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1、 高層建筑多層地下室全逆作法施工工法1、 前言隨著我國城市人口的不斷增長和土地資源的急劇緊張使得城市中的高層建筑和地下工程越來越多，截止2014年，中國已成為世界上高層建筑最多的國家，而逆作法施工技術正是在這種情況下應運而生，為當前城市中高層建筑工程的施工起到了促進作用。逆作法施工技術具有縮短工程總工期、節約工程造價、防止周圍地基出現下沉、以及對環境影響較小等優點，在深基坑支護及高層建筑地下室中應用廣泛，實踐證明建筑工程全逆作法施工技術具有良好的經濟效益與社會效益。 2、 特點2.1本工法的主要特點是區別于傳統的正作法程序：開挖基坑施工基樁施工底板施工地下室豎向構件施工地下室梁板，地下室施工耗2、費的時間占了整棟樓相當大的比例。而全逆作法可使建筑物上部結構的施工和地下基礎結構施工平行立體作業，大約可節省工時1/3。2.2受力良好合理，圍護結構變形量小，因而對鄰近建筑的影響亦小。2.3節省大量的工程費用，如外墻及其工程樁的費用、外墻防水層的費用、挖填土方的費用等；一層結構平面可作為工作平臺，不必另外架設開挖工作平臺與內撐，這樣大幅度削減了支撐和工作平臺等大型臨時設施費用。2.4由于開挖和施工的交錯進行，逆作結構的自身荷載由立柱直接承擔并傳遞至地基，減少了大開挖時卸載對持力層的影響，降低了基坑內地基回彈量。2.5施工噪聲小，揚塵小，尤其適用于鬧市區施工。3、 適用范圍適用于建筑密度大，鄰近3、建筑物及周圍環境對沉降變形敏感，施工場地狹窄，施工工期緊張，地基軟土層厚等工程情況。4、 工藝原理首先沿建筑物地下室軸線或周圍施工地下連續墻或其他支護結構，同時建筑物內部的有關位置澆筑或打下中間支承樁和柱，作為施工期間于底板封底之前承受上部結構自重和施工荷載的支撐。然后施工地面一層的梁板樓面結構，作為地下連續墻剛度很大的支撐，隨后逐層向下開挖土方和澆筑各層地下結構，直至底板封底。同時，由于地面一層的樓面結構已完成，為上部結構施工創造了條件，所以可以同時向上逐層進行地上結構的施工。如此地面上、下同時進行施工，直至工程結束。 5、施工工藝流程及操作要點5.1逆作法施工總工藝流程如下圖施工準備逆作法4、施工方案基礎樁（已完成）地下連續墻（已完成） 樁心鋼結構（已完成）第一步土方開挖 負一層梁板澆筑 轉換層及塔樓施工底板混凝土澆筑承臺澆筑負二層柱混凝土澆筑四層結構施工二-三層結構施工首層頂板施工首層墻柱施工負二層土方開挖至基底混凝土養護負一層墻體施工負二層梁板澆筑負一層柱混凝土澆筑負一層土方開挖混凝土養護封閉施工孔洞地下室逆作施工完畢負二層墻體施工 5.2操作要點 5.2.1排樁(帶止水)或地下連續墻的施工 在施工過程中宜根據情況的變化，選擇合理的工藝和機械設備，以最大限度的發揮設備效能，保證排樁或地下連續墻施工質量和基坑止水，加快工程進度。 5.2.2樁和鋼管混凝土柱的施工 ， - 1、深基5、坑的工程樁由于受樁徑大小的影響和受鋼管柱的定位和施工的影響，一般采用人工挖孔樁。在施工人工挖孔樁護壁時即進行鋼管定位預埋件的安裝，澆灌樁芯混凝土后，在混凝土初凝前應嚴格按設計要求剔除樁頂的浮渣層。同時，在施工過程中做好鋼管柱定位器的安裝、固定和位置校核的工作，澆灌樁芯混凝土3d后即吊裝鋼管柱。 2、鋼管混凝土柱不但作為逆作法施工時的豎向支撐，而且作為地下室的承重構件，其外包鋼管由指定單位進行加工，圓型柱可采用螺旋卷板自動焊接，異型柱可采用直縫自動焊和手工焊相結合的方法。鋼管柱加工時一次成型，放入樁孔，套于定位器上，在澆注高強混凝土前先進行固定，并在樁孔壁和鋼管壁之間空隙按設計要求填砂和每隔約56、m澆筑素混凝土圈。澆注鋼管柱混凝土時，由混凝土攪拌車直接開到井口或由吊機將斗吊至井口，將混凝土送入連著導管的漏斗內。用導管法施工并用高頻振搗器分層振搗密實。 