地下工程逆作法與蓋挖法施工

1、第五章地下工程逆作法施工5.1概述概念逆作法 ：在地下工程結(jié)構(gòu)施工時(shí)不架設(shè)臨時(shí)支撐，以結(jié)構(gòu)本身既作擋墻又作內(nèi)支撐，施工順序與順作法相反，從上往下依次開挖和構(gòu)筑結(jié)構(gòu)本體的施工方法全逆作法 ：地上、地下同時(shí)進(jìn)行立體交叉施工半逆作法 ：地下結(jié)構(gòu)自上而下逐層施工，地上結(jié)構(gòu)不能與地下結(jié)構(gòu)同時(shí)施工蓋挖法 ：先澆筑頂板，在頂板保護(hù)下，自上而下分部開挖、支撐和澆筑結(jié)構(gòu)內(nèi)襯逆作法與順作法的不同點(diǎn)1.順作法的施工順序 基坑周邊擋墻施工完畢對擋墻作必要的支撐后，開挖土方至設(shè)計(jì)標(biāo)高，澆筑素混凝土墊層及地下結(jié)構(gòu)底板，依次由下自上，一邊拆除臨時(shí)支撐，一邊澆筑地下結(jié)構(gòu)本體。2.順作法的支撐型鋼支承、鋼管支撐、鋼筋混凝土支撐

2、土錨等逆作法的優(yōu)點(diǎn)1.地下結(jié)構(gòu)本身作為支撐，且具有相當(dāng)大的剛度，使圍護(hù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)力、變位減小，提高了工程施工的安全性，能有效控制周圍土體的變形和地表的沉降，減小了對周邊環(huán)境的影響，有利于保護(hù)鄰近建（構(gòu)）筑物。2.逆作法適用于任何不規(guī)則形狀平面或大平面。3.由于最先筑好頂板，地下、地上結(jié)構(gòu)可以同時(shí)施工，縮短了工程的施工總工期。4.一層結(jié)構(gòu)平面可作為工作平臺(tái)，不必另外架設(shè)開挖工作平臺(tái)與內(nèi)撐，這樣大幅度削減了支撐和工作平臺(tái)等大型臨時(shí)設(shè)施，減少了施工費(fèi)用。5.由于開挖和施工的交錯(cuò)進(jìn)行，逆作結(jié)構(gòu)的自身荷載由立柱直接承擔(dān)并傳遞至地基，減少了大開挖時(shí)卸載對持力層的影響，降低了基坑內(nèi)地基回彈量。逆作法施工的適用

3、范圍常用于埋藏較深的地下（基礎(chǔ)）工程的施工，可適用于各類土層條件，包括飽和含水的軟土地層。尤其適用于城市密集建筑物街區(qū)的地下（基礎(chǔ)）工程施工。如地下廠房、地下車庫、高層建筑下的深基礎(chǔ)、地下貯庫、地下變電站、地鐵車站等工程。逆作法的缺點(diǎn)1.需要設(shè)臨時(shí)立柱及立柱樁，增加了施工費(fèi)用。且由于支撐為建筑結(jié)構(gòu)本身，自重大，為防止不均勻沉降，要求立柱具有足夠的承載力。2.逆作法所設(shè)立柱內(nèi)鋼骨與原設(shè)計(jì)設(shè)置的梁主筋、基礎(chǔ)梁主筋沖突相碰，節(jié)點(diǎn)構(gòu)造復(fù)雜，施工難度大。3.為運(yùn)送開挖出的土方與施工材料，需在頂板多處設(shè)置臨時(shí)施工洞。必須對頂板采用加強(qiáng)措施。4.地下工程在樓板的覆蓋下進(jìn)行施工，閉鎖的空間使大型機(jī)械設(shè)備難于進(jìn)

4、場，作業(yè)不便，施工難度大。5.在逆作施工的各個(gè)階段澆注的混凝土都分有先澆和后澆，產(chǎn)生的交接處(縫)，不僅給施工帶來不便，而且為保證結(jié)構(gòu)、防水等問題，給施工計(jì)劃及質(zhì)量管理提出了很高的要求。逆作法施工順序與工藝流程10.路面 二層側(cè)墻施工工程施工完成12.頂 地 板 下 施工層土 邊樁下二土土 3.挖地面挖層板 9. 挖 下一底墻 7. 中間恢復(fù)通車 6. 破下柱施工板 底 5. 地地一層 面 地 2. 4. 8.圖示逆作法施工過程1. 擋墻施工；2. 立柱樁的施工；3. 鋼立柱的插入，1層鋼梁架設(shè)并與鋼立柱連接固定；4. 澆注1層梁板混凝土；5. 第1次開挖；地下1層鋼梁架設(shè)，地上鋼柱架設(shè)；6.

