浅析高层建筑多层地下室全逆作法施工工法

浅析高层建筑多层地下室全逆作法施工工法1、前言随着我国城市人口的不断增长和土地资源的急剧紧张使得城市中的高层建筑和地下工程越来越多，截止2014年，中国已成为世界上高层建筑最多的国家，而逆作法施工技术正是在这种情况下应运而生，为当前城市中高层建筑工程的施工起到了促进作用。

逆作法施工技术具有缩短工程总工期、节约工程造价、防止周围地基出现下沉、以及对环境影响较小等优点，在深基坑支护及高层建筑地下室中应用广泛，实践证明建筑工程全逆作法施工技术具有良好的经济效益与社会效益。

2、特点2.1本工法的主要特点是区别于传统的正作法程序：开挖基坑—施工基桩—施工底板—施工地下室竖向构件—施工地下室梁板，地下室施工耗费的时间占了整栋楼相当大的比例。

而全逆作法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，大约可节省工时1/3。

2.2受力良好合理，围护结构变形量小，因而对邻近建筑的影响亦小。

2.3节省大量的工程费用，如外墙及其工程桩的费用、外墙防水层的费用、挖填土方的费用等；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费用。

2.4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。

2.5施工噪声小，扬尘小，尤其适用于闹市区施工。

3、适用范围适用于建筑密度大，邻近建筑物及周围环境对沉降变形敏感，施工场地狭窄，施工工期紧张，地基软土层厚等工程情况。

4、工艺原理首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。

5、施工工艺流程及操作要点5.1逆作法施工总工艺流程如下图施工准备逆作法施工方案基础桩（已完成）地下连续墙（已完成）桩心钢结构（已完成）第一步土方开挖负一层梁板浇混凝土养护负一层土方开挖负一层柱混凝土浇筑负二层梁板浇筑负一层墙体施工混凝土养护首层墙柱施工负二层土方开挖至基底首层顶板施工负二层柱混凝土浇筑二-三层结构施工承台浇筑四层结构施工底板混凝土浇筑封闭施工孔洞负二层墙体施工转换层及塔楼施工地下室逆作施工完毕5.2操作要点5.2.1排桩(带止水)或地下连续墙的施工在施工过程中宜根据情况的变化，选择合理的工艺和机械设备，以最大限度的发挥设备效能，保证排桩或地下连续墙施工质量和基坑止水，加快工程进度。

5.2.2桩和钢管混凝土柱的施工，-1、深基坑的工程桩由于受桩径大小的影响和受钢管柱的定位和施工的影响，一般采用人工挖孔桩。

在施工人工挖孔桩护壁时即进行钢管定位预埋件的安装，浇灌桩芯混凝土后，在混凝土初凝前应严格按设计要求剔除桩顶的浮渣层。

同时，在施工过程中做好钢管柱定位器的安装、固定和位置校核的工作，浇灌桩芯混凝土3d后即吊装钢管柱。

2、钢管混凝土柱不但作为逆作法施工时的竖向支撑，而且作为地下室的承重构件，其外包钢管由指定单位进行加工，圆型柱可采用螺旋卷板自动焊接，异型柱可采用直缝自动焊和手工焊相结合的方法。

钢管柱加工时一次成型，放入桩孔，套于定位器上，在浇注高强混凝土前先进行固定，并在桩孔壁和钢管壁之间空隙按设计要求填砂和每隔约5m浇筑素混凝土圈。

浇注钢管柱混凝土时，由混凝土搅拌车直接开到井口或由吊机将斗吊至井口，将混凝土送入连着导管的漏斗内。

用导管法施工并用高频振捣器分层振捣密实。

5.2.3降水工程1、降水工程应分基坑内地下水降水、排水和地面水截水、排水两部分。

基坑内可采用降水井、集水沟和抽水设备组成降水、集水、排水系统。

降水井的设置个数可根据渗透系数和地下水位来确定。

地面水截水、排水，可在已浇筑楼面的预留孔洞周围设置挡水设施，并用钢板覆盖暂时不用的孔洞，在施工层布置明沟集水，水流入降水井或集水坑，集中排走。

2、底板施工过程中设置排水沟降低地下水或岩石裂隙的水压，排水沟与降水井连通，并绕过地梁桩台和其他障碍物，能方便施工且能在底板施工过程中保持降水，地下室完成后停止抽水时，用快干混凝土封闭降水井口，钢过滤管通过底板部分外侧焊接止水环。

