逆作法施工(完整版)

逆作法施工第一章逆作法的工艺原理及其特点 (1)第一节逆作法的工艺原理 (1)第二节逆作法施工特点 (2)第二章逆作法施工技术 (3)第一节施工前准备工作 (3)第二节中间支承柱施工 (5)第三节降低地下水 (9)第四节地下室土方开挖 (9)第五节地下室结构施工 (12)第六节施工中结构沉降控制 (14)第三章逆作法施工实例 (15)第一节上海基础公司科研楼 (15)第二节海口国际金融大厦 (18)第一章逆作法的工艺原理及其特点第一节逆作法的工艺原理对于深度大的多层地下室结构，传统的方法是开敞式自下而上施工，即放坡开挖或支护结构围护后垂直开挖，挖土至设计标高后，浇筑混凝土底板，然后自下而上逐层施工各层地下室结构，出地面后再逐层进行地上结构施工。

逆作（筑）法的工艺原理是：在土方开挖之前，先沿建筑物地下室轴线（适用于两墙合一情况）或建筑物周围（地下连续墙只用作支护结构）浇筑地下连续墙，作为地下室的边墙或基坑支护结构的围护墙，同时在建筑物内部的有关位置（多为地下室结构的柱子或隔墙处，根据需要经计算确定）浇筑或打下中间支承柱（亦称中柱桩）。

然后开挖土方至地下一层顶面底标高处，浇筑该层的楼盖结构（留有部分工作孔），这样已完成的地下一层顶面楼盖结构即用作周围地下连续墙刚度很大的支撑。

然后人和设备通过工作孔下去逐层向下施工各层地下室结构。

与此同时，由于地下-1层的顶面楼盖结构已完成，为进行上部结构施工创造了条件，所以在向下施工各层地下室结构时可同时向上逐层施工地上结构，这样上、下同时进行施工，直至工程结束。

但是在地下室浇筑混凝土底板之前，上部结构允许施工的层数要经计算确定。

“逆作法”施工，根据地下一层的顶板结构封闭还是敞开，分为“封闭式逆作法”和“敞开式逆作法”。

前者在地下一层的顶板结构完成后，上部结构和地下结构可以同时进行施工，有利于缩短总工期；后者上部结构和地下结构不能同时进行施工，只是地下结构自上而下的逆向逐层施工。

上海电信大楼地下室和南京地下商场即采用这种方法施工。

还有一种方法称为“半逆作法”，又称“局部逆作法”。

其施工特点是：开挖基坑时，先放坡开挖基坑中心部位的土体，靠近围护墙处留土以平衡坑外的土压力，待基坑中心部位开挖至坑底后，由下而上顺作施工基坑中心部位地下结构至地下一层顶，然后同时浇筑留土处和基坑中心部位地下一层的顶板，用作围护墙的水平支撑，而后进行周边地下结构的逆作施工，上部结构亦可同时施工。

深圳庐山大厦等工程即采用这种逆作形式进行施工。

第二节逆作法施工特点（1）缩短工程施工的总工期具有多层地下室的高层建筑，如采用传统方法施工，其总工期为地下结构工期加地上结构工期，再加装修等所占之工期。

而用“封闭式逆作法”施工，一般情况下只有地下一层占部分绝对工期，而其他各层地下室可与地上结构同时施工，不占绝对工期，因此可以缩短工期的总工期。

地下结构层数愈多，工期缩短愈显著。

（2）基坑变形小，减少深基坑施工对周围环境的影响采用逆作法施工，是利用地下室的楼盖结构作为支护结构地下连续墙的水平支撑体系，其刚度比临时支撑的刚度大得多，而且没有拆撑、换撑工况，因而可减少围护墙在侧压力作用下的侧向变形。

此外，挖土期间用作围护墙的地下连续墙，在地下结构逐层向下施工的过程中，成为地下结构的一部分，而且与柱（或隔墙）、楼盖结构共同作用，结果可减少地下连续墙的沉降，即减少了竖向变形。

