。5.3.3对于土的有效内摩擦角通常采用三轴固结不排水剪切试验（带测孔隙水压力）测定，也可采用三轴固结排水剪切试验测定。当无试验直接测定时，可根据三轴固结不排水剪切试验测定的、或直剪固结快剪强度指标、由经验关系换算获得。5.3.4在基坑工程中，经典土压力理论计算的结果是极限值，即达到主动极限状态或被动极限状态的接触压力。当围护结构处于正常的工作状态时，主动极限状态有时达不到，而被动极限状态往往难以达到，此时的接触压力并不是极限状态值。因此，在基坑正常的工作状态条件下实际量测到的变形、土压力、孔隙水压力和支撑轴力等通常不会与经典理论计算结果完全一致。另一方面，经典土压力理论没有考虑支护结构本身的变形，即将支护结构作为完全刚性考虑。支护结构的基本位移形态通常可以分为平移、绕顶部某一点转动和绕底部某一点转动等。实际工程实测结果表明，挡土结构物的不同位移形态所产生的土压力分布是不相同的，而从经典土压力理论的分析可以看出，无论是Rankine理论或Coulomb理论，都假定沿着墙面从上到下同时达到土体的极限状态，实际上所给出的都是平移条件下的解答。在实际工程中，土压力的分布模式除了与支护结构的刚度和支撑的刚度有关外，还与支护结构所处的工作状态以及支护结构的变形形态密切关系，需要根据实际情况加以区分。5.3.5水压力分布模式的选择需要区分是否考虑地下水渗流作用的情况。对于不考虑地下水渗流作用的情况，水压力按静水压力分布，主动区与被动区静水压力抵稍后，在主动区，基坑内地下水位以上，水压力呈三角形分布，以下呈矩形分布。对考虑地下水有稳态渗流的情况，水压力的分布与静水压力不一致，需要绘制地下水流网分析墙后、墙前的水压力。但在实际工程中大都不专门绘制地下水流网，因此需要寻找一种简单的近似方法计算水压力的分布模式。本条采用的是目前工程中应用较多的一种按渗流路径由直线比例关系确定各点水应力的简化方法。对计算深度的确定，设防渗帷幕时，计算至防渗帷幕底；围护墙自防水时，计算至围护墙底。5.3.6~5.3.8目前实际工程中常用的支护结构上附加侧向土压力近似计算方法。5.3.10地下连续墙兼作主体结构的侧墙时可不设或仅设较薄的内衬墙；而排桩一般有较厚的内衬墙，它们各自在逆作法施工的各个阶段及使用阶段的设计可按如下要求考虑：排桩与内衬墙合一时，施工阶段密排桩作为围护结构进行计算，使用阶段围护结构截面应按桩墙合一进行计算，主体结构地下室的中板和底板可插入桩体或与桩可靠连接。桩墙之间结合紧密，有效传递剪力，桩墙作为一个构件计算刚度验算截面。后浇的内衬墙与密排桩之间没有经过特别处理无法有效传递剪力，桩墙作为联合构件按各自独立刚度分配所承受的力，在使用阶段分别验算截面。密排桩仅作为临时围护结构时，浇注内衬墙作为地下室的外围护墙，在地下室的中板和底板处衬墙与桩之间必须浇筑刚性板带，板厚不小于衬墙内的楼板厚，在底板处可以取200mm厚。保证侧向水平力的有效传递。桩与墙作为各自独立的构件，在使用阶段分别验算截面。当排桩承受竖向荷载时，竖向支承桩之间及竖向支承桩与排桩之间可能产生较大的差异沉降，从而引起水平结构梁板或支撑的次生应力。通过桩端后注浆措施可以增大桩的承载力、减少桩的沉降量，是缩小差异沉降的有效措施。地下连续墙作为逆作法施工期间围护结构并在使用阶段作为地下室的外墙，不带内衬墙时，其施工与使用阶段均是地下连续墙作为独立构件进行计算。地下连续墙作为逆作法施工期间的围护结构，并在使用阶段作为地下室的外墙，在内侧后浇内衬墙时，有三种情况：第一种情况，内衬墙作为内围护仅起防水作用，地下连续墙在施工与使用阶段均应作为独立构件进行验算。