5.2.4通风工程采用送排结合、烟囱效应的方法。

根据地下室面积的大小和层数的多少，在±0.000楼板预留孔洞边，布置多台鼓风机，由地面引入新风，通过送风管，向结构施工面送风，在施工面的上部安装排风机，通过预留孔向地面排出废气。

风管沿墙四周布置，固定于楼板底。

随着工作面的向内延伸，风管亦不断接长，保证工作面处的空气质量。

5.2.5地下室垂直运输1、解决基坑内外的垂直运输的效率问题，是多层地下室全逆作法成功的关键之一。

地下室土石方需要外运，钢筋、模板、钢构件等材料需要运进地下室。

为此，在出土口处安装垂直运输系统，在零米层用龙门架吊挂特制的吊土桶，用于吊土外运。

取下吊土桶后，可用吊钩吊运钢筋、模板、钢构件入地下室。

2、出土口的位置根据场地和道路的实际情况及结构施工顺序的需要来选择。

在首层梁板施工时，在相应的位置预留出土口的孔洞，在预留孔洞的四周留出用于封闭孔洞的钢筋，并在相应的位置预埋铁件，便于安装吊土提升架。

工程结束前才能封闭出土口。

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，考虑分块与出土口的远近，分两段以上进行流水施工的同时穿插结构施工，多工序互相交错，合理安排，以保证施工的等节奏流水。

2、土方开挖按全逆作法的支撑顺序分阶段进行。

先进行明挖，施工完首层楼板后，地下室转入逆作法施工，并同时进行上部结构施工。

3、首层楼板以下一般每两层为一组(视施工机械要求而定)进行土方开挖，从出土口向下挖掘到设计标高，再向四周扩大。

利用中小型机械实现全机械化土方开挖和出土作业。

由挖掘机负责挖土和短距离运输，基坑扩大后，用推土机进行土方水平传送，在出土口安排大容量的挖掘机把土方装上吊斗，利用提土设备将土吊至地面堆放，地面再由挖掘机装车。

挖土同时，一边凿除人工挖孔桩护壁、修整连续墙内壁面，一边平整地坪，捣制下一层楼板梁底垫层、安装梁模和楼板底模。

挖至最后一层时砌底板胎模和需后挖的人工挖孔桩。

5.2.7模板工程1、除了底板外，地下室所有楼层的混凝土楼板均采用钢木模板施工。

由于模板工程和土方开挖工程在流水施工中分阶段交替进行，在两层一挖土方挖至设计标高时即进行平整，浇好垫层后按正常的施工方法安装梁模和板模，在钢木模表面上刷混凝土隔离剂。

