1基础工程课件djjc5基坑及其支护

1、5 基坑工程5 基坑工程 5.1基坑及其支护工程 5.2 SMW工法及应用 5.3 支撑结构的施工 5.4 逆作法施工工法 5.5 钻孔咬合桩施工法 5.6 机械化气压沉箱工法5.1基坑及其支护工程 一、基坑工程简介一、基坑工程简介 二、基坑工程的特点二、基坑工程的特点 三、基坑支护的目的与作用三、基坑支护的目的与作用 四、基坑支护结构的类型及其适用条件四、基坑支护结构的类型及其适用条件一一、基坑工程简介基坑工程简介 为建筑基础开挖的临时性坑井称为基坑。基坑属于临时性工程，其作用是提供一个空间，使基础的砌筑作业得以按照设计所指定的位置进行。 基坑工程包括基坑开挖、降水、支护和土体加固以及监测等

2、。 基坑工程发展 放坡大开挖-板桩围护（木桩、钢板桩）-带支撑的围护结构（钻孔灌注桩、地下连续墙、SMW地下连续墙、土层锚杆）-在城市密集区的逆作法施工 基坑工程的分类 上海市基坑工程设计规程(DBJ08-61-97)根据基坑工程重要性分为三级： 一级基坑：1）支护结构作为主体结构一部分时；2）基坑开挖深度大于等于10m时；3）距基坑边两倍开挖深度范围内有历史文物、近代优秀建筑、重要管线等需要严加保护时； 二级基坑：开挖深度小于7m，且周围环境无特别要求时； 三级基坑：除一级、二级以外的其它基坑。二、基坑工程的特点二、基坑工程的特点 1、一般情况下都是临时结构，安全储备相对 较小，风险性大；

3、2、具有很强的区域性和个案性； 3、是一项综合性很强的系统工程； 4、具有较强的时空效应； 5、对周边环境产生较大影响。三、基坑支护的目的与作用三、基坑支护的目的与作用 1、保证基坑四周的土体的稳定性，同时满足地下室施工有足够空间的要求，这是土方开挖和地下室施工的必要条件； 2、保证基坑四周相邻建筑物和地下管线等设施在基坑支护和地下室施工期间不受损害。即坑壁土体的变形，包括地面和地下土体的垂直和水平位移要控制在允许范围内； 3、通过截水、降水、排水等措施，保证基坑工程施工作业面在地下水位以上。四、基坑支护结构的类型及其适用条件四、基坑支护结构的类型及其适用条件1、放坡开挖放坡开挖 适用于周围场

4、地开阔，周围无重要建筑物，只要求稳定，位移控制要严格要求，价钱最便宜，回填土方较大。 2、围护墙深层搅拌水泥土围护墙深层搅拌水泥土 深层搅拌水泥土围护墙是采用深层搅拌机就地将土和输入的水泥浆强行搅拌,形成连续搭接的水泥土柱状加固体挡墙。 水泥土围护墙优点:由于一般坑内无支撑,便于机械化快速挖土;具有挡土、止水的双重功能;一般情况下较经济;施工中无振动、无噪音、污染少、挤土轻微,因此在闹市区内施工更显出优越性。 水泥土围护墙的缺点:首先是位移相对较大,尤其在基坑长度大时,为此可采取中间加墩、起拱等措施以限制过大的位移;其次是厚度较大,只有在红线位置和周围环境允许时才能采用,而且在水泥土搅拌桩施工

5、时要注意防止影响周围环境。 3、高压旋喷桩高压旋喷桩 高压旋喷桩所用的材料亦为水泥浆,它是利用高压经过旋转的喷嘴将水泥浆喷入土层与土体混合形成水泥土加固体,相互搭接形成排桩,用来挡土和止水。 高压旋喷桩的施工费用要高于深层搅拌水泥土桩,但其施工设备结构紧凑、体积小、机动性强、占地少,并且施工机具的振动很小,噪音也较低,不会对周围建筑物带来振动的影响和产生噪音等公害,它可用于空间较小处,但施工中有大量泥浆排出,容易引起污染。对于地下水流速过大的地层,无填充物的岩溶地段永冻土和对水泥有严重腐蚀的土质,由于喷射的浆液无法在注浆管周围凝固,均不宜采用该法 。4、槽钢钢板桩槽钢钢板桩 这是一种简易的钢板

