深大基坑逆作法施工講義16

高層建筑多層地下室傳統(tǒng)施工方法的不足

傳統(tǒng)的施工多層地下室的方法是開(kāi)敞式施工，即大開(kāi)口放坡開(kāi)挖，或用支護(hù)結(jié)構(gòu)圍護(hù)后垂直開(kāi)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(duì)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(wèn)題：基坑很深，支護(hù)結(jié)構(gòu)的擋墻長(zhǎng)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(kāi)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(chǎng)、設(shè)備層用房等，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(kāi)挖，基坑的變形和周圍地面的沉降是施工中急待解決的問(wèn)題之一二、“逆作法”概述基坑工程傳統(tǒng)的施工方法是開(kāi)敞式施工，即開(kāi)口放坡開(kāi)挖或用支護(hù)結(jié)構(gòu)圍護(hù)后垂直開(kāi)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(kāi)始，由下而上逐層施工各層地下室結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)及地下室完成后再進(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)支撐體系或錨桿體系工程量十分大，而且工期很長(zhǎng)，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)，拆除工作量也很大，鋼筋混凝土內(nèi)支撐往往還要爆破拆除。針對(duì)“順作法”的缺點(diǎn)，“逆作法”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)就要隨著基坑由地面向下開(kāi)挖而由上往下逐層澆筑，直到地下室底板封底。與“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，故稱之為“逆作法”，也稱之為“逆筑法”?！澳嬷ā钡墓に囋硎牵合妊亟ㄖ锏叵率逸S線（地下連續(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)，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)，作為地下連續(xù)墻剛度很大的支撐，隨后逐層向下開(kāi)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、下同時(shí)進(jìn)行施工，直至工程結(jié)束。