5、 澆注地下1層梁板混凝土；7. 第2次開挖；地下2層鋼梁架設(shè)及澆注梁板混凝土；8. 第3次開挖；地下3層鋼梁架設(shè)及澆注梁板混凝土；9. 最終開挖；基礎(chǔ)及地下4層的梁板施工。注意點(diǎn) 由于逆作法施工先筑頂板，后逐層往下施工，所以需要先設(shè)置立柱才能支撐結(jié)構(gòu)的重量，又由于在進(jìn)行地下結(jié)構(gòu)逆作法施工的同時(shí)，也進(jìn)行著地上結(jié)構(gòu)的施工，因此，所設(shè)置立柱的承載力必須大于逆作結(jié)構(gòu)的荷載及逆作期間上部結(jié)構(gòu)的荷載之和，通常這兩部分荷載統(tǒng)稱為逆作荷載。 對于型鋼鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的建筑物，可以用其自身的型鋼柱作為立柱，而對于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的建筑物，則需設(shè)置臨時(shí)用于逆作施工階段的立柱，雖然這種立柱在將來逆作施工完成后也永久留在

6、建筑物中，但一般稱鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的這種為逆作法施工附加設(shè)置的立柱為臨時(shí)立柱。5.3逆作法施工逆作法施工包括： 地下連續(xù)墻施工 中間支承柱施工 地下室結(jié)構(gòu)的施工。一、中間支承柱施工1.中間支承柱的作用在逆作法施工期間，在地下室底板未澆筑之前與地下連續(xù)墻一起承受逆作荷載；在地下室底板澆筑之后，與底板連接成整體，作為地下室結(jié)構(gòu)的一部分，將上部結(jié)構(gòu)及其承受的荷載傳遞給地基。2.中間支承柱的位置和數(shù)量支承柱應(yīng)根據(jù)地下室結(jié)構(gòu)布置和制定的施工方案經(jīng)設(shè)計(jì)計(jì)算確定。 一般布置在縱、橫墻相交處及工程樁位置。 中間支承柱所受的最大荷載必須大于等于地下室已修筑至最下一層和地面上已修筑至規(guī)定的最高層數(shù)時(shí)的荷載。因此，

7、中間支承柱的直徑一般都設(shè)計(jì)得較大。通常底板以下為鉆孔灌注樁，以便與地下室底板結(jié)為整體。其長度不能太大，否則影響底板的受力形式。 底板以上的中間支承柱身，多為鋼管混凝土柱或H型鋼柱，斷面小而承載力大，且也便于與地下室的梁、柱、墻、板等連接。 中間支承柱通常采用鉆孔灌注樁方法施工,在有條件時(shí),可采用挖孔樁方法施工,也可采用預(yù)制樁打入方法施工。 在各種方法的施工中,要求中間支撐柱(樁)位置必須準(zhǔn)確無誤,以便于與縱橫向、豎向結(jié)構(gòu)的連接。在泥漿護(hù)壁下用反循環(huán)或正循環(huán)成孔，如圖5-7所示。 鉆孔后吊放鋼管，鋼管的位置要十分準(zhǔn)確，否則與上部柱子不在同一垂線上，對結(jié)構(gòu)受力、施工不利，因此鋼管吊放后要用定位裝置

8、調(diào)整其位置。鋼管的壁厚按其承受的荷載由計(jì)算確定。在利用導(dǎo)管澆注混凝土?xí)r，鋼管的內(nèi)徑要比導(dǎo)管接頭處的外徑大50100mm。用鋼管內(nèi)的導(dǎo)管澆注混凝土?xí)r，鋼管底端埋入混凝土不能很深，一般為1m左右。為使鋼管下部與現(xiàn)澆混凝土能較好地結(jié)合，可在鋼管下端加焊豎向分布鋼筋。 混凝土柱的頂端一般高出底面30mm左右，高出部分在澆筑底板時(shí)將其鑿除，以便保證底板與中間支承柱連成整體。混凝土澆筑完畢吊出導(dǎo)管。 由于鋼管外面不澆筑混凝土，需將鉆孔上段中的泥漿進(jìn)行固化處理，以便在清除開挖的土方時(shí)，防止泥漿到處流淌，惡化施工環(huán)境。通常是在泥漿中摻入水泥10%，用空氣壓縮機(jī)的高壓空氣，通過軟管進(jìn)行吹拌，使水泥與泥漿拌和均勻

9、，使其自凝固化。 在施工期間要注意觀察中間支承柱的沉降和升抬的數(shù)值。由于上部結(jié)構(gòu)的不斷加荷，會(huì)引起中間支承的沉降，由于基坑土方的開挖，其卸載作用會(huì)引起坑底土體的回彈，使中間支承柱升抬。要求事先精確地計(jì)算確定中間支承柱最終沉降或升抬的數(shù)值，目前還有一定困難。二、地下室結(jié)構(gòu)澆筑1. 利用土模澆筑梁板對于地面梁板或地下各層梁板的混凝土澆筑，開挖土方至梁板的設(shè)計(jì)標(biāo)高后，將土面整平夯實(shí)，澆筑一層厚約50mm的素混凝土。如果土質(zhì)尚好，可抹一層砂漿，然后刷一層隔離層，即成樓板模板。對于梁模板，如土質(zhì)好可用土胎模，按梁斷面挖出槽穴即可，如圖5-8(a)所示；如土質(zhì)較差可用模板搭設(shè)梁模板，如圖5-8（b）所示。