5.2.3降水工程 1、降水工程應分基坑內地下水降水、排水和地面水截水、排水兩部分。基坑內可采用降水井、集水溝和抽水設備組成降水、集水、排水系統。降水井的設置個數可根據滲透系數和地下水位來確定。地面水截水、排水，可在已澆筑樓面的預留孔洞周圍設置擋水設施，并用鋼板覆蓋暫時不用的孔洞，在施工層布置明溝集水，水流入降水井或集水坑，集中排走。 2、底板施工過程中設置排水溝降低地下水或巖石裂隙的水壓，排水溝與降水井連通，并繞過地梁樁臺和其他障礙物，7、能方便施工且能在底板施工過程中保持降水，地下室完成后停止抽水時，用快干混凝土封閉降水井口，鋼過濾管通過底板部分外側焊接止水環。 5.2.4通風工程 采用送排結合、煙囪效應的方法。根據地下室面積的大小和層數的多少，在0.000樓板預留孔洞邊，布置多臺鼓風機，由地面引入新風，通過送風管，向結構施工面送風，在施工面的上部安裝排風機，通過預留孔向地面排出廢氣。風管沿墻四周布置，固定于樓板底。隨著工作面的向內延伸，風管亦不斷接長，保證工作面處的空氣質量。 5.2.5地下室垂直運輸 1、解決基坑內外的垂直運輸的效率問題，是多層地下室全逆作法成功的關鍵之一。地下室土石方需要外運，鋼筋、模板、鋼構件等材料需要8、運進地下室。為此，在出土口處安裝垂直運輸系統，在零米層用龍門架吊掛特制的吊土桶，用于吊土外運。取下吊土桶后，可用吊鉤吊運鋼筋、模板、鋼構件入地下室。 2、出土口的位置根據場地和道路的實際情況及結構施工順序的需要來選擇。在首層梁板施工時，在相應的位置預留出土口的孔洞，在預留孔洞的四周留出用于封閉孔洞的鋼筋，并在相應的位置預埋鐵件，便于安裝吊土提升架。工程結束前才能封閉出土口。 5.2.6分段流水施工土方和梁板工程 1、流水施工的分段要合理，考慮分塊與出土口的遠近，分兩段以上進行流水施工的同時穿插結構施工，多工序互相交錯，合理安排，以保證施工的等節奏流水。 2、土方開挖按全逆作法的支撐順序分階段進9、行。先進行明挖，施工完首層樓板后，地下室轉入逆作法施工，并同時進行上部結構施工。 3、首層樓板以下一般每兩層為一組(視施工機械要求而定)進行土方開挖，從出土口向下挖掘到設計標高，再向四周擴大。利用中小型機械實現全機械化土方開挖和出土作業。由挖掘機負責挖土和短距離運輸，基坑擴大后，用推土機進行土方水平傳送，在出土口安排大容量的挖掘機把土方裝上吊斗，利用提土設備將土吊至地面堆放，地面再由挖掘機裝車。挖土同時，一邊鑿除人工挖孔樁護壁、修整連續墻內壁面，一邊平整地坪，搗制下一層樓板梁底墊層、安裝梁模和樓板底模。挖至最后一層時砌底板胎模和需后挖的人工挖孔樁。 5.2.7模板工程 1、除了底板外，地下室所10、有樓層的混凝土樓板均采用鋼木模板施工。由于模板工程和土方開挖工程在流水施工中分階段交替進行，在兩層一挖土方挖至設計標高時即進行平整，澆好墊層后按正常的施工方法安裝梁模和板模，在鋼木模表面上刷混凝土隔離劑。上一層的梁、樓板采用正作法施工，用門式鋼支頂進行支頂。 2、底板采用砌磚地梁模和素混凝土墊層板模，水泥砂漿找平抹光。 3、外墻施工需先在外墻上安裝拉桿螺絲，同時要鑿去外墻側壁表皮，露出新鮮混凝土后，再將上下接縫鑿毛并清理干凈。綁扎好外墻鋼筋后安裝鋼模板，分別套上豎桿和橫桿，拉平對齊鎖緊。 4、其他墻體和柱，采用對拉螺絲和鋼模板支模。 5.2.8樓板混凝土工程 1、全逆作法施工是在頂部樓蓋封閉的11、條件下進行的，故采用泵送混凝土較為合適。根據工程大小確定輸送泵臺數進行連續澆灌。要求混凝土的坍落度為14-16Cm，初凝時間為10-12h，以防止冷縫出現。 2、樓板混凝土按施工進度及考慮混凝土的溫度收縮特性進行分塊。澆灌混凝土板時，采取長向推進辦法，兩組以上輸送泵并排薄層灌注到頂的澆搗方式，同時及時用水泵將混凝土泌水排出室外。在澆搗過程中振動器配合使用，確保混凝土的密實。 3、混凝土分塊施工的臨時施工縫處采用免拆除v型鋼網作側模。 