第二种情况，内衬墙与地下连续墙之间结合紧密，有效传递剪力，两墙共同作用，形成一个整墙，逆作法施工阶段，地下连续墙单独进行计算，使用阶段内衬墙与地下连续墙作为一个整体构件截面计算刚度、验算截面，计算时可按叠合构件计算。第三种情况，在地下连续墙内侧浇筑较厚的内衬墙，没有经过清理、凿毛和预留插筋等措施，无法有效传递剪力，两墙不能形成共同作用的整墙，逆作法施工阶段，地下连续墙单独进行计算，使用阶段内衬墙与地下连续墙作为两个构件同时承担侧向水平力，截面设计按各自的抗弯刚度分配内力、验算截面，计算时内力分配后按两个独立的构件计算。两墙合一地下连续墙和主体结构变形协调至关重要。地下连续墙成槽时采用泥浆护壁，槽段为矩形断面且长度较大，槽底清淤难度较钻孔灌注桩大。主体结构沉降过程中地下连续墙和工程桩之间可能会产生差异沉降，如果不采取针对性的措施控制差异沉降，地下连续墙与主体结构之间可能产生开裂现象，甚至影响结构的正常使用。地下连续墙墙底注浆可消除墙底沉淤，加固墙侧和墙底附近的土层，可作为控制差异沉降的一种手段。地下连续墙施工接头位置发生渗漏的可能性相对较大，因此在接头位置内外都需要设置隔水防渗的技术措施。工程中常采用的疏排方案是在地下连续墙内侧槽段接缝位置设置结构壁柱，在结构壁柱之间设置通长的内衬砖墙，内衬砖墙与地下连续墙之间留有隔潮空间；砖衬墙内壁要做防潮处理，且与地下连续墙之间在每一楼面处设置导流沟，各层导流沟用竖管连通，永久使用阶段如地下连续墙局部有细微渗漏时，可通过导流沟和竖管引至积水坑排出，以保证地下室的永久干燥。工程中也有采用疏排与封堵相结合的方案，即首先在地下连续墙内侧槽段接缝位置设置结构壁柱，然后在结构壁柱之间设置通长钢筋混凝土内衬墙，内衬混凝土墙紧贴地下连续墙形成复合墙。内衬墙采用防水抗裂混凝土，地下连续墙与内衬墙界面位置涂水泥基渗透结晶型防水材料，在地下连续墙接缝位置和结构壁柱接触面设置专用排水板，将接缝位置的少量渗漏水通过排水板排至排水沟中。5.3.11采用逆作法技术施工的地下连续墙、灌注桩排桩通常是永久结构的一部分，成槽、成桩垂直度的好坏，不仅关系到钢筋笼吊装，更关系到永久结构的受力性能，所以成槽、成桩垂直度要求比临时结构的要求高。5.4竖向结构设计5.4.1~5.4.2采用逆作法技术施工的竖向结构是指支撑楼盖的柱、墙。由于不同的施工过程中柱的截面特性不同进而影响到结构构件的受力。因此，在设计竖向结构时必须考虑其影响。内力分析可用不同施工阶段的荷载增加值和截面特性按线性叠加的方法进行内力分析。地下室柱子的混凝土当采用二次成型的方法施工时，由于混凝土芯柱与外叠合部分按照不同施工速度有着不同的应力比，当芯柱的应力与外叠合部分的应力比过高时，由于芯柱部分的混凝土提前进入塑性阶段，对外叠合层部分产生水平环向拉应力，从而导致整体承载力的降低。另外，当进行多层地下室的逆作法施工时，由于受施工进度的影响，后叠合部分截面的混凝土尚未形成刚度或刚度形成较慢，将导致芯柱的应力进一步集中及柱子的竖向压缩变形加大。因此，在逆作法施工设计中，应尽量避免采用钢筋混凝土截面二次成型的做法，当不能避免时，对于此部分混凝土构件的设计可参考《混凝土结构设计规范》GB50010中的有关规定。采用角钢格构柱作竖向支承柱时，地下主体水平结构、基础承台或底板与支承柱之间的节点处理相对简单，梁纵筋穿越竖向支承柱比较方便，因此当竖向支承结构受力不大（如仅地下室结构采用逆作施工）时，可选用角钢格构柱作竖向支承柱。但当地上和地下同步施工或地下室层数较多时，竖向支承柱在基坑逆作施工阶段承受的竖向荷载较大，此时宜采用承载力更高的钢管柱或钢管混凝土柱作竖向支承柱。