深大基坑逆作法施工講義

1、 傳統(tǒng)的施工多層地下室的方法是開敞式施工，即大開口放坡開挖，或用支護(hù)結(jié)構(gòu)圍護(hù)后垂直開挖，挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高后澆筑鋼筋混凝土底板，再由下而上逐層施工各層地下室結(jié)構(gòu)，待地下結(jié)構(gòu)完成后再進(jìn)行地上結(jié)構(gòu)施工。 對于深度大的多層地下室，用上述傳統(tǒng)方法施工存在一些問題：基坑很深，支護(hù)結(jié)構(gòu)的擋墻長度很大，費(fèi)用增加。 基坑內(nèi)部支護(hù)結(jié)構(gòu)的支撐用量大，一方面需用大量大規(guī)格的鋼材，另一方面也增加了地下結(jié)構(gòu)施工的難度。實(shí)踐證明，利用“逆筑法”施工開挖深度大的多層地下結(jié)構(gòu)是十分有效的。 高層建筑多采用補(bǔ)償性基礎(chǔ)，有較深的多層地下室，它一方面利用補(bǔ)償原理能有效地利用地基承載力，另一方面亦可充分利用地下空間作為地下停車場、設(shè)備層用

2、房等，增加使用面積。這也為利用“逆筑法”提供了條件。 如用井點(diǎn)設(shè)備降低地下水時(shí)，水位的降低會(huì)引起土體固結(jié)，使周圍地面產(chǎn)生降沉，如不采取特殊措施，亦會(huì)危及基坑附近的建筑物、地下管線和道路。 深基坑的開挖，基坑的變形和周圍地面的沉降是施工中急待解決的問題之一概述概述基坑工程傳統(tǒng)的施工方法是開敞式施工，即開口放坡開挖或用支基坑工程傳統(tǒng)的施工方法是開敞式施工，即開口放坡開挖或用支護(hù)結(jié)構(gòu)圍護(hù)后垂直開挖，直到底板下設(shè)計(jì)標(biāo)高。然后從底板澆筑護(hù)結(jié)構(gòu)圍護(hù)后垂直開挖，直到底板下設(shè)計(jì)標(biāo)高。然后從底板澆筑鋼筋混凝土開始，由下而上逐層施工各層地下室結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)及地鋼筋混凝土開始，由下而上逐層施工各層地下室結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)及地下

3、室完成后再進(jìn)行上部主體結(jié)構(gòu)施工，這種施工方法也稱為下室完成后再進(jìn)行上部主體結(jié)構(gòu)施工，這種施工方法也稱為“順順作法作法”。 當(dāng)高層建筑的基坑工程大而深時(shí)，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)支撐體系或錨桿當(dāng)高層建筑的基坑工程大而深時(shí)，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)支撐體系或錨桿體系工程量十分大，而且工期很長，特別是使用內(nèi)支撐體系時(shí)，體系工程量十分大，而且工期很長，特別是使用內(nèi)支撐體系時(shí)，隨著地下室結(jié)構(gòu)由下而上，不再需要內(nèi)支撐時(shí)，拆除工作量也很隨著地下室結(jié)構(gòu)由下而上，不再需要內(nèi)支撐時(shí)，拆除工作量也很大，鋼筋混凝土內(nèi)支撐往往還要爆破拆除。針對大，鋼筋混凝土內(nèi)支撐往往還要爆破拆除。針對“順作法順作法”的缺的缺點(diǎn)，點(diǎn)，“逆作法逆作法”則是利用地

