多層地下室逆作法施工工法

1、多層地下室逆作法施工工法 廣東省基礎(chǔ)工程公司 施工新建高層建筑中越來(lái)越深的地下室時(shí)，當(dāng)遇到周邊施工場(chǎng)地狹窄、周圍環(huán)境復(fù)雜、保護(hù)要求高以及發(fā)展商要求最大限度的縮短工期以增加前期銷售效益等一系列施工難題時(shí)，采用逆作法施工技術(shù)應(yīng)是首選的一個(gè)施工方法。 多層地下室逆作法施工工法于1998年8月在廣州新中國(guó)大廈地下室施工中應(yīng)用成功。“廣州新中國(guó)大廈五層地下室施工逆作法技術(shù)”被評(píng)為1999年度廣東省科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)和2000年度建設(shè)部科技成果推廣轉(zhuǎn)化項(xiàng)目。實(shí)踐證明，本工法在現(xiàn)代化國(guó)際大都市的城市建設(shè)中具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和實(shí)用價(jià)值。一、特點(diǎn) 逆作法施工不是單一的工藝，它是由多種工藝組合在一起而形成的。由地下連

2、續(xù)墻或帶止水的排樁墻構(gòu)成的圍護(hù)結(jié)構(gòu)是逆作法施工的前提條件，墻式支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量及止水效果是逆作法施工的第一個(gè)關(guān)鍵。 在基坑內(nèi)土方未完全開挖的情況下施工結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)，有效地解決結(jié)構(gòu)豎向荷載的傳遞是第二個(gè)關(guān)鍵。本工法采用鋼管高強(qiáng)混凝土柱(也可現(xiàn)澆鋼筋混凝土柱)傳遞豎向荷載。鋼管柱構(gòu)件在車間一次加工成型，在解決了大型構(gòu)件的運(yùn)輸和吊裝后，安裝簡(jiǎn)單，現(xiàn)場(chǎng)施工工期短，施工精度高，鋼管柱斷面小，節(jié)點(diǎn)形式簡(jiǎn)單，梁板與柱的結(jié)合處理方便。 土方開挖及出土的快慢是影響逆作法施工的又一關(guān)鍵因素。本工法采用全機(jī)械化開挖和出土。土方開挖和結(jié)構(gòu)施工組成合理的流水施工，為工期的縮短作了有力的保證。 二、適用范圍本工法適用于臨近

3、建筑物及周圍環(huán)境對(duì)沉降變形敏感、周邊施工場(chǎng)地狹窄、地下室層數(shù)多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工期緊迫的建筑物的施工。三、工藝原理 多層地下室逆作法施工是以排樁式地下連續(xù)墻為基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)、挖孔樁和鋼管柱為承重結(jié)構(gòu)、地下室梁板系統(tǒng)為基坑支撐系統(tǒng)，完成首層(或次層)樓板后，上下同時(shí)進(jìn)行施工的一種施工方法。 四、施工要點(diǎn) 1排樁(帶止水)或地下連續(xù)墻的施工 施工選用何種工藝及施工機(jī)械受地質(zhì)條件、承建商的施工經(jīng)驗(yàn)以及施工機(jī)械裝備能力所限制。在施工過(guò)程中宜根據(jù)情況的變化，適當(dāng)?shù)匦薷墓に嚭蜋C(jī)械設(shè)備，以最大限度的發(fā)揮設(shè)備效能，保證施工質(zhì)量和基坑止水，加快工程進(jìn)度。2工程樁和鋼管混凝土柱的施工 ， - 深基坑的工程樁由于受樁徑大

4、小的影響和為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(hù)壁時(shí)即進(jìn)行鋼管定位預(yù)埋件的安裝，澆灌樁芯混凝土后，在混凝土初凝前應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求剔除樁頂?shù)母≡鼘?。同時(shí)，在施工過(guò)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。 鋼管混凝土柱不但作為逆作法施工時(shí)的豎向支撐，而且作為地下室的承重構(gòu)件，其外包鋼管由指定單位進(jìn)行加工，圓型柱可采用螺旋卷板自動(dòng)焊接，異型柱可采用直縫自動(dòng)焊和手工焊相結(jié)合的方法。鋼管柱加工時(shí)一次成型，放入樁孔，套于定位器上，在澆注高強(qiáng)混凝土前先進(jìn)行固定，并在樁孔壁和鋼管壁之間空隙按設(shè)計(jì)要求填砂和每隔約5m澆筑素混凝土.圈。澆注鋼