5.4.3由于施工阶段的柱子往往在土里施工，位置偏差和垂直度偏差较难控制，设计应对此充分考虑。同时，应注意柱的计算长度要考虑土对柱的约束较弱这一因素。5.4.4采用灌注桩作竖向支承桩时，支承桩混凝土浇筑过程中，导管需穿越钢竖向支承柱内腔，若角钢格构柱尺寸过小，导管上拔过程中容易被卡住；采用钢管混凝士支承柱时，若钢管内径过小，则钢管混凝土浇筑质量较难保证。从现场操作和施工质量角度考虑，本条对角钢格构柱的最小边长和钢管混凝土立柱的钢管最小外径做了规定。逆作施工完成后，支承柱（包括后期外包混凝土的支承柱）作为永久使用阶段的主体结构柱的的内力和变形计算，尚应满足主体结构设计的相关要求。钢支承柱在受荷状态下直接进行焊接作业，对其承载力和稳定性影响较大，故应避免钢牛腿、钢板传力环等抗剪构件与钢支承柱管壁在现场直接进行焊接。无法避免时，应采取在需要焊接作业部位的钢管外侧事先设置外贴弧形钢板进行加强等措施。5.4.5支承柱插入下部混凝土支承桩内的长度，应满足钢支承柱轴向压力向支承桩可靠传递的要求，并通过计算确定。对于钢管支承柱、钢管混凝土支承柱，其轴向压力由插入长度范围内钢管表面与混凝土之间的粘结力、栓钉抗剪承载力之和、支承柱底部混凝土承压力共同承担；对于角钢格构式钢支承柱，其轴向压力由支承柱底部混凝土承压力、格构柱表面与混凝土之间的粘结力共同承担。5.4.7竖向支承桩竖向变形量和竖向支承桩间的差异变形过大，将引发对己施工完成结构的不利影响。因此，竖向支承桩除满足承载力要求外，还必须控制不均匀沉降，使差异沉降控制在允许范围内。在逆作施工阶段，竖向支承桩的竖向变形主要包含两个方面：一是基坑开挖卸荷引起竖向支承桩向上的回弹隆起；二是在已施工完成的水平结构和施工荷载等竖向荷重的加载作用下竖向支承桩桩的沉降。深基坑开挖卸荷、坑底土体回弹隆起，显著减小竖向支承桩桩身法向应力，导致桩侧摩阻力下降，影响单桩承载力，同时可能使竖向支承桩桩身产生拉力，竖向支承桩桩身配筋需考虑桩身受拉作用的影响。5.4.8由于地下一层墙、柱的构造要求与地上一层相同，因此位于抗震设防高烈度区及高风荷载值的地区的结构，应尽量避免竖向构件采用钢筋混凝土叠合构件。当由于条件限制必须采用时，要防止芯柱截面过小，并通过提高配箍特征值提高构件的延性，当轴压比过大时，应限制钢筋混凝土柱叠合构件的使用。5.4.9一般的逆作法施工过程，当下部柱的混凝土后与其上部浇注时，在新旧混凝土的交界面下部后浇混凝土存在着沉缩及泌水现象，这将导致钢筋或钢构件的压应力增加，加强此处的配箍有助于改善构件的延性，提高传递力的可靠度。为可靠处理施工缝，除混凝土使用外加剂外，必要时还可增加局部竖向钢筋的配筋量。5.4.10地上、地下同步施工时，支承柱受力大，且支承柱的截面尺寸、刚度和承载力与上部主体结构框架柱之间存在较大差异和突变，界面层作为两者之间的过渡层，受力十分关键，界面层水平结构宜采用梁板结构，支承柱之间宜设置纵横向连系梁。当支承柱采用“一柱多桩”型式布置时，地下室各楼层荷载需通过每层设置临时承台（或承台梁）均匀传递至各支承柱。当地上、地下部同步施工时，尚需在界面层位置设置转换厚板或转换梁，对逆作阶段上部结构框架柱在逆作阶段承担的荷载进行托换。转换厚板高度大于主体结构框架梁高度时，当逆作施工完成后一般需要对转换厚板底部进行凿平处理，使其与框架梁底齐平，因此，主体结构框架梁配筋应事先贯通转换厚板。临时钢支承柱、界面层转换厚板（或转换梁），应在地下室主体结构构件施工完成并达到设计强度后方可拆除，临时支承柱应按“自上而下、对称分批”的原则进行拆除，确保钢支承柱对称卸载，使钢支承柱承担的荷载平稳转换到结构柱上。