4、下室的梁、板、柱結(jié)構(gòu)，取代內(nèi)支撐則是利用地下室的梁、板、柱結(jié)構(gòu)，取代內(nèi)支撐體系去支撐圍護(hù)結(jié)構(gòu)，所以此時(shí)的地下室梁板結(jié)構(gòu)就要隨著基坑體系去支撐圍護(hù)結(jié)構(gòu)，所以此時(shí)的地下室梁板結(jié)構(gòu)就要隨著基坑由地面向下開挖而由上往下逐層澆筑，直到地下室底板封底。與由地面向下開挖而由上往下逐層澆筑，直到地下室底板封底。與“順作法順作法”由底板逐層向上澆筑地下室結(jié)構(gòu)的順序是相逆的，故由底板逐層向上澆筑地下室結(jié)構(gòu)的順序是相逆的，故稱之為稱之為“逆作法逆作法”，也稱之為，也稱之為“逆筑法逆筑法”。 “逆筑法逆筑法”的工藝原理是：先沿建筑物地下室軸線（地的工藝原理是：先沿建筑物地下室軸線（地下連續(xù)墻也是地下室結(jié)構(gòu)承重墻）或周

5、圍（地下連續(xù)墻下連續(xù)墻也是地下室結(jié)構(gòu)承重墻）或周圍（地下連續(xù)墻等只用作支護(hù)結(jié)構(gòu)）施工地下連續(xù)墻或其他支護(hù)結(jié)構(gòu)，等只用作支護(hù)結(jié)構(gòu)）施工地下連續(xù)墻或其他支護(hù)結(jié)構(gòu)，同時(shí)在建筑物內(nèi)部的有關(guān)位置（柱子或隔墻相交處等，同時(shí)在建筑物內(nèi)部的有關(guān)位置（柱子或隔墻相交處等，根據(jù)需要計(jì)算確定）澆筑或打下中間支承柱，作為施工根據(jù)需要計(jì)算確定）澆筑或打下中間支承柱，作為施工期間于底板封底之前承受上部結(jié)構(gòu)自重和施工荷載的支期間于底板封底之前承受上部結(jié)構(gòu)自重和施工荷載的支撐。然后施工地面一層的梁板樓面結(jié)構(gòu)，作為撐。然后施工地面一層的梁板樓面結(jié)構(gòu)，作為地下連續(xù)地下連續(xù)墻墻剛度很大的支撐，隨后逐層向下開挖土方和澆筑各層剛度很大

6、的支撐，隨后逐層向下開挖土方和澆筑各層地下結(jié)構(gòu)，直至底板封底。與此同時(shí)，由于地面一層的地下結(jié)構(gòu)，直至底板封底。與此同時(shí)，由于地面一層的樓面結(jié)構(gòu)已完成，為上部結(jié)構(gòu)施工創(chuàng)造了條件，所以可樓面結(jié)構(gòu)已完成，為上部結(jié)構(gòu)施工創(chuàng)造了條件，所以可以同時(shí)向上逐層進(jìn)行地上結(jié)構(gòu)的施工。這樣地面上、下以同時(shí)向上逐層進(jìn)行地上結(jié)構(gòu)的施工。這樣地面上、下同時(shí)進(jìn)行施工，直至工程結(jié)束。同時(shí)進(jìn)行施工，直至工程結(jié)束。1層2層-1層-2層-3層-4層3214“逆作法”的工藝原理1地下連續(xù)墻；2中間支承柱3地面層樓面結(jié)構(gòu)；4底板 “逆作法”施工，以地面一層樓面結(jié)構(gòu)是封閉還是敞開，分為“封閉式逆作法”和“開敞式逆作法”。前者可以地面上、

7、下同時(shí)進(jìn)行施工；后者上部結(jié)構(gòu)不能與地下結(jié)構(gòu)同時(shí)進(jìn)行施工，只是地下結(jié)構(gòu)自上而下逐層施工。 與傳統(tǒng)的施工方法相比，用“逆作法”施工多層地下室有下列優(yōu)點(diǎn)：1、縮短工程施工的總工期帶多層地下室的高層建筑，如采用傳統(tǒng)方法施工，其總工期為地下結(jié)構(gòu)工期加地上結(jié)構(gòu)工期，再加裝修等所占之工期。而用“逆作法”施工，一般情況下只有地下l層占絕對工期，其他各層地下室可與地上結(jié)構(gòu)同時(shí)施工，不占絕對工期，因此可以縮短工程的總工期。如上述的日本讀賣新聞社大樓，地上9層、地下6層，用“封閉式逆筑法”施工，總工期只22個(gè)月，比傳統(tǒng)施工方法縮短工期6個(gè)月。又如有6層地下室的法國巴黎拉弗埃特百貨大樓，用逆筑法施工，工期縮短1/3。