5、管柱混凝土?xí)r，由混凝土攪拌車直接開到井口或由吊機(jī)將斗吊至井口，將混凝土送入連著導(dǎo)管的漏斗內(nèi)。用導(dǎo)管法施工并用高頻振搗器分層振搗密實(shí)。 3降水工程 降水工程應(yīng)分基坑內(nèi)地下水降水、排水和地面水截水、排水兩部分?；觾?nèi)可采用降水井、集水溝和抽水設(shè)備組成降水、集水、排水系統(tǒng)。降水井的設(shè)置個(gè)數(shù)可根據(jù)滲透系數(shù)和地下水位來(lái)確定。地面水截水、排水，可在已澆筑樓面的預(yù)留孔洞周圍設(shè)置擋水設(shè)施，并用鋼板覆蓋暫時(shí)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。底板施工過(guò)程中設(shè)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(guò)地梁樁臺(tái)和其他障礙物，能方便施工且能在底板施工過(guò)程中保持降水，地

6、下室完成后停止抽水時(shí)，用快干混凝土封閉降水井口，鋼過(guò)濾管通過(guò)底板部分外側(cè)焊接止水環(huán)。 4通風(fēng)工程 采用送排結(jié)合、煙囪效應(yīng)的方法。根據(jù)地下室面積的大小和層數(shù)的多少，在±0.000樓板預(yù)留孔洞邊，布置多臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)，由地面引入新風(fēng)，通過(guò)送風(fēng)管，向結(jié)構(gòu)施工面送風(fēng)，在施工面的上部安裝排風(fēng)機(jī)，通過(guò)預(yù)留孔向地面排出廢氣。風(fēng)管沿墻四周布置，固定于樓板底。隨著工作面的向內(nèi)延伸，風(fēng)管亦不斷接長(zhǎng)，保證工作面處的空氣質(zhì)量。 5地下室垂直運(yùn)輸 解決基坑內(nèi)外的垂直運(yùn)輸?shù)男蕟?wèn)題，是多層地下室逆作法成功的關(guān)鍵之一。地下室土石方需要外運(yùn)，鋼筋、模板、鋼構(gòu)件等材料需要運(yùn)進(jìn)地下室，為此，在出土口處安裝垂直運(yùn)輸系統(tǒng)，在零米

7、層用龍門吊吊掛特制的吊土桶，用于吊土外運(yùn)。取下吊土桶后，可用吊鉤吊運(yùn)鋼筋、模板、鋼構(gòu)件入地下室。 出土口的位置根據(jù)場(chǎng)地和道路的實(shí)際情況及結(jié)構(gòu)施工順序的需要來(lái)選擇。在首層梁板施工時(shí)，在相應(yīng)的位置預(yù)留出土口的孔洞，在預(yù)留孔洞的四周留出用于封閉孔洞的鋼筋，并在相應(yīng)的位置預(yù)埋鐵件，便于安裝吊土提升架。工程結(jié)束前才能封閉出土口。 6分段流水施工土方和梁板工程 流水施工的分段要合理，考慮分塊與出土口的遠(yuǎn)近，分兩段以上進(jìn)行流水施工的同時(shí)穿插結(jié)構(gòu)施工，多工序互相交錯(cuò)，合理安排，以保證施工的等節(jié)奏流水。土方開挖按逆作法的支撐順序分階段進(jìn)行。先進(jìn)行明挖，施工完首層樓板后，地下室轉(zhuǎn)入逆作法施工，并同時(shí)進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)施

8、工。 首層樓板以下一般每?jī)蓪訛橐唤M(視施工機(jī)械要求而定)進(jìn)行土方開挖，從出土口向下挖掘到設(shè)計(jì)標(biāo)高，再向四周擴(kuò)大。利用中小型機(jī)械實(shí)現(xiàn)全機(jī)械化土方開挖和出土作業(yè)。由挖掘機(jī)負(fù)責(zé)挖土和短距離運(yùn)輸，基坑擴(kuò)大后，用推土機(jī)進(jìn)行土方水平傳送，在出土口安排大容量的挖掘機(jī)把土方裝上吊斗，利用提土設(shè)備將土吊至地面堆放，地面再由挖掘機(jī)裝車。挖土同時(shí)，一邊鑿除人工挖孔樁護(hù)壁、修整連續(xù)墻內(nèi)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(shí)砌底板胎模和施工設(shè)計(jì)要求的后挖人工挖孔樁。 7模板工程 除了底板外，地下室所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