6、桩围护墙,由槽钢正反扣搭接或并排组成。槽钢长68m ,型号由计算确定。其特点为:槽钢具有良好的耐久性,基坑施工完毕回填土后可将槽钢拔出回收再次使用;施工方便,工期短;不能挡水和土中的细小颗粒,在地下水位高的地区需采取隔水或降水措施;抗弯能力较弱,多用于深度4m的较浅基坑或沟槽,顶部宜设置一道支撑或拉锚;支护刚度小,开挖后变形较大。 5、钢筋混凝土板桩钢筋混凝土板桩 钢筋混凝土板桩具有施工简单、现场作业周期短等特点,曾在基坑中广泛应用,但由于钢筋混凝土板桩的施打一般采用锤击方法,振动与噪音大,同时沉桩过程中挤土也较为严重,在城市工程中受到一定限制。 此外,其制作一般在工厂预制,再运至工地,成本较

7、灌注桩等略高。但由于其截面形状及配筋对板桩受力较为合理并且可根据需要设计,目前已可制作厚度较大(如厚度达500mm 以上) 的板桩,并有液压静力沉桩设备,故在基坑工程中仍是支护板墙的一种使用形式。6、钻孔灌注桩钻孔灌注桩 钻孔灌注桩围护墙是排桩式中应用最多的一种,在我国得到广泛的应用。其多用于坑深715m 的基坑工程,在我国北方土质较好地区已有89m 的臂桩围护墙。 钻孔灌注桩支护墙体的特点有:施工时无振动、无噪音等环境公害,无挤土现象,对周围环境影响小;墙身强度高,刚度大,支护稳定性好,变形小;当工程桩也为灌注桩时,可以同步施工,从而施工有利于组织、方便、工期短;桩间缝隙易造成水土流失,特别

8、时在高水位软粘土质地区,需根据工程条件采取注浆、水泥搅拌桩、旋喷桩等施工措施以解决挡水问题;适用于软粘土质和砂土地区,但是在砂砾层和卵石中施工困难应该慎用;桩与桩之间主要通过桩顶冠梁和围檩连成整体,因而相对整体性较差,当在重要地区,特殊工程及开挖深度很大的基坑中应用时需要特别慎重。 7、地下连续墙地下连续墙 通常连续墙的厚度为600mm、800mm、1000mm，也有厚达1200mm的，但较少使用。地下连续墙刚度大，止水效果好，是支护结构中最强的支护型式，适用于地质条件差和复杂，基坑深度大，周边环境要求较高的基坑，但是造价较高，施工要求专用设备。 施工过程：利用专用的挖槽机械在泥浆护壁下开挖一

9、定长度（一个单元槽段）挖至设计深度并清除沉渣插入接头管吊入钢筋笼导管浇注混凝土待混凝土初凝后拔出接头管逐段施工。环球金融中心工程效果图 上海市环上海市环球金融中球金融中心地下连心地下连续墙施工续墙施工8、土钉墙土钉墙 土钉墙是一种边坡稳定式的支护,其作用与被动的具备挡土作用的上述围护墙不同,它是起主动嵌固作用,增加边坡的稳定性,使基坑开挖后坡面保持稳定。土钉墙主要用于土质较好地区,我国华北和华东北部一带应用较多,目前我国南方地区亦有应用,有的已用于坑深10m 以上的基坑,稳定可靠、施工简便且工期短、效果较好、经济性好、在土质较好地区应积极推广。 9、SMW工法工法 SMW工法亦称劲性水泥土搅拌

