建筑安全逆作法施工技术

建筑安全逆作法施工技术建筑安全逆作法施工技术 1 概述 概述 据统计 我国建成的高层建筑累计已超过 1 3 亿平方米 高 度超过 100m 的超高层建筑已超过 200 幢 高层建筑最深的地 下室基坑为 6 层 深度 26 2m 国外已达 13 层 深基坑支护方 法很多 而且有的方法尚在不断发展之中 每一种基坑支护都 有各自的适用条件和一定的局限性 所以 对施工方案的选择 应慎之又慎 否则一旦出现深基坑支护倒塌事故 不仅给工程 造成重大经济损失 还对周围环境造成不良影响 逆作法就是 一项近几年发展起来新兴的基坑支护技术 它是施工高层建筑 多层地下室和其他多层地下结构的有效方法 在国外如美 日 德 法等国家 已广泛应用 收到较好的效果 例如 日本的 读卖新闻社大楼 地上 9 层 地下 6 层 采用逆作法施工 总 工期只用 22 个月 与日本采用传统施工方法施工的类似工程相 比 缩短工期 6 个月 又如美国芝加哥水塔广场大厦 75 层 高 203m 4 层地下室 用 18m 深地下连续墙和 144 根大直径灌 注桩作为中间支承柱 用逆作法进行施工 当该工程地下室结 构全部完成时 主楼上部结构已施工至 32 层 虽然逆作法的施工工艺和相关理论都取得一定成果 应用 也有一定的普及 但目前仍作为一种特殊施工方法应用 主要 用于对工程有特殊要求 或用传统方法施工满足不了要求而又 十分不经济的情况下 2 原理原理 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 3 逆作法分类逆作法分类 1 全逆作法 利用地下各层钢筋混凝土肋形楼板对四周 围护结构形成水平支撑 楼盖混凝土为整体浇筑 然后在其下 掏土 通过楼盖中的预留孔洞向外运土并向下运入建筑材料 2 半逆作法 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 3 部分逆作法 用基坑内四周暂时保留的局部土方对四 周围护结构形成水平抵挡 抵消侧向压力所产生的一部分位移 4 分层逆作法 此方法主要是针对四周围护结构 是采 用分层逆作 不是先一次整体施工完成 分层逆作四周的围护 结构是采用土钉墙 4 工艺特点工艺特点 1 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 在建筑规模大 上下层次多时 大约可节省工时 1 3 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 3 施工可少受风雨影响 且土方开挖可较少或基本不占 总工期 4 最大限度利用地下空间 扩大地下室建筑面积 5 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 减少了施工费用 6 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 7 逆作法存在的不足 如逆作法支撑位置受地下室层高 的限制 无法调整高度 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 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和降 水用井点管 目前尚缺乏小型 灵活 高效的小型挖土机械 使 挖土的难度增大 但这些技术问题相信很快会得到解决 5 经济效益经济效益 采用逆作法 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 并是受力更加合 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 一般可节省地下结构总造价的 25 35 6 环境效益环境效益 噪音方面 由于逆作法在施工地下室时是采用先表 层楼面整体浇筑 再向下挖土施工 故其在施工中的噪音因表 层楼面的阻隔而大大降低 从而避免了因夜间施工噪音问题而 延误工期 扬尘方面 通常的地基处理采取开敞开挖手段 产 生了大量的建筑灰尘 从而影响了城市的形象 采用逆作法施 工 由于其施工作业在封闭的地表下 可以最大限度的减少扬 尘 7 社会效益社会效益 交通方面 由于逆作法的采取表层支撑 底部施工 的作业方法 故在城市交通土建中大有用武之地 它可以在地 面道路继续通车的情况下 进行道路地下作业 从而避免了因 堵车绕道而产生的损失 采用了逆作法 0 00 层平板结构先完成 可以利 用结构本身作内支撑 由于结构本身的侧向刚度是无限大的 且压缩变形值相对围护桩的变形要求来讲几乎等于零 因此 可以从根本上解决支护桩的侧向变形 从而使周围环境不至出 现因变形值过大而导致路面沉陷 基础下沉等问题 保证了周 围建筑物的安全 采用逆作法施工 地下连续墙与土体之间粘结力和 摩擦力不仅可利用来承受垂直荷载 而且还可充分利用它承受 水平风力和地震作用所产生建筑物底部巨大水平剪力和倾覆力 矩 从而大大提高了抗震效应 我国是个地震多发区 对地震 的防治是必不可少的 从建筑业角度来说 采用适宜的施工工 艺便可将地震带来的危害降低到最小 逆作法施工便具有这样 的优点 所以在深基坑支护中大量运用逆作法具有广泛的社会 效益 8 国内应用及前景国内应用及前景 推广应用逆作法 能够提高地下工程的安全性 可以大大 节约工程造价 缩短施工工期 防止周围地基出现下沉 是一 种很有发展前途和推广价值的深基坑支护技术 在辽宁 上海 广州这类地区应用逆作法施工高层建筑深基坑较多 较典型的 有上海特种基础工程研究所办公楼 位于上海西南角徐家汇天 钥桥路 该建筑物地下 2 层 地上 5 层 底板埋置深度为 7 30m 为了探索基础结构与上部结构同时施工 以期缩短施工 总工期 大楼采用了逆作法施工技术并取得了成功 又如 由 上海第二建筑工程公司施工的恒积大厦工程以逆作法施工地下 4 层 地上 22 层 基坑深 17m 施工仅用了 5 个月 整个工期明 显加快 并减少支撑费用 400 万元 周边管线沉降仅为 15mm 四周道路及民房位移均在 5mm 以内 取得了显著的经济效益和 社会效益 由此在上海地区掀起了一股逆作法热 其后相继有 明天广场 京沙住业大厦等数十项工程采用逆作法施工 目前 逆作法已颁列入 2001 年颁布的中华人民共和国国家