“逆作法”施工，以地面一層樓面結(jié)構(gòu)是封閉還是敞開(kāi)，分為“封閉式逆作法”和“開(kāi)敞式逆作法”。前者可以地面上、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(duì)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(duì)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(guó)巴黎拉弗埃特百貨大樓，用逆筑法施工，工期縮短1/3。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(wú)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，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(guò)來(lái)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1350t，而用“逆筑法”施工，土方開(kāi)挖后是利用地下室結(jié)構(gòu)本身來(lái)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(guò)計(jì)算。二、“逆筑法”施工技術(shù)逆作法施工流程圖2、逆逆作作法法施施工工的的關(guān)關(guān)鍵鍵技技術(shù)術(shù)逆作作法法的的施施工工程程序序是是：：中間間支支承承柱柱和和地地下下連連續(xù)續(xù)墻墻施施工工地下下室室-1層挖挖土土和和其其頂頂板板、、內(nèi)內(nèi)部部結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)從地地下下室室-2層開(kāi)開(kāi)始始地地下下室室結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)和和地地上上結(jié)構(gòu)同時(shí)時(shí)施工（（地下室室地板澆澆筑之前前，地上結(jié)構(gòu)構(gòu)允許施施工的高高度根據(jù)據(jù)地下連續(xù)墻和和中間支支承柱的的承載能能力確定定）地下室地地板封底底并養(yǎng)護(hù)護(hù)至設(shè)計(jì)計(jì)強(qiáng)度繼續(xù)進(jìn)行行地上結(jié)結(jié)構(gòu)施工工直至工工程結(jié)束束1）支柱樁樁正確定定位：逆作法施施工時(shí)，，支承垂垂直力的的是由工工程樁接接高的型型鋼支柱柱，將來(lái)來(lái)再立柱柱外再包包裹混凝凝土作正正式地下下室柱，，所以其其軸線位位置與垂垂直度必必須正確確，要求求偏差再再20㎜以內(nèi)，否否則會(huì)影影響正式式工程柱柱子位置置的正確確性，這這在施工工工程樁樁時(shí)，就就要特別別注意提提高精度度，立柱柱要按下下部工程程樁的種種類，設(shè)設(shè)計(jì)專用用定位器器并采取取定位措措施，如如鉆孔灌灌注樁要要適當(dāng)擴(kuò)擴(kuò)大鉆孔孔，鋼筋筋籠固定定立柱要要全方位位測(cè)量垂垂直定位位下放，，再用支支架臨時(shí)時(shí)固定后后澆混凝凝土。如如果是大大口徑鋼鋼管樁，，可以在在孔內(nèi)埋埋設(shè)導(dǎo)向向定位模模板，測(cè)測(cè)量控制制垂直度度，再用用支架臨臨時(shí)固定定后，澆澆灌錨固固混凝土土。2）沉降差差異控制制逆做法是是先施工工地下室室樓板與與上部結(jié)結(jié)構(gòu)，后后施工基基礎(chǔ)大底底板，所所以工程程樁在前前期是部部分受力力部分不不受力，，因此，，各根立立柱樁會(huì)會(huì)有沉降降產(chǎn)生，，如果各各根立柱柱樁之間間或立柱柱樁與地地下墻之之間有較較大的沉沉降差，，已澆筑筑的樓板板與梁系系就會(huì)產(chǎn)產(chǎn)生裂縫縫，危及及正式結(jié)結(jié)構(gòu)的安安全。以以往的逆逆作法施施工之所所以不能能從試驗(yàn)驗(yàn)研究推推廣到大大型工程程，主要要難點(diǎn)就就是變形形控制無(wú)無(wú)法把握握?，F(xiàn)在在隨著計(jì)計(jì)算機(jī)技技術(shù)的發(fā)發(fā)展，變變形控制制能夠把把握，在在我公司司所做工工程中，，采取的的措施主主要是兩兩條：逆作法施施工順序序是事先先設(shè)定的的，在挖挖土各個(gè)個(gè)階段，，立柱與與地墻受受力可以以正確計(jì)計(jì)算，按按荷載與與地基樁樁及地質(zhì)質(zhì)指標(biāo)進(jìn)進(jìn)行沉降降估算。。各立柱柱與地墻墻相鄰沉沉降計(jì)算算差值應(yīng)應(yīng)當(dāng)滿足足結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)要求求，其沉沉降差一一般按結(jié)結(jié)構(gòu)允許許定為10~20㎜，如恒積積大廈沉沉降差≤≤20㎜，明天廣廣場(chǎng)沉降降差≤10㎜。A）設(shè)定工工況并計(jì)計(jì)算沉降降B）施工動(dòng)動(dòng)態(tài)控制制巖土力學(xué)學(xué)的計(jì)算算與實(shí)際際相差很很大，因因此保證證結(jié)構(gòu)安安全是信信息化施施工的重重要任務(wù)務(wù)。對(duì)地地下墻、、立柱樁樁、垂直直與水平平變形、、地下水水位、挖挖土工況況條件等等要全面面進(jìn)行監(jiān)監(jiān)測(cè)，根根據(jù)實(shí)測(cè)測(cè)結(jié)果再再按實(shí)際際工況來(lái)來(lái)反算土土體力學(xué)學(xué)參數(shù)，，修正下下一步工工況計(jì)算算，當(dāng)出出現(xiàn)相鄰鄰柱間沉沉降差超超過(guò)報(bào)警警值，可可以采取取停止上上部結(jié)構(gòu)構(gòu)施工、、局部放放慢或加加速挖土土，個(gè)別別地方可可采取注注漿加固固等措施施。實(shí)踐踐證明，，動(dòng)態(tài)控控制可以以保證沉沉降差在在一定范范圍之內(nèi)內(nèi)的要求求。3、坑內(nèi)降降水在上海深深基坑施施工必須須降水，，而逆作作法施工工降水更更加重要要，在降降水后，，上海軟軟土地基基土性指指標(biāo)大大大提高，，不僅能能提高人人員與機(jī)機(jī)具在地地下施工工的安全全與效率率，而且且地下室室樓板支支模也必必須降水水，所以以挖土以以前要安安排足夠夠的井點(diǎn)點(diǎn)抽水。。逆作法法施工用用深井點(diǎn)點(diǎn)，其位位置要事事先設(shè)計(jì)計(jì)，認(rèn)真真實(shí)施，，不能與與結(jié)構(gòu)梁梁相交，，以避免免給結(jié)構(gòu)構(gòu)施工帶帶來(lái)麻煩煩。深井井降水要要?jiǎng)討B(tài)控控制，水水位要定定時(shí)觀測(cè)測(cè)，應(yīng)始始終讓水水位控制制在挖土土面以下下1.5m左右。4、逆作法法施工中中的挖土土技術(shù)挖土是逆逆作法施施工的重重要環(huán)節(jié)節(jié)，有頂頂蓋的地地下挖土土難度大大，周期期長(zhǎng)，不不僅是影影響工期期的關(guān)鍵鍵因素，，而且挖挖土是產(chǎn)產(chǎn)生變形形的主要要原因，，也是施施工安全全的關(guān)鍵鍵。上海海的幾個(gè)個(gè)逆作法法施工工工程，挖挖土均采采用0.4m3、0.15m3小型挖機(jī)機(jī)與人工工相結(jié)合合，地下下水平運(yùn)運(yùn)輸采用用人力拖拖車運(yùn)輸輸?shù)匠鐾镣量紫拢?，出土吊吊運(yùn)由專專門(mén)設(shè)計(jì)計(jì)的抓土土行車完完成，再再由卡車車運(yùn)出工工地。5、逆作法法施工中中的地下下通風(fēng)、、用電和和照明措措施通風(fēng)、照照明和用用電安全全是逆作作法施工工措施中中的重要要組成部部分。這這方面稍稍有不慎慎將會(huì)釀釀成事故故，給工工程施工工帶來(lái)嚴(yán)嚴(yán)重影響響，必須須予以充充分注意意。在澆筑地地下室各各層樓板板時(shí)，按按挖土行行進(jìn)路線線應(yīng)預(yù)先先留設(shè)通通風(fēng)口。。根據(jù)柱柱網(wǎng)軸線線和實(shí)際際送風(fēng)量量的要求求，通風(fēng)風(fēng)口間距距控制在在8.5m左右。隨隨著地下下挖土工工作面的的推進(jìn)，，當(dāng)露出出通風(fēng)口口后應(yīng)及及時(shí)安裝裝大功率率渦流風(fēng)風(fēng)機(jī)，并并啟動(dòng)風(fēng)風(fēng)機(jī)向地地下施工工操作面面送風(fēng)，，清新空空氣向各各送風(fēng)口口流入，，經(jīng)地下下施工操操作面再再?gòu)亩€(gè)個(gè)取土口口流出，，形成空空氣流通通循環(huán)，，保證了了施工作作業(yè)的安安全。地下施工工動(dòng)力、、照明線線路設(shè)置置了專用用的防水水線路，，并埋設(shè)設(shè)在樓板板、梁、、柱等結(jié)結(jié)構(gòu)中，，專用的的防水電電箱應(yīng)設(shè)設(shè)置在柱柱上，不不得隨意意挪動(dòng)。。隨著地地下工作作面的推推進(jìn)，自自電箱至至各電器器設(shè)備的的線路均均需采用用雙層絕絕緣電線線，并架架空鋪設(shè)設(shè)在樓板板底。施施工完畢畢應(yīng)及時(shí)時(shí)收攏架架空線，，并切斷斷電箱電電源。在在整個(gè)施施工過(guò)程程中，各各施工操操作面上上需派專專職安全