10、桩法,即在水泥土桩内插入H 型钢等(多数为H 型钢,亦有插入拉伸式钢板桩、钢管等) ,将承受荷载与防渗挡水结合起来,使之成为同时具有受力与抗渗两种功能的支护结构的围护墙。 SMW 支护结构的支护特点主要为:施工时基本无噪音,对周围环境影响小;结构强度可靠,凡是适合应用水泥土搅拌桩的场合都可使用,特别适合于以粘土和粉细砂为主的松软地层;挡水防渗性能好,不必另设挡水帷幕;可以配合多道支撑应用于较深的基坑;此工法在一定条件下可代替作为地下围护的地下连续墙,在费用上如果能够采取一定施工措施成功回收H 型钢等受拉材料;则大大低于地下连续墙,因而具有较大发展前景。 五、基坑支护工法选取五、基坑支护工法选取

11、综合考虑基坑开挖深度、工程地质与水文地质条件、周边环境要求、支护结构使用期限等因素；达到安全可靠、技术先进、经济合理、方便施工的目的。 一般当地质条件较好，周边环境要求较宽松时，可以采用柔性支护，如土钉墙等； 当周边环境要求高时，应采用较刚性的支护型式，以控制水平位移，如排桩或地下连续墙、内支撑型等。 地下水位深，不需要采用降水措施： 场地开阔：则可以选择放坡、悬臂式、桩锚式、锚拉式支护结构； 场地狭窄：开挖深度不大可采用悬臂式支护或土钉墙；开挖深度较大时，可考虑多层锚杆或多层支撑；土质较差，可用桩、地下连续墙加锚杆或支撑支护方案。 地下水位比较浅： 周围场地开阔：则用上段放坡、下段重力式挡土

12、墙支护，或悬臂式、桩锚式、锚拉式支护结构防水帷幕。 场地狭窄：则必须采用能够相应控制地面位移与沉降的支护结构，并且做好防水处理可设置地下连续墙或其它支护结构加防水帷幕也可采用“二墙合一”或“三墙合一”的地下连续墙附加钢筋混凝土、木桁架支撑方案、或单、多层锚杆支护结构加止水帷幕。5.2 SMW工法及应用 一 SMW工法的的定义 二 SMW工法的施工 三 SMW工法的应用 四 SMW工法的经济效益分析 五 SMW工法的发展方向 六 结语一 SMW工法的定义 SMW(Soil Mixing Wall)工法亦称劲性水泥土搅拌桩法,是一种新型的基坑支护技术。该工法是以多轴型钻掘搅拌机在现场向一定深度进行

13、钻掘，同时在钻头处喷出水泥系强化剂而与地基土反复混合搅拌。在各施工单元之间则采取重叠搭接施工，然后在水泥土混合体未结硬前插入 H 型钢或钢板作为其应力补强材，至水泥结硬，便形成一道具有一定强度和刚度的、连续完整的、无接缝的地下墙体。 该技术由日本竹中土木株式会社与成辛工业株式会社在1976年开发。作为基坑围护结构的一种施工方法，它在日本、美国、法国以及东南亚和台湾等许多地方得到了广泛应用。 20世纪90年代初,上海隧道工程公司将该工法引进我国，随后在上海地区推广使用。 二 SMW工法的施工 1 施工设备 SMW多轴钻机主要由平行的多根钻杆组成。该机由多轴动力头电动驱动，一般安装在普通履带式底盘

14、和桩架上，钻头头部对土层进行掘削。钻杆一般相同设置有螺旋推进叶片与搅拌叶片，随着钻掘与搅拌反复进行，使水泥系强化剂与原地土得到充分均匀的搅拌混合。 SMW施工典型设备布置如下图 SMW工法标准钻掘孔径为550mm - 650mm,对于大深度施工可采用850mm 900mm,以便插入大截面加强材料，见下图。 配置专用桩架及底盘时整机高度可达5 7.5m，以适应城市高架桥下等施工空间受限制的场合。所需工期较其他工法为短，在一般地质条件下每一机械台班可成墙70 80平方米。对于围护支撑用的连续墙，其中的 H 钢等芯部材料可以回收，在降低施工费用的同时也减少了废弃物对环境的影响。 2 施工工艺及要点