9、交替進(jìn)行，在兩層一挖土方挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)即進(jìn)行平整，搗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(jìn)行支頂。 底板采用砌磚地梁模和素混凝土墊層板模，水泥砂漿批擋找平抹光。 襯墻施工需先在外墻上安裝拉桿螺絲，同時(shí)要鑿去外墻側(cè)壁表皮，露出新鮮混凝土后，再將上下接縫鑿毛并清理干凈。綁扎好襯墻鋼筋后安裝鋼模板，分別套上豎桿和橫桿，拉平對(duì)齊鎖緊。其他墻體和柱，采用對(duì)拉螺絲和鋼模板支模。8樓板混凝土工程逆作法施工是在頂部樓蓋封閉的條件下進(jìn)行的，故采用泵送混凝土較為合適。根據(jù)工程大小確定輸送泵臺(tái)數(shù)進(jìn)行連續(xù)澆灌。要求混凝土的坍落度為14-16

10、Cm，初凝時(shí)間為10-12h，以防止冷縫出現(xiàn)。 樓板混凝土按施工進(jìn)度及考慮混凝土的溫度收縮特性進(jìn)行分塊。 澆灌混凝土板時(shí)，采取長(zhǎng)向推進(jìn)辦法，兩組以上輸送泵并排薄層灌注到頂?shù)臐矒v方式，同時(shí)及時(shí)用水泵將混凝土泌水排出室外。在澆搗過(guò)程中振動(dòng)器配合使用，確?；炷恋拿軐?shí)。 混凝土分塊施工的臨時(shí)施工縫處采用免拆除v型鋼網(wǎng)作側(cè)模。9隔墻和襯墻混凝土的施工 墻板的預(yù)留筋可插入砂墊層，以便與下層后澆筑結(jié)構(gòu)的鋼筋連接。在安裝下層墻板鋼筋和模板之前，先將上層構(gòu)件打毛于凈直至露出新鮮混凝土。 隔墻和襯墻難以從上面澆筑混凝土，且隔墻和襯墻每次澆筑高度均不大，所以澆筑混凝土?xí)r可以從頂部的側(cè)面人倉(cāng)，澆筑時(shí)，突出的楔形混凝

11、土面要比上下兩構(gòu)件接縫面高出510cm?；炷敛鹉：螅⒓磳⑼怀鰤γ娴男ㄐ位炷翂K鑿除。 為使混凝土密實(shí)，使用附著式和插入式振動(dòng)罪振搗。 10鋼梁的安裝 鋼梁用于核心筒鋼構(gòu)架柱的橫向連接，是中心筒部位的構(gòu)架柱和周邊鋼管柱的聯(lián)結(jié)梁，也可作為樓板梁的部分。在地面將鋼粱制作成型后，用卷?yè)P(yáng)機(jī)將其吊入基坑內(nèi)，然后由挖掘機(jī)或裝載機(jī)水平運(yùn)送到預(yù)定位置，利用挖掘機(jī)配合手動(dòng)葫蘆對(duì)接就位，手工焊接。對(duì)于底板處的鋼粱，則在基坑底鋪設(shè)鋼軌，用卷?yè)P(yáng)機(jī)進(jìn)行拖運(yùn)到位。五、施工流程（如圖）六、機(jī)具設(shè)備 本工法需用的主要機(jī)具設(shè)備為：抓斗(含吊機(jī))、沖孔成槽機(jī)、反鏟挖掘機(jī)、推土機(jī)、吊機(jī)、龍門吊、鏟車、機(jī)械化吊運(yùn)的土斗、空壓機(jī)、多

12、層地下室逆作法施工流程風(fēng)炮機(jī)、卷?yè)P(yáng)機(jī)、電焊機(jī)(交流電、直流電)、鋼筋彎曲機(jī)、鋼筋切斷機(jī)、鋼筋對(duì)焊機(jī)、軸流風(fēng)機(jī)、箱式離心風(fēng)機(jī)。其規(guī)格和數(shù)量依據(jù)工程實(shí)際情況而選定。七、勞動(dòng)組織及安全 1勞動(dòng)組織 本工法技術(shù)含量較高，需精心施工，其工種構(gòu)成有：木工、鋼筋工、混凝土工、電工、電焊工、機(jī)工、起重工、測(cè)量工、試驗(yàn)工、雜工等等。 2安全措施 (1)采用有效的監(jiān)測(cè)手段確保深基坑支護(hù)本身的安全及周圍建筑物、地下管線的安全使用。 (2)挖土?xí)r嚴(yán)格按施工順序和允許開挖的深度進(jìn)行，不得有超標(biāo)挖土和無(wú)序挖土。 (3)在開挖到設(shè)計(jì)要求的深度后，立即進(jìn)行板和梁的澆筑。 (4)做好施工過(guò)程的排水。 (5)用電實(shí)行三相五線制，