上一层的梁、楼板采用正作法施工，用门式钢支顶进行支顶。

2、底板采用砌砖地梁模和素混凝土垫层板模，水泥砂浆找平抹光。

3、外墙施工需先在外墙上安装拉杆螺丝，同时要凿去外墙侧壁表皮，露出新鲜混凝土后，再将上下接缝凿毛并清理干净。

绑扎好外墙钢筋后安装钢模板，分别套上竖杆和横杆，拉平对齐锁紧。

4、其他墙体和柱，采用对拉螺丝和钢模板支模。

5.2.8楼板混凝土工程1、全逆作法施工是在顶部楼盖封闭的条件下进行的，故采用泵送混凝土较为合适。

根据工程大小确定输送泵台数进行连续浇灌。

要求混凝土的坍落度为14-16Cm，初凝时间为10-12h，以防止冷缝出现。

2、楼板混凝土按施工进度及考虑混凝土的温度收缩特性进行分块。

浇灌混凝土板时，采取长向推进办法，两组以上输送泵并排薄层灌注到顶的浇捣方式，同时及时用水泵将混凝土泌水排出室外。

在浇捣过程中振动器配合使用，确保混凝土的密实。

3、混凝土分块施工的临时施工缝处采用免拆除v型钢网作侧模。

5.2.9隔墙和外墙混凝土的施工1、墙板的预留筋可插入垫层，以便与下层后浇筑结构的钢筋连接。

在安装下层墙板钢筋和模板之前，先将上层构件打毛干净直至露出新鲜混凝土。

2、隔墙和外墙难以从上面浇筑混凝土，且隔墙和外墙每次浇筑高度均不大，所以浇筑混凝土时可以从顶部的侧面插入，浇筑时，突出的楔形混凝土面要比上下两构件接缝面高出5—10cm。

混凝土拆模后，立即将突出墙面的楔形混凝土块凿除。

3、为使混凝土密实，使用附着式和插入式振动棒振捣。

5.2.10钢梁的安装钢梁用于核心筒钢构架柱的横向连接，是中心筒部位的构架柱和周边钢管柱的联结梁，也可作为楼板梁的部分。

在地面将钢粱制作成型后，用卷扬机将其吊入基坑内，然后由挖掘机或装载机水平运送到预定位置，利用挖掘机配合手动葫芦对接就位，手工焊接。

对于底板处的钢粱，则在基坑底铺设钢轨，用卷扬机进行拖运到位。

6、材料与设备6.1材料型钢、焊条、钢丝刷等6.2机械设备本工法需用的主要机具设备为：抓斗(含吊机)、冲孔成槽机、反铲挖掘机、推土机、吊机、龙门吊、铲车、机械化吊运的土斗、空压机、风炮机、卷扬机、电焊机(交流电、直流电)、钢筋弯曲机、钢筋切断机、钢筋对焊机、轴流风机、箱式离心风机，混凝土泵车，罐车。

其规格和数量依据工程实际情况而选定。

7、质量控制本工法按《地基与基础工程施工及验收规范》(GB50202--2002)、《混凝土结构工程施工及验收规范》(GB 50204--2002)（2011年版）、《钢结构工程施工及验收规范》(GB 50205---2001）及《钢管混凝土设计与施工规程》及有关规范标准施工。

8、安全措施8.1采用有效的监测手段确保深基坑支护本身的安全及周围建筑物、地下管线的安全使用。

8.2挖土时严格按施工顺序和允许开挖的深度进行，不得有超标挖土和无序挖土。

8.3在开挖到设计要求的深度后，立即进行板和梁的浇筑。

8.4做好施工过程的排水。

8.5用电实行三相五线制，所有电器设备必须装设漏电保护开关。

进坑的动力及照明电线应使用电缆，在支撑或坑壁上要可靠地进行固定。

8.6坑内应有足够照明度，照明线应架设在上层底板下方，并使用低压电气设备。

8.7在封闭的地下室施工，必须加强通风，排烟设施，保证空气的流通。

8.8全逆作施工时，坑洞和孔洞较多，要设围护栏杆，上下要设有专用上、下人梯。

9、环保措施由于全逆作法施工时是先将首层楼面(±00)整体浇筑，再向下挖土施工，施工中的噪音因楼板阻隔而大大降低，从而减少了对周围环境的噪声污染和扬尘污染，做好施工现场的文明施工工作。

10、效益分析10.1本工法以地下室主体结构的梁、板作为施工期间墙式支护的横向支撑体系，利用钢管混凝土柱及核心筒带约束钢管混凝土柱作为结构的竖向支承，结构受力合理。

在确保基坑周边安全方面，因利用地下室本体结构作为支护结构，稳妥、可靠、周边变形很小。

10.2在节约工期方面的表现有：①本工法充分利用±0.00层的梁、板作为施工的工作面，使地上、地下可以同步施工，从而可大幅度缩短工期。