15、工艺流程见下图: (1) 放出SMW 桩轴线,沿轴线用细线拉起,作为开挖标线. (2) 沿标线开挖探槽,可作为泥水沟,并确定表层土是否存在障碍物. 探槽一般宽0. 81.0 m,深0. 61.0 m. (3) 再放出SMW 桩轴线外1.2 m 边线,顺边线置放导轨,用于施工导向与型钢定位,并在探槽另一边铺放钢板,用于置放桩机及保持其平稳. (4) 根据设计的型钢间距,设定施工标志. (5) SMW 工法施工. 首先搅拌下沉, 同时喷浆,到达设计深度时,搅拌上升,上提喷浆. (6) 当桩机前移打下1 颗桩时,紧接着在导轨上置放导向装置,此时水泥土还没结硬,方便插入型钢,用吊机将型钢吊起靠自身重力

16、沉入水泥土中,这样能较好的保持型钢的垂直度与平行度,当下沉到设计标高时,将槽钢焊在H 型钢上,然后将槽钢担在导轨上,待水泥土结硬后,再用氧炔焰割开固定槽钢. (7) 拆除导轨. (8) 废土运弃. (9) 型钢回收.施工中应注意以下各要点: (1) 水泥浆中应掺入一定量的缓凝剂(多用木质素黄酸钙),还可掺入一定量的膨胀土,利用膨胀土的保水性来增加水泥土的变形能力,防止墙体变形后过早开裂影响抗渗性. (2) H 型钢应该一次轧成,到工地连接,制作时必须平整,不能发生平面形状的弯曲变形,贴角必须满焊以保证力的传递,使 H 型钢能够顺利插入. (3) 在搅拌成桩时,所需容量70 %80 % 的水泥浆

17、宜在钻进时灌入,其余的20 %30 % 宜在搅拌提升时灌入，以充填钻具撤出留下的空隙。螺旋钻提升时，最好反向旋转，且不能停止，防止产生真空导致柱体墙的坍塌。 (4) 在深层搅拌桩施工过程中,注入地层的浆液总有一部分返回地面(冒浆) ,为防止水泥浆四处溢流妨碍施工,应将设备行进方向的泥浆及时清理出沟槽. (5) 在搅拌桩的施工过程中,要特别注意控制下钻与提升的速度. 下钻速度应比提升速度慢1倍左右,既可保证水泥土的充分搅拌,又可获得较高的贯入速度. (6) 搅拌桩应养护28d 后方可开挖,开挖前应降低地下水位,开挖时需及时支撑,先撑后挖, 严禁超挖. (7) SMW 工法施工完成后,必须注意桩顶

18、位移监测,保证其水平位移量不能 5 cm. 3 施工中应注意的问题 施工中应注意,水泥土要充分结硬后才能拆除固定型钢的槽钢,否则将导致型钢的再次下沉, 使型钢标高不足,影响起拔. 同时要注意保护型钢,避免置放和移动过程中产生变形及部分减摩剂被磨损,给下沉和起拔造成困难. 型钢上减摩剂的涂刷厚度与其自身和水泥土的粘结有关,应根据所用材料的特性涂刷合适的厚度,涂厚了影响型钢与土体的粘结,使墙体达不到强度要求,同时也不经济,涂薄了又影响H 型钢的回收;此外涂刷要均匀，禁用油漆喷枪喷涂.三 SMW工法的应用 SMW工法在日本、美国、法国以及东南亚和台湾等许多地方得到广泛应用。 具对日本成辛工业株式会社