8、地下結(jié)構(gòu)層數(shù)愈多，用逆筑法施工則工期縮短愈顯著。 2、基坑變形小，相臨建筑物等沉降少 采用“逆筑法”施工，是利用逐層澆筑的地下室結(jié)構(gòu)作為周圍支護(hù)結(jié)構(gòu)地下連續(xù)墻的內(nèi)部支撐。由于地下室結(jié)構(gòu)與臨時(shí)支撐相比剛度大得多，所以地下連續(xù)墻在側(cè)壓力作用下的變形就小得多。此外，由于中間支承柱的存在使底板增加了支點(diǎn)，澆筑后的底板成為多跨連續(xù)板結(jié)構(gòu)，與無中間支承柱的情況相比跨度減小，從而使底板的隆起也減少。因此，“逆筑法”施工能減少基坑變形，使相鄰的建（構(gòu)）筑物、道路和地下管線等的沉降減少，在施工期間可保證其正常使用。 3、使底板設(shè)計(jì)趨向合理 鋼筋混凝土底板要滿足抗浮要求。用傳統(tǒng)方法施工時(shí)，底板澆筑后支點(diǎn)少，跨度大

9、，上浮力產(chǎn)生的彎矩值大，有時(shí)為了滿足施工時(shí)抗浮要求而需加大底板的厚度，或增強(qiáng)底板的配筋。而當(dāng)?shù)叵潞偷厣辖Y(jié)構(gòu)施工結(jié)束，上部荷載傳下后，為滿足抗浮要求而加厚的混凝土反過來又作為自重荷載作用于底板上，因而使底板設(shè)計(jì)不盡合理。用“逆筑法”施工，在施工時(shí)底板的支點(diǎn)增多，跨度減小，較易滿足抗浮要求，甚至可減少底板配筋，使底板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)趨向合理。 4、可節(jié)省護(hù)結(jié)構(gòu)的支撐 深度較大的多層地下室了，如用傳統(tǒng)方法施工，為減少支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形需設(shè)置強(qiáng)大的內(nèi)部支撐或外部拉錨，不但需要消耗大量鋼材，施工費(fèi)用亦相當(dāng)可觀。如上海電信大樓的深11m、地下3層的地下室，用傳統(tǒng)方法施工，為保證支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，約需臨時(shí)鋼圍檁和鋼支撐

10、1350t，而用“逆筑法”施工，土方開挖后是利用地下室結(jié)構(gòu)本身來支撐作為支護(hù)結(jié)構(gòu)的地下連續(xù)墻，可省去支護(hù)結(jié)構(gòu)的臨時(shí)支撐。適用范圍： “逆作法”施工技術(shù)適用于高層建筑、多層地下室結(jié)構(gòu)施工及類似地下室結(jié)構(gòu)的地下構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)施工。但地下連續(xù)墻中柱樁沉降量必須經(jīng)過計(jì)算。二、二、“逆筑法逆筑法”施工技術(shù)施工技術(shù)地下墻、工程樁與立柱等前期工作深井降水等準(zhǔn)備工作降 水盆式開挖至地下一層地下一層模板墊層綁扎鋼筋、0.00支模驗(yàn)收澆混凝土挖盆邊土綁扎鋼筋地下一層支模驗(yàn)收澆混凝土養(yǎng)護(hù)+5.00 樓板支模鋼筋養(yǎng)護(hù)+5.00 澆混凝土+10.00 樓板支模鋼筋+10.00 樓板混凝土+15.00 樓板支模鋼筋養(yǎng)護(hù)+1

