逆作法是在逆作面处先形成竖向结构,以下各层地下水平结构自上而下施工,并利用地下水平结构平衡抵消围护结构侧向土压力的施工方法。一般是先沿建筑物地下室外墙轴线施工地下连续墙,或沿基坑的周围施工其他临时围护墙,同时在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承;然后施工逆作层的梁板结构,作为地下连续墙或其他围护墙的水平支撑,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,由于逆作层的楼面结构先施工完成,为上部结构的施工创造了条件,因此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。
逆作法是在逆作面处先形成竖向结构,以下各层地下水平结构自上而下施工,并利用地下水平结构平衡抵消围护结构侧向土压力的施工方法。一般是先沿建筑物地下室外墙轴线施工地下连续墙,或沿基坑的周围施工其他临时围护墙,同时在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承;然后施工逆作层的梁板结构,作为地下连续墙或其他围护墙的水平支撑,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,由于逆作层的楼面结构先施工完成,为上部结构的施工创造了条件,因此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。
逆作法适用于如下基坑:
(1)大面积的地下工程;(2)大深度的地下工程,一般地下室层数大于或等于2层的项目更为合理;(3)基坑形状复杂的地下工程;(4)周边状况苛刻,对环境要求很高的地下工程;(5)上部结构工期要求紧迫和地下作业空间较小的地下工程。
目前逆作法已广泛用于高层建筑地下室、地铁车站、地下车库、市政、人防工程等领域。
1、技术内容
根据基坑支撑方式,逆作法可分为全逆作法、半逆作法和部分逆作法三种。逆作法设计施工的关键是节点问题,即墙与梁板的连接,柱与梁板的连接,它关系到结构体系能否协调工作,建筑功能能否实现。
目前逆作法的新技术有:
(1)框架逆作法。利用地下各层钢筋混凝土肋形楼板中先期浇筑的交叉格形肋梁,对围护结构形成框格式水平支撑,待土方开挖完成后再二次浇筑肋形楼板。
(2)跃层逆作法。是在适当的地质环境条件下,根据设计计算结果,通过局部楼板加强以及适当的施工措施,在确保安全的前提下实现跃层超挖,即跳过地下一层或两层结构梁板的施工,实现土方施工的大空间化,提高施工效率。
(3)踏步式逆作法。该法是将周边若干跨楼板采用逆作法踏步式从上至下施工,余下的中心区域待地下室底板施工完成后逐层向上顺作,并与周边逆作结构衔接完成整个地下室结构。
(4)一柱一桩调垂技术。在逆作施工中,竖向支承桩柱的垂直精度要求是确保逆作工程质量、安全的核心要素,决定着逆作技术的深度和高度。目前,钢立柱的调垂方法主要有气囊法、校正架法、调垂盘法、液压调垂盘法、孔下调垂机构法、孔下液压调垂法、HDC高精度液压调垂系统等。
2、施工工艺与技术指标
主要技术指标为:
(1)竖向支承结构宜采用一柱一桩的形式,立柱长细比不应大于25。立柱采用格构柱时,其边长不宜小于420mm,采用钢管混凝土柱时,钢管直径不宜小于500mm。立柱及立柱桩的平面位置允许偏差为10mm,立柱的垂直度允许偏差为1/300,立柱桩的垂直度允许偏差为1/200。
(2)主体结构底板施工前,立柱桩之间及立柱桩与地下连续墙之间的差异沉降不宜大于20mm,且不宜大于柱距的1/400。立柱桩采用钻孔灌注桩时,可采用后注浆措施,以减小立柱桩的沉降。
(3)水平支撑与主体结构水平构件相结合时,同层楼板面存在高差的部位,应验算该部位构件的受弯、受剪和受扭承载能力,在结构楼板的洞口及车道开口部位,当洞口两侧的梁板不能满足传力要求时,应采用设置临时支撑等措施。
3、工程案例
上海中心大厦高度632 m,地下5层,基坑开挖面积约34960m2(其中主楼基坑面积11500m2),开挖深度为31.2m.局部33.2m。
工程用地小、施工工期紧,采用塔楼地下结构先行施工的“塔楼顺做、裙楼逆作”方法。
本工程塔楼基坑开挖深度为31.10m,采用明挖顺作法的基坑施工方法。塔楼区围护采用121m直径的环形地下连续墙围护体系,围护地墙厚1200mm,墙深 50m,支撑体系为6道环形圈梁。中部区域主楼基坑采用岛盆结合方式开挖。
裙房区基坑开挖深度 26. 7m。主楼结构出 ±0. 000 后再逆作施工裙房基坑。裙房基坑围护采用 1.2m 厚“两墙合一”地下连续墙,墙深48m,利用结构梁板兼作支撑。采用土方分区同步开挖、结构分块同步施工的原则,先行完成“十”字对撑体系,再开挖四个角部,有效控制地墙变形以及对周边环境和管线的影响。
实施效果:地上地下同时施工,缩短工期;结构梁板作为支撑,安全性高; 采用封闭逆作施工,文明施工;避免使用临时支撑,节约造价。
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