19、1984 1996年的SMW工法施工情况进行了统计分析 ，在台湾和美国等地施工73项工程 ，总面积 1003419 平方米 ，各年在日本国内施工面积如图。 四 SMW工法的经济效益分析 SMW 工法由于型钢能够回收, 使成本大大降低。一般情况一台SMW 工法成墙机每天成墙610m ,施工效率是钻孔灌注桩挡墙的1.5 倍。SMW工法挡墙的成本仅为地下连续墙成本的 45%50 %,是柱列式钻孔灌注桩挡墙外加水泥搅拌桩成本的 75 %80 %,其经济效益十分明显。 由于SMW 工法挡墙施工现场没有泥浆污染,施工无振动,噪声很小,对周围场地不扰动、不产生挤压,对周围建筑物和地下管线影响很小,并且可保护

20、基坑外地下水位保持不变, 所以这种施工工艺不但给城市施工创造了条件, 也可为文明施工奠定了基础。五 SMW工法的发展方向 原土混合法的SMW 工法作为基础工程中桩、连续墙和地基加固这三大领域进行技术革新的共同方向，正在得到快速的发展，其施工机械也不断地进行着改革和完善，不断涌现出新型机种，其它考虑使用的技术有： 钻头倾斜测定管理系统。依靠安装在本机上的旋转编码器和钻头上的倾斜计测定各深度下的倾斜角，用计算机进行数据整理后将施工状态表示出来，以确定钻掘孔的垂直性。 化学加强剂喷入量管理系统。将旋转编码器和流量计测定的数据通过计算机处理，进行喷入量管理，以保证单位钻掘孔喷入的固化剂保持定值，如喷入

21、量未达到数量则进行再搅拌补充喷入量。 选择最佳的化学加强剂成分和添加剂。目前主要采用添加膨胀润土的水泥液，在降低成本的同时提高在高有机质、高透水性、高崩塌性土质及海水场合的施工效果。 加大施工机械的能量，完善搅拌效果。 型钢等加强芯材插入位置度的控制。 使用方便价格低廉的型钢拔出减摩剂，以进一步降低施工成本和防止施工遗留物对环境的影响。5.3 支撑结构的施工一、 支撑结构种类和结构形式 1)按其材料分：钢管支撑、型钢支撑、钢筋混凝土支撑，钢和钢筋混凝土的组合支撑5.3 支撑结构的施工 2)按受力形式分(1) 单跨压杆式支撑(2）多跨压杆式支撑(3）对撑式双向多跨压杆式支撑(4）钢筋混凝土的水平

22、封闭式框架支撑单跨压杆式支撑多跨压杆式支撑对撑式双向多跨压杆式支撑钢筋混凝土的水平封闭式框架支撑5.3 支撑结构的施工 二、支撑组成成分和施工要求 1）支撑结构体系: 围檩, 水平支撑，立柱，立柱桩围檩立柱连系杆角撑对撑立柱桩5.3 支撑结构的施工 支撑组成成分 （1）围檩的刚度对整个支撑刚度影响很大； （2）支撑杆由于自重及施工荷载要求，为一压弯杆件； （3）立柱用型钢或钢格构柱在钢立柱与混凝土底板的连接处下要设止水带，止水带通常用钢板满焊； （4）立柱可以借用工程桩，也可单独设计用于支承立柱。5.3 支撑结构的施工 支撑结构的施工要求 （1）相邻支撑之间水平距离应满足土方工程施工要求，通常

23、不小于4m，当采用机械挖土时，不宜小于8m。 （2）上、下各层水平支撑的轴线应尽量布置在同一竖向的平面内，竖向相邻支撑的净距不宜小于3m，当采用机械下坑开挖及运输不宜小于4m。 （3）当为多层支撑时，最下一层支撑的标高在不影响主体结构底板施工条件下，应尽可能降低。5.3 支撑结构的施工 施工步骤： 一、支撑结构的安装 二、考虑时空效应的土方开挖 三、支撑的拆除5.3 支撑结构的施工 3.3 支撑结构的施工 一、支撑结构的安装与拆除顺序 应同基坑支护结构的设计工况相一致-2.4m-7.0m-9.1m工况1 分层分区，掏槽设撑，挖土至2.40m，加预顶力500kN2根工况2 分层分区，掏槽设撑，挖