地下室各楼层的临时承台（或承台梁）高度一般小于结构框架梁高度，或与框架梁等高，通常无须凿除。当剪力墙（筒体）逆作时，即主体结构的上部剪力墙（筒体）在逆作阶段需同步施工时，应在界面层设置托梁、转换梁或转换厚板等水平转换构件，将上部剪力墙承担的荷载转换至下部竖向支承柱上。托梁宜结合界面层主体框架梁或剪力墙暗梁进行布置，其高度不宜小于支承柱间跨度的1/8，宽度应大于上部墙肢厚度（每边伸出不小于50mmm）。剪力墙的竖向分布钢筋应穿越托梁并向下延伸至梁底标高以下一定长度，延伸长度应能满足界面层以下后期施工剪力墙竖向钢筋的连接要求。当上部结构同步施工的楼层较多时，剪力墙（筒体）承担的水平荷载较大，为确保其底部水平剪力可靠传递至界面层以下的结构，剪力墙（筒体）宜向下施工一层，或在支承柱之间设置竖向支撑。临时转换厚板或转换梁、以及剪力墙下部托梁伸出墙肢厚度方向的部分，应在地下室主体结构构件施工完成并达到设计强度后方可拆除。5.5水平结构设计5.5.1~5.5.2逆作法施工的水平结构一般是指与围护结构相连的地下室楼、底板。由于水平构件传递地下室侧边的水土压力，因此要求其具有足够的强度、刚度，并应满足建筑各阶段的功能要求。当主体地下水平结构需作为施工期的施工作业面，供挖土机、土方车以及吊车等重载施工机械进行施工作业时，此时水平构件不仅需承受坑外水土的侧向水平向压力，同时还承受施工机械的竖向荷载。因此其构件的设计在满足正常使用阶段的结构受力及变形要求之外，尚需满足施工期水平向和竖向两种荷载共同作用下的受力和变形要求。5.5.3水平支撑结构在基坑施工期间，需承受坑外传来的水土侧压力。因此水平结构应具有直接的、完整的传力体系。如同层楼板面标高出现较大的高差时，应通过计算采取有效的转换结构以利于水平力的传递；当在洞口周边结构楼板不能满足水平力传递要求时，应通过计算设置必要的水平支撑传力构件。逆作施工期间的后浇带及结构分缝，将承受压力的支撑从中一分为二，使得水平力无法传递，因此需设置可靠的水平传力构件。5.5.4钢筋混凝土剪力墙在施工阶段根据施工工艺的不同，受力性质表现为受弯构件，施工局部可能存在较高的拉应力，钢筋通长设置可避免由于钢筋接头太多及受拉钢筋搭接段混凝土的局部拉应力过高。5.6节点设计及构造5.6.1地下连续墙仅作为基坑围护结构时，柔性接头已可以满足挡土墙及抗渗要求。但当地下连续墙作为主体结构的一部分时，除满足挡土要求外，还应满足主体结构墙体设计的要求，此时应采用刚性接头。地下连续墙的柔性接头主要有圆形锁口管接头、波形管接头、预制接头和橡胶止水带接头。地下连续墙的刚性接头主要有穿孔钢板接头和钢筋搭接接头。灌注桩排桩作为主体地下结构外墙的一部分时，对排桩间距、垂直度偏差、主筋保护层厚度等提出较高的要求是为了减少桩身质量缺陷，满足主体结构耐久性要求。竖向支承系统的钢支承柱与结构梁板节点的设汁，应确保节点在基坑逆作施工阶段能够可靠地传递结构梁板的自重和各种施工荷载，应根据剪力的大小计算确定需要设置的抗剪栓钉的规格和数量，逆作施工阶段，结构梁板上直接作用施工车辆等较大荷载的位置，需要时可在梁下钢支承柱上设置钢牛腿等抗剪能力较强的抗剪件；格构柱外包混凝土后伸出柱外的钢牛腿可以割除。钢管或钢管混凝土支承柱与结构梁主钢筋一般通过传力钢板连接，具体作法是在钢管周边设置带加劲肋的环形钢板，梁板受力钢筋则焊在环形钢板上；在主体建筑、结构设计允许的前提下，也可以采用钢筋混凝土环梁节点等构造型式。