5.2.9隔墻和外墻混凝土的施工1、墻板的預留筋可插入墊層，以便與下層后澆筑結構的鋼筋連接。在安裝下層墻板鋼筋和模板之前，先將上層構件打毛干凈直至露出新鮮混凝土。12、 2、隔墻和外墻難以從上面澆筑混凝土，且隔墻和外墻每次澆筑高度均不大，所以澆筑混凝土時可以從頂部的側面插入，澆筑時，突出的楔形混凝土面要比上下兩構件接縫面高出510cm。混凝土拆模后，立即將突出墻面的楔形混凝土塊鑿除。 3、為使混凝土密實，使用附著式和插入式振動棒振搗。 5.2.10鋼梁的安裝鋼梁用于核心筒鋼構架柱的橫向連接，是中心筒部位的構架柱和周邊鋼管柱的聯結梁，也可作為樓板梁的部分。在地面將鋼粱制作成型后，用卷揚機將其吊入基坑內，然后由挖掘機或裝載機水平運送到預定位置，利用挖掘機配合手動葫蘆對接就位，手工焊接。對于底板處的鋼粱，則在基坑底鋪設鋼軌，用卷揚機進行拖運到位。 6、材料與設備613、.1材料型鋼、焊條、鋼絲刷等6.2機械設備本工法需用的主要機具設備為：抓斗(含吊機)、沖孔成槽機、反鏟挖掘機、推土機、吊機、龍門吊、鏟車、機械化吊運的土斗、空壓機、風炮機、卷揚機、電焊機(交流電、直流電)、鋼筋彎曲機、鋼筋切斷機、鋼筋對焊機、軸流風機、箱式離心風機，混凝土泵車，罐車。其規格和數量依據工程實際情況而選定。 7、質量控制本工法按地基與基礎工程施工及驗收規范(GB50202-2002)、混凝土結構工程施工及驗收規范(GB 50204-2002)（2011年版）、鋼結構工程施工及驗收規范(GB 50205-2001）及鋼管混凝土設計與施工規程及有關規范標準施工。 8、安全措施 8.1采14、用有效的監測手段確保深基坑支護本身的安全及周圍建筑物、地下管線的安全使用。 8.2挖土時嚴格按施工順序和允許開挖的深度進行，不得有超標挖土和無序挖土。 8.3在開挖到設計要求的深度后，立即進行板和梁的澆筑。 8.4做好施工過程的排水。 8.5用電實行三相五線制，所有電器設備必須裝設漏電保護開關。進坑的動力及照明電線應使用電纜，在支撐或坑壁上要可靠地進行固定。 8.6坑內應有足夠照明度，照明線應架設在上層底板下方，并使用低壓電氣設備。 8.7在封閉的地下室施工，必須加強通風，排煙設施，保證空氣的流通。8.8全逆作施工時，坑洞和孔洞較多，要設圍護欄桿，上下要設有專用上、下人梯。 9、環保措施 由于15、全逆作法施工時是先將首層樓面(00)整體澆筑，再向下挖土施工，施工中的噪音因樓板阻隔而大大降低，從而減少了對周圍環境的噪聲污染和揚塵污染，做好施工現場的文明施工工作。 10、效益分析10.1本工法以地下室主體結構的梁、板作為施工期間墻式支護的橫向支撐體系，利用鋼管混凝土柱及核心筒帶約束鋼管混凝土柱作為結構的豎向支承，結構受力合理。在確保基坑周邊安全方面，因利用地下室本體結構作為支護結構，穩妥、可靠、周邊變形很小。10.2在節約工期方面的表現有：本工法充分利用0.00層的梁、板作為施工的工作面，使地上、地下可以同步施工，從而可大幅度縮短工期。作業人員在地下空間工作，基本不受氣候條件的影響，能確保16、按計劃工期完成任務。 10.3在成本控制方面：墻式支護直接作為地下室的外墻，地下室的鋼管柱、鋼構架柱、混凝土梁、板結構直接作為地下連續墻的內支撐，因此，不但縮短了施工工期，也節約了大量的臨時垂直支柱、水平支撐、橫撐、斜撐等工程用料，大大降低了施工費用。地下室采用全逆作法施工，只挖走了地下連續墻范圍內的土石方，比傳統的大開挖施工地下室，可以減少大量的土方工程量，這不但縮短工期，也節約土石方開挖和回填的工程量，工程投資得到了有效的控制。 11.工程實例南京青奧中心項目施工體量大，場地狹小，按照常規的施工方法，至少需3-4年才可能完成，而全逆作法的應用將縮短三分之一的工期。實踐證明，采用全逆作法的建筑基坑變形小，對相鄰建筑物的影響小，可節省支護結構的支撐費用，經濟效益明顯。