24、土至7.00m，加预顶力1000kN2根工况3 分层分区，开挖至坑底9.10m（11.10m），浇垫层-11.1m工况4 浇注底板，待混凝土结构达到设计强度后，拆第二道双肢钢管撑，施工一层楼板-11.1m-9.1m9工况5 拆第一道双肢钢管撑，施工地下室地面层楼板9-9.1m-11.1m5.3 支撑结构的施工二、支撑的安装1、在基坑竖向的平面内，土方施工应严格遵守分层开挖、先支撑后开挖的原则钢板钢板钢板开槽架设支撑示意图土层支撑杆5.3 支撑结构的施工 2 钢支撑预加压力 目的：可以较有效的进行基坑变形的主动控制。 1） 在支撑安装完毕后，经检查确认各节点连接状况符合要求后方可施加预压力。 2

25、）预压力的施加宜在支撑两端同步对称进行。 3）预压力应分级施加重复进行、一般情况下，预压力为50%80%支撑设计轴力。 4）预压力加至设计要求额定值后，应检查各连接点，待额定压力稳定后予以锁定。 5）支撑端部八字撑可在主支撑施加压力后安装。5.3 支撑结构的施工三、考虑时空效应的土方开挖选择基坑分层、分步、对称、平衡开挖，并确定各工序的时限在施工组织设计中定出如下的施工参数：Ni-开挖分层的层数；ni-每层分部的数量；TCI-分部开挖的时间限制；TsI-分部开挖后完成支撑的时间限制；Ni-支撑预加轴力（采用钢支撑时）B、h-紧靠挡土墙的支承土堤每步开挖的宽度和高度；Tr-开挖卸载后无支撑暴露时

26、间。5.3 支撑结构的施工 工程实例： 上海香港广场北拱基坑工程：位于淮海路，基坑面积约5800平方米，距地铁一号线下行区间隔约8-9m，开挖深度约12.55m，围护采用厚800，深约23.66m地下连续墙，支撑为3道钢支撑（260916），加50%的预应力。5.3 支撑结构的施工5.3 支撑结构的施工 施工工艺参数： 1）在基坑中间部分采取盆式开挖至该层支撑底面标高; 2) 安装后该范围内设钢支撑； 3）基坑周边土按如图顺序，分块、对称地开挖和支撑。每层每块土的机械开挖底面，控制在钢支撑顶面，以便开挖下一层土挖机始终在钢支撑两侧原状土上行驶； 4）每两块对称的土堤开挖后，即在暴露的两处对面的

27、地下墙上装两幅钢围檩和带八字撑的支撑，以与基坑中间已安装的一根支撑相连接； 5）支撑安装完毕后，施加预压力至设计轴力50%； 6）每两块土堤的开挖及支撑安装要在24h内完成。5.3 支撑结构的施工 四、支撑的拆除（主体结构换撑）1、主体结构的楼板或底板混凝土强度达到设计强度的80%以上才可拆除支撑；2、主体结构与围护墙之间应设置可靠的换撑传力构造。1）一般填砂，但在变形严格要求高的地区慎用；2）设后浇带；3）设短撑。后浇带短撑楼板底板垫层5.4 逆作法施工工法|传统的基坑施工方法是敞开式顺作法问题：基坑施工占总工期的四分之一，甚至三分之一内支撑只作为临时结构有时难以满足地面交通或商业的要求 5