5.6.2逆作法的施工使得地下连续墙与梁板的连接、地下连续墙与底板的连接、中间支承柱与梁的连接设计和施工复杂化，这些连接节点是结构的关键部位。在具体设计中，应综合考虑构件形式、施工顺序、施工环境等因素确定连接方式。当钢筋直径较小时，地下结构的水平构件与地下连续墙的连接一般可采用在地下连续墙内预埋钢筋的连接方式，当钢筋直径较大时，常常采用在连续墙内预埋钢筋连接器的方式。为加强地下连续墙与地下结构的底板连接处的整体性，保证与设计假定的刚性节点一致，常采用钢筋机械连接的方式，底板的钢筋通过钢筋连接器与预埋在连续墙内的钢筋连接，并在底板与地下连续墙相交处，适当的增加底板的厚度。当地下连续墙作为主体结构的一部分时，地下结构的内墙与地下连续墙相交时的连接，如采用HPB235钢筋且直径小于16mm时，一般可选预埋钢筋法。型钢柱内型钢的截面形式和配筋，应便于梁纵向钢筋的贯穿，不宜穿过型钢翼缘，也不宜与柱的型钢直接焊接。当必须在翼缘预留贯穿孔洞时，应按柱的最不利组合的内力进行截面验算。支承柱在穿越主体结构底板处应设置可靠的止水措施。对于角钢格构柱，可在每肢角钢的周边加焊两块钢板，通过延长渗水路径起到止水的目的；对于钢管或钢管混凝士支承柱，可在位于底板的适当标高位置加焊封闭的环形钢板形成止水构件。逆作施工期间的沉降缝部位，采用型钢作为水平传力构件，既可以传递水平力，同时由于型钢的抗弯刚度较小，因而不会约束沉降缝两侧单体的自由沉降，见图5.6.2-3。地下连续墙的防水薄弱点在槽段接缝和地下连续墙与基础底板的连接位置，因此应设置必要的构造措施保证其连接和防水可靠性。6施工6.1一般规定6.1.1~6.1.2逆作法按不同分类方法有不同类型，一般按照上部建筑与地下室是否同步施工，分成以下几类:1全逆作法或上下同步逆作法按照地下结构从上至下的工序先施工界面层，再开挖界面层下的土体，然后施工界面层的下一层楼板，开挖下一层楼板下的土体，这样一直施工至地下室底板完成。在地下结构施工的同时进行上部结构施工。上部结构施工层数，则根据桩基的布置和承载力、地下结构状况、上部建筑荷载等由设计在施工前确定。2半逆作法地下结构与全逆作法相同，按从上至下的工序逐层施工，待地下结构完成后再施工上部主体结构。在软土地区因桩的承载力较小，往往采用这种施工方法。3部分逆作法界面层平面上部分区域顺作、部分区域逆作和竖向上部分楼层顺作、部分楼层逆作，工程实践中周边逆作结合中心岛顺作、裙楼逆作结合塔楼顺作或者跃层逆作等均为部分逆作法。对于逆作法的施工，整个施工过程中，各施工工况直接影响着工程结构的受力状态，例如，对于地下连续墙的受力、柱下桩的承载力的确定、结构节点构造的设置、在软土地质条件下上部结构的施工控制层数等的影响，工程结构设计应考虑施工的各种情况。所以，设计单位和施工单位应该密切配合。在工程开工前，施工单位有必要整合各个技术的相关信息并和设计单位进行洽商，以充分发挥逆作法的优点，规避逆作法的缺点。逆作法的优势之一是可缩短整体工期，在地下结构施工的同时，施工上部结构。在施工方案确定前需要对结构设计、工程施工等各方面进行综合讨论，确保设计施工一体化，从而达到缩短工期、节约成本、确保安全和保护环境等目的。6.1.3逆作法对施工的精度和质量控制要求比较高，施工单位在编制施工组织设计时应根据逆作法施工工况，对整个工程进行全面考虑、精心组织；对于逆作施工平台层的平面布置、行车路线、堆载要求和取土口的留设等与施工组织和效率密切相关的问题，应与设计相互配合；针对竖向支承桩柱的施工工艺和精度控制、先期施工结构和后期施工结构的接缝处理等关键施工内容应进行重点控制。