10、 柱子模板施工時(shí)先把柱子處的土挖出至梁底以下500mm左右處，設(shè)置柱子的施工縫模板，為使下部柱子易于澆筑，該模板宜呈斜面安裝，柱子鋼筋穿通模板向下伸出接頭長度，在施工縫模板上面立柱子模板與梁模板相連接。如土質(zhì)好柱子可用土胎模，否則用模板搭設(shè)。下部柱子挖出后搭設(shè)模板進(jìn)行澆筑。2.利用支模方式澆筑梁板先挖去地下結(jié)構(gòu)一層高的土層，然后按常規(guī)方法搭設(shè)梁板的模板，澆筑梁板混凝土，再向下延伸柱或墻板的施工。需解決兩個(gè)問題：設(shè)法減少梁板支撐的沉降和結(jié)構(gòu)的變形；解決豎向構(gòu)件的上、下連接和混凝土澆筑。 為了減少樓板支撐的沉降和結(jié)構(gòu)變形，施工時(shí)需對土層采取措施進(jìn)行臨時(shí)加固。加固的方法： (1)澆筑一層素混凝土，以

11、提高土層的承載能力和減少沉降，待墻、梁澆筑完畢，開挖下層土方時(shí)隨土一同挖去，此方法多耗費(fèi)了一些混凝土； (2)鋪設(shè)砂墊層，上鋪枕木以擴(kuò)大支承面積，如圖5-10所示。上層柱子或墻板的鋼筋可插入砂墊層，以便與下層后澆筑結(jié)構(gòu)的鋼筋連接。有時(shí)還用其吊模板的措施來解決模板的支撐問題。 逆作法澆筑混凝土?xí)r，由于混凝土是從頂部的側(cè)面入倉，為便于澆筑和保證連接處的密實(shí)性，除對豎向鋼筋間距適當(dāng)調(diào)整外，構(gòu)件頂部的模板需做成喇叭形。由于上，下層結(jié)構(gòu)的結(jié)和面在上層構(gòu)件的底部，又由于地面上的沉降和剛澆筑混凝土的收縮，常常在結(jié)合面處會(huì)出現(xiàn)縫隙。為此，宜在結(jié)合面處的模板上預(yù)留若干壓漿孔，以便用壓力灌漿消除縫隙，保證構(gòu)件連接

12、處的密實(shí)性。3.施工縫處的澆筑方法(1)直接法在施工縫下部繼續(xù)澆筑混凝土?xí)r，仍然澆筑相同的混凝土，有時(shí)添加一些鋁粉以減少收縮。為澆筑密實(shí)可做出假牛腿，混凝土硬化后可鑿去，如圖5-11（a）所示。(2)充填法在施工縫處留出充填接縫，待混凝土面處理后，在接縫處充填膨脹混凝土或無浮漿混凝土如圖5-11（b）所示。(3)注漿法在施工縫處留出縫隙，待后澆筑的混凝土硬化后用壓力壓入水泥漿充填，如圖5-11 （c）所示。在上述三種方法中，直接法施工最簡單，成本也最低。施工時(shí)可對接縫處混凝土進(jìn)行二次振搗，以進(jìn)一步排除混凝土中的氣泡，確保了混凝土的密實(shí)，減少了收縮。三、垂直運(yùn)輸孔洞的預(yù)留 逆作法施工是在頂部樓蓋

13、封閉條件下進(jìn)行，在地下各層的結(jié)構(gòu)施工時(shí)，需進(jìn)行施工設(shè)備、土方、模板、鋼筋、混凝土等的上下運(yùn)輸。為此，在設(shè)計(jì)時(shí)需在適當(dāng)部位預(yù)留一定量的垂直運(yùn)輸通道，以滿足逆作法施工的需要。也可利用樓梯間或無樓板處作為垂直運(yùn)輸通道。此外，還應(yīng)對逆作法施工期間的通風(fēng)、照明、安全等采取應(yīng)有的措施，以保證施工順利進(jìn)行。31中心島+逆作法地上二層樓板頂板-64.000一柱一樁-28.6008 00厚C30 地 下 連 續(xù) 墻-5.500自然地坪-0.600100厚C20鋼筋砼護(hù)坡1:1.5-9.50012工 程樁-14.000地下二層樓板 -8.600-12.700底板地下一層樓板 -4.5004.5000.000141500L=150032某基坑逆作法高低板，夾層開孔板，重載上海典型工程案例上海工程典型案例長峰商城施工一柱一樁施工水平垂直構(gòu)件節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)半蓋挖法半蓋挖順做法工序型鋼梁路面體系覆工板設(shè)置斷面図平面図連続壁直上笠（土留壁）設(shè)置 覆工桁部切連続壁笠覆工桁設(shè)置（切梁支承部間詰打設(shè)）覆工桁間詰覆工板軍用梁路面體系荷載計(jì)算方法 蓋板荷載的