28、.4 逆作法施工工法 逆作法施工，是将常规的地下结构施工方法（顺作法）的次序颠倒过来，待施工完基坑围护结构及将工程桩接升到地面的中间支撑柱后，直接施工地下结构的顶板或先开挖坑内土体至基坑一定深度再进行地下结构的顶板、中间柱的施工，然后再依次逐层向下进行向地面以下的挖土和各层楼板的建造，直至底板施工。在顶板施工完毕以后，施工地下结构的同时，可进行地上结构的施工。 逆作法施工工法格构柱工程桩地下连续墙工程桩格构柱地下连续墙工程桩格构柱固定吊专用抓斗地下连续墙（a）施工地下连续墙；施工坑内土体加固；施工工程桩、格构柱（b）首层进行盆式挖土，挖土时随浇捣混凝土垫层（c）施工B0板，局部洞口加撑，安装取

29、土架-7.00m支撑排架|上海机场城市航站楼逆作法施工工序盆式开挖到-7.0m施工地下墙，格构柱施工B0板工程桩格构柱固定吊专用抓斗地下连续墙工程桩格构柱固定吊专用抓斗地下连续墙工程桩格构柱固定吊专用抓斗地下连续墙（d）施工上部一层结构，同时对称抽条开挖盆边土（e）施工B1板（f）盆式挖土至-10.7m，同时施工上部二层结构对称开挖盆边土盆式开挖到-10.7m施工B1板逆作法施工工法逆作法施工工法底板工程桩格构柱底板地下连续墙后包柱后包柱置换筒体工程桩格构柱地下连续墙（g）施工大底板，拆除取土架（h）施工地下后包柱、剪力墙、上部结构继续向上施工施工大底板施工后包柱、剪力墙5.4 逆作法施工工法

30、|逆作法的特点： 减少工程造价； 缩短施工工期； 施工对周围环境影响小工程名称节省投资总额缩短工期（天）管线累计最大水平/垂直位移（mm）地下墙累计最大水平位移（mm）相邻柱累计最大差异沉降（mm）恒积大厦11%9014.6/173313.7明天广场12%15018.4/24.9198.5京沙住业大厦10%12023.5/16.537.57上海已完成的三个逆作法工程经济效益统计表5.4 逆作法施工工法|逆作法的发展概况|在国外的发展|在国内的发展5.4 逆作法施工工法|逆作法在国外的发展1935年首次应用于日本1950年地下连续墙工法60年代机械化施工70年代立柱被用作永久柱5.4 逆作法施工

31、工法|逆作法在国内的发展1955年首次在哈尔滨地下人防工程中应用1985年首次在上海采用全逆作法施工1993年首次在上海应用于地铁车站1997年首次在天津应用于市政工程1999年首次在上海应用于钢结构工程5.4 逆作法施工工法 发展趋势：覆盖了高层建筑地下室、多层建筑地下室、地铁车站、地下变电所、及旧建筑地下室扩建等多个领域。|广泛应用于大平面、大深度及周边环境要求严格的工程|机械化程度较高|广泛采用信息化施工|具有明显的地域特点5.4 逆作法施工工法1监测对象监测对象监测项目监测项目比较对象比较对象监测预警值监测预警值1次预警值次预警值2次预警值次预警值地下连续地下连续墙墙水平变位水平变位设

32、计允许值设计允许值100%水压、土水压、土压力压力设计侧压力设计侧压力100%应力应力允许应力允许应力80%100%弯矩弯矩允许弯矩允许弯矩立柱立柱轴力轴力允许压缩轴力允许压缩轴力周边构筑物、周边构筑物、周边地层周边地层沉降、倾斜、沉降、倾斜、水平位移水平位移与构筑物业主或相应管理部门与构筑物业主或相应管理部门协商确定协商确定地铁隧道地铁隧道沉降沉降影响计算值影响计算值70%100%水平变位水平变位我国地域辽阔，按地质情况基本可分为：深基岩的软土地区，包括上海、杭州、福州、天津等城市，以上海为典型；浅基岩的软土地区，包括广州、深圳、厦门、南京等城市，以广州为典型；粘土、砂土地区，以砂卵石或砂砾

