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文档简介

1、逆作法 开放分类: 建筑、施工技术、建筑技术逆作法施工技术是高层建筑物目前最先进的 施工技术方法1概述据统计,我国建成的 高层建筑累计已超过1.3亿平方米,高度超过100米的 超高层建筑已超过200幢.高层建筑最深的 地下室基坑为6层,深度-26.2米.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

2、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203米,4层地下室,用18米深地下连续墙和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,但目前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.2. 原理

3、 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.3. 逆作法分类 (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

4、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. (4)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.4. 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

5、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)由于开挖和施工的 交错进行,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. (7)逆作法存在的 不足,如逆作法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. 由于挖土是在顶部封闭状态下进行,基坑中还

6、分布有一定数量的 中间支承柱和降水用井点管,目前尚缺乏小 型、灵活、高效的 小 型挖土机械,使挖土的 难度增大.但这些技术问题相信很快会得到解决.5. 经济效益采用逆作法,一般地下室外墙与基坑围护墙采用两墙合一的 形式,一方面省去了 单独设立的 围护墙,另一方面可在工程用地范围内最大限度扩大地下室面积,增加有效使用面积.此外,围护墙的 支撑体系由地下室楼盖结构代替,省去大量支撑费用.而且楼盖结构即支撑体系,还可以解决特殊平面形状建筑或局部楼盖缺失所带来的 布置支撑的 困难,并是受力更加合理.由于上述原因,再加上总工期的 缩短,因而在软土地区对于具有多层地下室的 高层建筑,采用逆作法施工具有明显

7、的 经济效益.一般可节省地下结构总造价的 25%35%.6. 环境效益()噪音方面:由于逆作法在施工地下室时是采用先表层楼面整体浇筑,再向下挖土施工,故其在施工中的 噪音因表层楼面的 阻隔而大大降低,从而避免了 因夜间施工噪音问题而延误工期.()扬尘方面:通常的 地基处理采取开敞开挖手段,产生了 大量的 建筑灰尘,从而影响了 城市的 形象;采用逆作法施工,由于其施工作业在封闭的 地表下,可以最大限度的 减少扬尘.7. 社会效益() 交通方面:由于逆作法的 采取表层支撑,底部施工的 作业方法,故在城市交通土建中大有用武之地,它可以在地面道路继续通车的 情况下,进行道路地下作业,从而避免了 因堵车

8、绕道而产生的 损失.()采用了 逆作法,0.00层平板结构先完成,可以利用结构本身作内支撑.由于结构本身的 侧向刚度是无限大的 ,且压缩变形值相对围护桩的 变形要求来讲几乎等于零.因此,可以从根本上解决支护桩的 侧向变形,从而使周围环境不至出现因变形值过大而导致路面沉陷、基础下沉等问题,保证了 周围建筑物的 安全.()采用逆作法施工,地下连续墙与土体之间粘结力和摩擦力不仅可利用来承受垂直荷载,而且还可充分利用它承受水平风力和地震作用所产生建筑物底部巨大水平剪力和倾覆力矩,从而大大提高了 抗震效应.我国是个地震多发区,对地震的 防治是必不可少的 ,从建筑业角度来说,采用适宜的 施工工艺便可将地震

9、带来的 危害降低到最小 ,逆作法施工便具有这样的 优点,所以在深基坑支护中大量运用逆作法具有广泛的 社会效益.8. 国内应用及前景推广应用逆作法,能够提高地下工程的 安全性,可以大大节约工程造价,缩短施工工期,防止周围地基出现下沉,是一种很有发展前途和推广价值的 深基坑支护技术,在辽宁、上海、广州这类地区应用逆作法施工高层建筑深基坑较多.较典型的 有上海特种基础工程研究所办公楼,位于上海西南角徐家汇天钥桥路.该建筑物地下2层,地上5层,底板埋置深度为-7.30米.为了 探索基础结构与上部结构同时施工,以期缩短施工总工期,大楼采用了 逆作法施工技术并取得了 成功.又如,由上海第二建筑工程公司施工

10、的 恒积大厦工程以逆作法施工地下4层、地上22层,基坑深17米,施工仅用了 5个月,整个工期明显加快,并减少支撑费用400万元,周边管线沉降仅为15米米,四周道路及民房位移均在5米米以内,取得了 显著的 经济效益和社会效益.由此在上海地区掀起了 一股逆作法热,其后相继有明天广场、京沙住业大厦等数十项工程采用逆作法施工.目前,逆作法已颁列入2001年颁布的 中华人民共和国国家标准建筑地基基础设计规范;各地也陆续公布了 地下室逆作法施工工法(YJGF02-96)和(YJGF07-98),由此可说明逆作法施工已日趋成熟,其在深基坑支护中的 前景乐观.如果说上个世纪是逆作法起步时期,紧接着在全国范围内

11、迅速发展和大量应用之后,如今它正处于技术成熟期,将会有更大发展的 全盛时期.逆作法 施工广州地铁黄砂站商住发展项目地址形式复杂,土质以杂填土、淤泥土、砂为主,地下水位较高,平均地下1.5米深便出现地下水.地铁线路横穿建筑物地下,且地铁管廊部分无任何地基措施,且处于淤泥土和砂层之间,因此,水位的 下降、土方的 开挖都会对其造成不可估量的 负面影响,而地铁线路在此期间不得停车.为确保地铁的 安全使用,减少基坑外土体的 变形,该部分基坑的 围护采用地下连续墙围护及逆作法施工,利用结构梁板作支撑,增加支撑刚度.地下结构二层,主要为楼板、柱、外墙、电梯井,基坑开挖深度大部分为11.00米左右,塔楼核芯筒