11、5.00 樓板混凝土養(yǎng)護(hù)+20.00 樓板支模鋼筋+20.00 樓板混凝土繼續(xù)往上施工繼續(xù)降水逆作法挖土設(shè)備安裝調(diào)試地下二層挖土觀察中柱樁沉降及周圍環(huán)境變化在控制值內(nèi)在控制值外采取措施降水基底以下1.5米地下二層模板墊層復(fù)核驗(yàn)收地下二層澆搗混凝土地下三層挖土在控制值外觀察中柱樁沉降及周圍環(huán)境采取措施在控制值內(nèi)地下三層四層重復(fù)二層做法澆筑底板墊層拆除深井綁扎底板鋼筋底板芯筒模復(fù)核驗(yàn)收澆筑基礎(chǔ)底板混凝土地下三、四層復(fù)合墻柱等節(jié)點(diǎn)處理養(yǎng)護(hù)地下二層扎鋼筋逆作法施工流程圖2、逆作法施工的關(guān)鍵技術(shù)逆作法的施工程序是：中間支承柱和地下連續(xù)墻施工地下室-1層挖土和其頂板、內(nèi)部結(jié)構(gòu)從地下室-2層開始地下室結(jié)構(gòu)和

12、地上結(jié)構(gòu)同時(shí)施工（地下室地板澆筑之前，地上結(jié)構(gòu)允許施工的高度根據(jù)地下連續(xù)墻和中間支承柱的承載能力確定）地下室地板封底并養(yǎng)護(hù)至設(shè)計(jì)強(qiáng)度繼續(xù)進(jìn)行地上結(jié)構(gòu)施工直至工程結(jié)束1）支柱樁正確定位： 逆作法施工時(shí)，支承垂直力的是由工程樁接高的型鋼支柱，將來再立柱外再包裹混凝土作正式地下室柱，所以其軸線位置與垂直度必須正確，要求偏差再20以內(nèi)，否則會(huì)影響正式工程柱子位置的正確性，這在施工工程樁時(shí)，就要特別注意提高精度，立柱要按下部工程樁的種類，設(shè)計(jì)專用定位器并采取定位措施，如鉆孔灌注樁要適當(dāng)擴(kuò)大鉆孔，鋼筋籠固定立柱要全方位測量垂直定位下放，再用支架臨時(shí)固定后澆混凝土。如果是大口徑鋼管樁，可以在孔內(nèi)埋設(shè)導(dǎo)向定位

13、模板，測量控制垂直度，再用支架臨時(shí)固定后，澆灌錨固混凝土。2）沉降差異控制 逆做法是先施工地下室樓板與上部結(jié)構(gòu)，后施工基礎(chǔ)大底板，所以工程樁在前期是部分受力部分不受力，因此，各根立柱樁會(huì)有沉降產(chǎn)生，如果各根立柱樁之間或立柱樁與地下墻之間有較大的沉降差，已澆筑的樓板與梁系就會(huì)產(chǎn)生裂縫，危及正式結(jié)構(gòu)的安全。以往的逆作法施工之所以不能從試驗(yàn)研究推廣到大型工程，主要難點(diǎn)就是變形控制無法把握?，F(xiàn)在隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，變形控制能夠把握，在我公司所做工程中，采取的措施主要是兩條： 逆作法施工順序是事先設(shè)定的，在挖土各個(gè)階段，立柱與地墻受力可以正確計(jì)算，按荷載與地基樁及地質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行沉降估算。各立柱與地墻相鄰