6.1.6相比普通的向下逆作施工工程，在上下同步施工的工程中，竖向支承桩柱的承载力和变形性能、界面层的刚度和嵌固条件以及界面层上下结构的可靠转换显得尤为重要，对于这些关键结构及相关节点的设计、施工和监测方案的制定应通过多方紧密配合，反复协商才能确定。6.1.8地下工程逆作法施工多为在相对封闭的空间内作业，特别是在大量机械进行土方开挖施工情况下，地下空气污染相对严重，在自然通风难以满足要求的情况下，需要通过人工通风排气来保证作业环境满足施工要求。逆作法工程废气的来源有施工机械排出的废气、施工人员的呼吸换气、有机土壤与淤泥质土壤释出沼气、焊接或热切割作业产生不利人体健康的烟气，以及其他施工作业产生的粉尘、煤烟和废气等。逆作法工程通风排气设计流程:计算地下室容积→确定换气量→合并通风排气→选择通风设备，确定数量并合理置。6.2围护结构施工6.2.2当地质勘探资料显示拟建场地内存在不良地质时，施工前应查验位置、深度，并采取相应的处理措施。测量基线与水准点是工程施工定位的依据。施工过程中产生的土体位移、沉降会影响定位精度，应及时进行复测和保护。施工进程中需耍交接时，应按照交接手续进行，并按规定进行现场复测。对于地下管线、管沟应做好迁移或保护。6.2.3根据工程情况，对于环境保护要求较高的工程或地质条件较复杂情况下应采用非原位试成槽。通过试成槽选择适合场地土质条件、满足设计要求的机械设备、工艺参数等。试成槽过程中应定时检测护壁泥浆指标，记录成槽过程中的情况及成槽时间等；成槽至设计标高后应按设计要求的时间间隔进行槽壁垂直度、槽底沉渣厚度的检测。非原位试成槽的槽段在试成槽结束后应及时回填，位于基坑内的试验槽段在基坑开挖面以下应采用混凝土回填，基坑开挖面以上可采用土或中粗砂回填，必要时可采用注浆法对回填区域进行加固。当试验槽段位于基坑外时可采用土或中粗砂回填。6.2.4地下连续墙作为“两墙合一”，对成槽垂直度偏差及其钢筋笼垂直度偏差要求较高，必须采用具有自动纠偏功能的成槽设备和确保其钢筋笼垂直度的措施。6.2.8地下连续墙钢筋笼如果是分节制作宜采用接驳器连接。预留的剪力墙、插筋、接驳器等预埋件标高、位置应复核，为确保基坑开挖时方便凿出，可采取在保护层中设置夹板等措施。6.2.9逆作法施工对地下连续墙预埋的插筋和接驳器标高要求高，成槽过程中由于槽壁塌方等原因可能导致导墙沉降。为确保预埋插筋、接驳器标高的准确，钢筋笼吊放前需测量导墙标高并根据实测标高确定吊筋长度。6.2.16地下连续墙墙底初始注浆宜在连续墙成墙48h后开始；灌注桩桩底初始注浆宜在成桩3d后开始，不宜迟于成桩30d后，划分若干注浆区块的，可于最后一根桩成桩5~7d后开始注浆作业。注浆过程中应严格控制注浆压力、注浆量和注浆速度。初始注浆流量宜为30L/min~50L/min，最大注浆流量不宜超过75L/min，初始注浆量宜为设计总量的80%。第二次注浆在初始注浆完成3h后进行，注浆压力根据设计要求和现场试验确定，注浆流量宜为15L/min~30L/min，最大注浆流量不宜超过50L/min。6.3竖向支承桩、柱施工6.3.2支承桩、柱施工场地地坪宜施工150mm-200mm厚C20以上的混凝土硬地坪。当施工场地需行走大型吊机时，宜对混凝土硬地坪配置钢筋，以确保满足下列要求：1机械设备作业的稳定性。2垂直度调垂架的设置精度。3为垂直度调垂架提供足够的地基承载力。4支撑柱及支承桩定位精度。6.3.3桩端注浆可加固桩底和桩侧的土体有效减少支承桩的沉降，提高桩的承载力。