这一切都使逆作法施工可最大限度地减少对周围相邻建筑物、道路和地下管线的影响，在施工期间可保证其正常使用。

（3）简化基坑的支护结构，有明显的经济效益采用逆作法施工，一般地下室外墙与基坑围护墙采用两墙合一的形式，一方面省去了单独设立的围护墙，另一方面可在工程用地范围内最大限度扩大地下室面积，增加有效使用面积。

此外，围护墙的支撑体系由地下室楼盖结构代替，省去大量支撑费用。

而且楼盖结构即支撑体系，还可以解决特殊平面形状建筑或局部楼盖缺失所带来的布置支撑的困难，并使受力更加合理。

由于上述原因，再加上总工期的缩短，因而在软土地区对于具有多层地下室的高层建筑，采用逆作法施工具有明显的经济效益。

（4）施工方案与工程设计密切有关按逆作法进行施工，中间支承柱位置及数量的确定、施工过程中结构受力状态、地下连续墙和中间支承柱的承载力以及结构节点构造、软土地区上部结构施工层数控制等，都与工程设计密切有关，需要施工单位与设计单位密切结合研究解决。

（5）施工期间楼面恒载和施工荷载等通过中间支承柱传入基坑底部，压缩土体，可减少土方开挖后的基坑隆起。

同时中间支承柱作为底板的支点，使底板内力减小，而且无抗浮问题存在，使底板设计更趋合理。

对于具有多层地下室的高层建筑采用逆作法施工虽有上述一系列优点，但逆作法施工和传统的顺作法相比，亦存在一些问题，主要表现在以下几方面：（1）由于挖土是在顶部封闭状态下进行，基坑中还分布有一定数量的中间支承柱（亦称中柱桩）和降水用井点管，使挖土的难度增大，在目前尚缺乏小型、灵活、高效的小型挖土机械情况下，多利用人工开挖和运输，虽然费用并不高，但机械化程度较低。

（2）逆作法用地下室楼盖作为水平支撑，支撑位置受地下室层高的限制，无法调整。

如遇较大层高的地下室，有时需另设临时水平支撑或加大围护墙的断面及配筋。

（3）逆作法施工需设中间支承柱，作为地下室楼盖的中间支承点，承受结构自重和施工荷载。

如数量过多施工不便。

在软土地区由于单桩承载力低，数量少会使底板封底之前上部结构允许施工的高度受限制，不能有力地缩短总工期，如加设临时钢立柱，则会提高施工费用。

（4）对地下连续墙、中间支承柱与底板和楼盖的连接节点需进行特殊处理。

在设计方面尚需研究减少地下连续墙（其下无桩）和底板（软土地区其下皆有桩）的沉降差异。

（5）在地下封闭的工作面内施工，安全上要求使用低于36V的低电压，为此则需要特殊机械。

有时还需增设一些垂直运输土方和材料设备的专用设备。

还需增设地下施工需要的通风、照明设备。

第二章逆作法施工技术第一节施工前准备工作1）编制施工方案在编制施工方案时，根据逆作法的特点，要选择逆作施工形式、布置施工孔洞、布置上人口、布置通风口、确定降水方法、拟定中间支承柱施工方法、土方开挖方法以及地下结构混凝土浇筑方法等。