13、所有電器設(shè)備必須裝設(shè)漏電保護(hù)開關(guān)。進(jìn)坑的動(dòng)力及照明電線應(yīng)使用電纜，在支撐或坑壁上要可靠地進(jìn)行固定。 (6)坑內(nèi)應(yīng)有足夠照明度，照明線應(yīng)架設(shè)在上層底板下方，并使用低壓電氣設(shè)備。 (7)在封閉的地下室施工，必須加強(qiáng)通風(fēng)，排煙設(shè)施，保證空氣的流通。 (8)逆作施工時(shí)，坑洞和孔洞較多，要設(shè)圍護(hù)欄桿，上下要設(shè)有專用上、下人梯。 八、質(zhì)量要求 本工法按地基與基礎(chǔ)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范(GBJ 202-83)、混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范(GB 50204-92)、鋼結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范(GB 50205-95)及鋼管混凝土設(shè)計(jì)與施工規(guī)程及有關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)施工。 九、效益分析 本工法以地下室主體結(jié)構(gòu)的梁、板作為施

14、工期間墻式支護(hù)的橫向支撐體系，利用鋼管混凝土柱及核心筒帶約束拉桿異形鋼管混凝土柱作為結(jié)構(gòu)的豎向支承，結(jié)構(gòu)受力合理。在確?；又苓叞踩矫妫蚶玫叵率冶倔w結(jié)構(gòu)作為支護(hù)結(jié)構(gòu)，穩(wěn)妥、可靠、周邊變形很小。在節(jié)約工期方面的表現(xiàn)有：本工法充分利用±0.00層的梁、板作為裙樓施工的工作面，使地上、地下可以同步施工，從而可大幅度縮短工期。采用本工法的逆作法施工，土石方開挖可以全部采用大型挖掘機(jī)械進(jìn)行作業(yè)，使挖土作業(yè)時(shí)間相對(duì)縮短。作業(yè)人員在地下空間工作，基本不受氣候條件的影響，能確保按計(jì)劃工期完成任務(wù)。在成本控制方面：墻式支護(hù)直接作為地下室的外墻，地下室的鋼管柱、鋼構(gòu)架柱、混凝土梁、板結(jié)構(gòu)直接作為地

15、下連續(xù)墻的內(nèi)支撐，因此，不但縮短了施工工期，也節(jié)約了大量的臨時(shí)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(fèi)用。地下室采用逆作法施工，只挖走了地下連續(xù)墻范圍內(nèi)的土石方，比傳統(tǒng)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(jié)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。 十、應(yīng)用實(shí)例 實(shí)例1：廣州新中國(guó)大廈，位于廣州市人民南路西側(cè)，為一綜合性大型民用建筑面積為7343m2。大廈設(shè)地下室5層，地上結(jié)構(gòu)48層，最大建筑高度156m，采用框構(gòu)。 5層地下室采用逆作法施工，基坑開挖深度約為18m，地下連續(xù)墻總長(zhǎng)340m，墻厚800mm，基礎(chǔ)采用人工挖孔樁，最小樁徑1400mm，最大樁徑5000mm。鋼管高強(qiáng)混凝土柱采用C70、C80高強(qiáng)混凝土。本工程采用逆作法比采用常規(guī)的正作法縮短工期11個(gè)月，地下5層結(jié)構(gòu)施工完成時(shí)，地上已施工到了18層。該工程于1996年7月22日開工，于1998年8月31日竣工，其經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益是非?？捎^的。 實(shí)例2：廣州名匯商業(yè)大廈，位于廣州市上下九路，地處繁華鬧市中心，是一幢以商場(chǎng)、住宅為主的多塔樓高層建筑。其占地面積約7000m2，設(shè)地下室4層，裙樓6層，塔樓三棟26層，建筑總高度999m，是剪力墻核芯筒柱框架結(jié)構(gòu)。 地下室采用逆作法施工，地下連續(xù)