注浆管应采用钢管，壁厚不小于3mm，接头处采用丝扣套筒连接，注浆管应采用单向阀，以防止泥浆及混凝土浆液的涌入，应能承受大于1Mpa的静水压力。单根桩注浆管数量不应少于2根，注浆管下端应伸至桩底以下200mm-500mm；在混凝土初凝后终凝前应用高压水劈通压浆管路，注浆宜在桩体混凝土达到设计强度后方可进行，注浆压力宜控制在2Mpa-3Mpa，压浆可分次进行，采用注浆压力和注浆量双控原则，即注浆量不低于设计要求的80%且注浆压力不小于2Mpa时可终止注浆。6.3.5竖向支承柱加工和拼装应按现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205的有关规定进行质量验收。由于运输条件的制约，一般支承柱长度超过16m时需分节制作，运到施工现场再进行组装。组装方法可采用地面水平拼装和孔口竖向拼装两种。水平拼装由于操作方便，相对竖向拼装质量更能保证，但水平拼装需要足够的场地，且场地应平整，宜设置制作平台，在平台上设置固定用的夹具，每节至少配置两个固定点，以确保支承柱的拼接精度。6.3.8先插法中支承柱内充填混凝土与支承桩混凝土强度等级不同时，不同强度等级混凝土的施工交界面宜设置在支承柱底部之下2m-3m位置处，并应根据施工能力及工程需要采取措施阻止和控制竖向支承柱外部混凝土的上升高度，可采用砂石对钢管柱外侧进行回填，参考作业程序如下：1当支承桩低强度等级混凝土液面上升至设计桩顶标高以上3.5m时停止浇筑，开始浇筑钢管内高强度等级混凝土。2高强度等级混凝土浇筑至钢管柱底端口上下各1m时放慢浇筑速度，泵车开启最低档或间断浇筑，尽可能减少对钢管柱产生扰动。3高强度等级混凝土停止浇筑后，拆除两节导管（即导管底口位于钢管柱底口以上3m），开始回填碎石到1/3的高度。4高强度等级混凝土停止浇筑静置约1.5h后继续浇筑高强度等级混凝土，同时测绳从四周量测回填碎石面的上升情况，若碎石上升，则停止浇筑混凝土继续回填碎石，直至钢管柱外混凝土面稳定且碎石面不再上升，再继续浇筑，及时根据两侧的钢管柱内混凝土面标高拆拔导管，埋深始终保持在6m-10m。5待钢管柱内残存的低强度等级混凝土全部从钢管柱顶部的溢浆口溢出见到高强度等级混凝土石子后方可停止浇筑，此时钢管柱内低强度等级混凝土全部被高强度等级混凝土置换完毕，高强度等级混凝土停止浇筑时混凝土面高出设计柱顶标高20cm-30cm。6混凝土浇筑完毕后，继续对钢管柱外侧回填碎石砂，回填至自然地面。回填时，需人工沿孔周边对称、均匀回填。7分批次对已回填的桩孔利用预先埋设的注浆管进行填充注浆，采用42.5级普通硅酸盐水泥按水灰比0.55拌制，水泥浆注入量为回填体积的20%。采用砂石回填方法时，竖向支承柱可以采取包裹土工布或塑料布等措施，以减少开挖后凿除外包混凝土砂石的工作量。6.3.9后插法是近年来开始应用的一种逆作法竖向支承柱施工工法。相对于桩柱一体化施工的先插法，后插法中竖向支承柱是在竖向支承桩混凝土浇筑完毕及初凝之前采用专用设备进行插入，该施工方法具有施工精度更高、竖向支承柱内充填混凝土质量更能保证等显著优势。后插法施工流程为：通过地面上后插法装置及孔内的导向纠偏装置，将钢立柱垂直向下插到支承桩中，边插边利用安装在钢立柱上的测斜仪随时监测钢立柱的垂直度，全程实行动态监控适时调整，在支承桩混凝土初凝前将永久钢立柱垂直插入到设计标高。钢管内混凝土终凝后一般采用砂石对钢管柱外侧进行回填，回填时需人工沿孔周边对称、均匀进行，回填时观察孔内泥浆液面的变化，当孔内液面上升溢出地面时，暂停回填，如此分次回填确保密实。6.3.10支承柱在制作和安装过程应采用专用测量仪器对支承柱的垂直度