2）选择逆作施工形式以上介绍了逆作法分为“封闭式逆作法”、“开敞式逆作法”和“半逆作法”三种施工形式。

从理论上讲，“封闭式逆作法”由于地上、地下同时交叉施工，可以大幅度缩短工期。

但由于地下工程在封闭状态下施工，给施工带来一定不便；通风、照明要求高；中间支承柱（中柱桩）承受的荷载大，其数量相对增多、断面增大；增大了工程成本。

因此，对于工期要求短，或经过综合经济比较经济效益显著的工程，在技术可行的条件下应优先选用封闭式逆作法。

当地下室结构复杂、工期要求不紧、技术力量相对不足时，应考虑开敞式逆作法或半逆作法，半逆作法多用于地下结构面积较大的工程。

3）施工洞孔布置封闭式逆作法施工，需布置一定数量的施工洞孔，以便出土、机械和材料出入；施工人员出入和进行通风。

主要有出土口、上人口和通风口。

①出土口出土口的作用，是开挖土方的外运、施工机械和设备的吊入和吊出；模板、钢筋、混凝土等的运输通道；开挖初期施工人员的出入。

出土口的布置原则是：应选择结构简单、开间尺寸较大处；靠近道路便于出土处；有利于土方开挖后开拓工作面处；便于完工后进行封堵处。

要根据地下结构布置、周围运输道路情况等研究确定。

出土口的数量，主要取决于土方开挖量、工期和出土机械的台班产量。

其计算公式如下：（6-123）式中n——出土口数量；K——其他材料、机械设备等通过出土口运输的备用系数，取1.2~1.4；Q——土方开挖量（m3）；T——挖土工期（d）；W——出土机械的台班产量（m3/d）。

②上人口在地下室开挖初期，一般都利用出土口同时用作上人口，当挖土工作面扩大之后，宜设置上人口，一般一个出土口宜对应设一个上人口。

③通风孔地下室在封闭状态下开挖土方时，不能形成自然通风，需要进行机械通风。

通风口分放风口和排风口，一般情况下出土口就作为排风口，在地下室楼板上另预留孔洞作为通风管道入口。

随着地下挖土工作面的推进，当露出送风口时，及时安装大功率轴流风机，启动风机向地下施工操作面送风，清新空气由各送风口流入，经地下施工操作面从排风口（出土口）流出，形成空气流通，保证施工作业面的安全。

送风口的数量目前不进行定量计算，一般其间距不宜大于10m，上海恒基大厦进行封闭式逆作法施工时，按8.5m间距设置送风口。

一般情况下，逆作法施工中的通风设计和施工应注意以下各点：a．在封闭状态下挖土，尤其是目前我国多以人力挖土为主，劳动力比较密集，其换气量要大于一般隧道和公共建筑的换气量；b．送风口应使风吹向施工操作面，送风口距离施工操作面的距离一般不宜大于10m，否则应接长风管；c．单件风管的重量不宜太大，要便于人力拆装；d．取风口距排风口（出土口）的距离应大于20m，且高出地面2m左右，保证送入新鲜空气；e．为便于已完工楼板上的施工操作，在满足通风需要的前提下，宜尽量减少预留放风孔洞的数量。

第二节中间支承柱施工底板以上的中间支承柱的柱身，多为钢管混凝土柱或H型钢柱，断面小而承载能力大，而且也便于与地下室的梁、柱、墙、板等连接。

由于中间支承柱上部多为钢柱，下部为混凝土柱，所以，多用灌筑桩方法进行施工，成孔方法视土质和地下水位而定。

在泥浆护壁下用反循环或正循环潜水电钻钻孔时，顶部要放护筒，钻孔后吊放钢管、型钢。

钢管、型钢的位置要十分准确，否则与上部柱子不在同一垂线上对受力不利，因此钢管、型钢吊放后要用定位装置，否则用传统方法控制型钢或钢管的垂直度，其垂直误差多在1/300左右，传统方法是在相互垂直的两个轴线方向架设经纬仪，根据上部外露钢管或型钢的轴线校正中间支承柱的位置，由于只能在柱上端进行纠偏，下端的误差很难纠正，因而垂直度误差较大。

国外使用一种定位装置，能使型钢柱准确定位（图6-141）。

它的主要原理是制作一个定位框架、长约6~8m，在框架两端各装一副导向装置，导向装置受地表面设备的控制。

当灌筑桩混凝土浇筑完毕后，先将导向架装入孔内，然后将型钢吊入导向架，使用导向装置调节定位。

最后将型钢压入混凝土中，或者浇筑混凝土。

图6-141定位装置1-导向器；2-外框架；3-桩孔；4-H型钢或钢管；5-浇筑的混凝土使用这种定位装置可以保证平面误差控制在1cm以内，垂直误差在1/600以内。

当钢管或型钢定位后，利用导管浇筑混凝土，钢管的内径要比导管接头处的直径大50~100mm。

而用钢管内的导管浇筑混凝土时，超压力不可能将混凝土压上很高，所以钢管底端埋入混凝土不可能很深，一般为1m左右。

为使钢管下部与现浇混凝土柱能较好的结合，可在钢管下端加焊竖向分布的钢筋。