14、沉降計(jì)算差值應(yīng)當(dāng)滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，其沉降差一般按結(jié)構(gòu)允許定為1020，如恒積大廈沉降差20，明天廣場沉降差10。a）設(shè)定工況并計(jì)算沉降b）施工動(dòng)態(tài)控制 巖土力學(xué)的計(jì)算與實(shí)際相差很大，因此保證結(jié)構(gòu)安全是信息化施工的重要任務(wù)。對地下墻、立柱樁、垂直與水平變形、地下水位、挖土工況條件等要全面進(jìn)行監(jiān)測，根據(jù)實(shí)測結(jié)果再按實(shí)際工況來反算土體力學(xué)參數(shù)，修正下一步工況計(jì)算，當(dāng)出現(xiàn)相鄰柱間沉降差超過報(bào)警值，可以采取停止上部結(jié)構(gòu)施工、局部放慢或加速挖土，個(gè)別地方可采取注漿加固等措施。實(shí)踐證明，動(dòng)態(tài)控制可以保證沉降差在一定范圍之內(nèi)的要求。3、坑內(nèi)降水 在上海深基坑施工必須降水，而逆作法施工降水更加重要，在降水后，上

15、海軟土地基土性指標(biāo)大大提高，不僅能提高人員與機(jī)具在地下施工的安全與效率，而且地下室樓板支模也必須降水，所以挖土以前要安排足夠的井點(diǎn)抽水。逆作法施工用深井點(diǎn)，其位置要事先設(shè)計(jì)，認(rèn)真實(shí)施，不能與結(jié)構(gòu)梁相交，以避免給結(jié)構(gòu)施工帶來麻煩。深井降水要?jiǎng)討B(tài)控制，水位要定時(shí)觀測，應(yīng)始終讓水位控制在挖土面以下1.5m左右。4、逆作法施工中的挖土技術(shù) 挖土是逆作法施工的重要環(huán)節(jié)，有頂蓋的地下挖土難度大，周期長，不僅是影響工期的關(guān)鍵因素，而且挖土是產(chǎn)生變形的主要原因，也是施工安全的關(guān)鍵。上海的幾個(gè)逆作法施工工程，挖土均采用0.4m3 、0.15m3小型挖機(jī)與人工相結(jié)合，地下水平運(yùn)輸采用人力拖車運(yùn)輸?shù)匠鐾量紫?，出土?/p>

16、運(yùn)由專門設(shè)計(jì)的抓土行車完成，再由卡車運(yùn)出工地。5、逆作法施工中的地下通風(fēng)、用電和照明措施 通風(fēng)、照明和用電安全是逆作法施工措施中的重要組成部分。這方面稍有不慎將會(huì)釀成事故，給工程施工帶來嚴(yán)重影響，必須予以充分注意。 在澆筑地下室各層樓板時(shí)，按挖土行進(jìn)路線應(yīng)預(yù)先留設(shè)通風(fēng)口。根據(jù)柱網(wǎng)軸線和實(shí)際送風(fēng)量的要求，通風(fēng)口間距控制在8.5m左右。隨著地下挖土工作面的推進(jìn)，當(dāng)露出通風(fēng)口后應(yīng)及時(shí)安裝大功率渦流風(fēng)機(jī)，并啟動(dòng)風(fēng)機(jī)向地下施工操作面送風(fēng)，清新空氣向各送風(fēng)口流入，經(jīng)地下施工操作面再從二個(gè)取土口流出，形成空氣流通循環(huán)，保證了施工作業(yè)的安全。 地下施工動(dòng)力、照明線路設(shè)置了專用的防水線路，并埋設(shè)在樓板、梁、柱等結(jié)構(gòu)中，專用的防水電箱應(yīng)設(shè)置在柱上，不得隨意挪動(dòng)。隨著地下工作面的推進(jìn)，自電箱至各電器設(shè)備的線路均需采用雙層絕緣電線，并架空鋪設(shè)在樓板底。施工完畢應(yīng)及時(shí)收攏架空線，并切斷電箱電源。在整個(gè)施工過程中，各施工操作面上需派專職安全巡視員監(jiān)護(hù)各類安全措施和指導(dǎo)落實(shí)。6、柱、梁、板、墻的節(jié)點(diǎn)施工由于施工逆作法，其地下室的結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)形式與常規(guī)施工法有著較大的區(qū)別。