12、位置15.00米左右,为确保基坑及地下室施工的 安全,在基坑四周布置有由地下连续墙、钻孔灌注桩及预应力锚杆、钢管支撑组成的 挡土支护体系,在钻孔灌注桩外做喷粉桩作为基坑的 止水系统.逆作法施工可保证边坡及临近建筑物稳定性,并可有效缩短工期.然而,须制定科学、合理的 逆作法施工方案,方能保证工程质量和安全.地下室剖面图整个逆做法工艺流程图!地下逆作法土方开挖方式1、第一层土方开挖(见下图).在进行第一层土方开挖前,应做好基坑降水,将地下水降至土方开挖面以下0.50.7米,根据设计要求,考虑到首层梁板模板的 安装及工作空间,第一层土方开挖至-2.6米处,拟采用WY100型1立方反铲挖土机挖土、装土

13、,人工辅助整平,自卸汽车运走,由南向北开挖,由北面的 大门出土.2、施工首层梁板结构(见下图).将开挖后的 土层面用人工夯实后,上铺垫木扩大支承面积,垫木的 尺寸大小 、支承面积大小 根据施工荷载、土质情况等条件确定,如土质很差,则采用混凝土垫层,在垫层或垫木完成后,即施工梁板脚手架,安装梁板模板,绑扎梁板钢筋,浇筑梁板混凝土,其施工方法同普通钢筋混凝土结构.并沿地下连续墙浇筑第一道圈梁,通过钢筋混凝土连梁与主体结构梁连接.3、土方第二次开挖(见下图).第二次挖土,应待首层梁板混凝土达到拆模时所需混凝土强度要求后,且将首层梁板模板、脚手架拆除后进行,挖土深度至负一层梁板以下,以能满足安装负一层

14、梁板脚手架、模板所需的 深度为准,考虑到本工程负一层层高为4.4米,楼板面标高+4.0米,为便于负一层安装梁板脚手架、梁板模板及绑扎梁板钢筋,第二次开挖至-7米处.在开挖过程中,将土方开挖至标高-6.5米位置,即采用人工掏槽安装钢管角支撑,然后采用人工开挖有钢角支撑区域的 土方至-7米标高位置,对于有钢斜支撑的 位置,先施工钢斜支撑所支撑的 承台,再将土方开挖至-7米位置,安装钢管斜支撑.第二次土方开挖深度较深,约4.4米,开挖工作空间较大,约5.6米,由此本次土方开挖拟采用机械开挖为主,辅助人工开挖及整平,在预留的 出土洞口位置向四周开挖,将四周的 土用K904D型小 型挖土机挖出且驳接至洞

15、口位置,将土装入特制的 斗内,通过汽车吊将其吊至地面装上自卸汽车运走,4、负一层支撑钢柱的 外包地下室外墙及混凝土立柱的 施工(见下图).在土方开挖完成后,即对支撑钢柱表面进行处理,冲刷干净,绑扎钢柱外包钢筋、地下室外墙钢筋,安装柱、地下室外墙模板,灌注柱、地下室外墙混凝土.柱、地下室外墙的 外包混凝土灌注宜从侧面入模,为便于混凝土入模和保证其密实性,除对竖向钢筋的 间距作适当调整外,柱、地下室外墙顶部的 模板宜做成喇叭形,接头外混凝土灌注至高于接缝的 适当高度,以保证接缝处的 混凝土密实,多余的 凸出部分混凝土待强度达到设计强度的 70%后,再凿平.5、负一层梁板结构施工(见下图).其施工方

16、法同首层梁板结构施工.同时地上结构施工可开始.6、土方第三次开挖(见下图).第三次土方开挖,应待负二层梁板混凝土达到拆模时所需混凝土强度要求后,且将负二层梁板模板、脚手架拆除后进行.第三次土方开挖拟采用一次开挖至底板底,包括承台、地梁的 土方开挖,本工程负二层层高为4米,底板面标高为-8.4米,底板厚650米米,本层开挖,考虑到全面挖至槽底将削弱连续墙锚固力,可能造成地铁位移,因此,采取“盆式”开挖,即先将外围挖至-9.1米,内部挖至-12米(电梯井处-15.2米).7、负二层支撑钢柱的 外包地下室外墙及混凝土立柱的 施工(见下图).在负二层支撑钢柱的 外包地下室外墙及混凝土立柱的 施工前,先施工基坑四周的 承台,浇捣基坑四周承台与地下连续墙之间的 支撑混凝土板,再拆除-1层的 钢管角支撑及钢管斜支撑,方可施工负二层支撑钢柱的 外包地下室外墙,外包混凝土立柱可与四周承台同时施工,负二层支撑钢柱的 外包地下室外墙及混凝土立柱的 施工方法同负一层.8、“盆式”开挖内部的 地下室底板、承台的 施工(见下图).地下室底板承台模板采用砖模,钢筋、混凝土的 施工方法同首层梁板结构施工.9、在地下连续墙边,浇筑两道圈梁,通过钢支撑,与已

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