33、作持力层，包括北京、青岛、石家庄、沈阳、哈尔滨、重庆等城市，以北京为代表。持力层的不同导致围护结构、立柱桩施工方法等方面存在明显的差异，使逆作法施工在各城市间呈现较明显的地域特点。|逆作法施工呈现明显的地域特点逆作法施工工法|逆作方法的灵活多样|全逆作法|半逆作法|半开敞逆作法|顺逆结合逆作法全逆作法指施工好分界楼板（0.00板、地下1层楼板（B1板）、或地下2层楼板（B2板）后，向下开挖，进行地下结构的施工，同时向上进行上部结构的施工。全逆作法是最能体现逆作法优点的施工方法，也是我国在高层建筑逆作法施工中用得最多的施工方法。半逆作法（又称盖挖法）是指施工过程中从分界楼板层底向下开挖，由上而下

34、逐层进行地下结构施工，而不向上进行上部结构的施工。半逆作法特别适用于顶板行车、行人或堆场有要求的工程，如市政中的地铁工程、城市绿地工程、地下广场工程。半开敞式逆作法分为利用主体结构框架梁作支撑向下施工与中间大开口半逆作法两类。当结构体系是框架结构时，利用主体结构的框架梁作为开挖施工的支撑，施工工艺流程与顺作法无太大差异。顺逆结合可以使顺作法和逆作法发挥各自的优势。目前采用过的两种形式有：中筒顺作，周边楼体逆作，如广州粤海进出口公司综合楼、深圳庐山大厦等；主楼顺作，裙房逆作，如上海明天广场、深圳地王大厦等。 +1.0中筒中筒中筒大开挖至-3.7m捣北板带混凝土捣其他板带混凝土，中筒挖土捣中筒底板

35、墙体混凝土捣中筒中板混凝土0.00楼面混凝土捣固负二层挖土，上部继续施工捣底板、负二层墙体混凝土，上部继续施工中筒顺作，周边楼板逆作施工示意图（广州粤海进出口公司综合楼（20）l立柱设计与施工特点|立柱承受上部荷载的支承方式|立柱施工偏心的影响|立柱与立柱桩的连接处理|地下连续墙防渗施工要点|梁柱节点施工|逆作条件下模板施工工艺（a）一柱一桩（c）一柱多桩（b）一柱多桩24（d）临时柱桩4615315531571临时承台预留柱主筋钢立柱柱临时承台结构梁钢立柱结构柱结构梁0.750.80.850.90.9511/1001/2001/3001/4001/5001/6001/7001/8001/90

36、0 1/1000安装垂直精度偏心影响系数钢管砼柱安装初偏心对极限承载力的影响在地下水位较深的地区，立柱安装的垂直度控制并不困难，因此应尽可能提高立柱安装精度，如广州四建制定的地下室逆作法施工工法（YJGF07-98）规定中间逆作柱每层的垂直度偏差不应大于柱长的1/1000，平面位置偏差不大于5mm。在地下水位较高的地区，如上海，立柱安装是在水下进行，垂直度较难控制，过分强调立柱的垂直度往往会影响到施工进度，而且对立柱的承载力提高意义不大。上海二建制定的高层建筑多层地下室结构逆作法施工工法（YJGF02-96）规定中柱的控制垂直度为1/300，平面偏差为50mm。（a）H钢柱与钢管桩的连接钢托座

37、（b）钢管砼柱与灌注桩的连接钢管桩 A钢管桩 A栓钉 A AH型钢立柱 底板钢筋椭圆孔钢管砼柱 底板|逆作条件下地下连续墙的防水、防渗措施|逆作条件下地下连续墙水平接头的构造处理地下连续墙接头缝的渗漏原因：1）、因各单元槽幅施工定位达不到应有精度而导致墙体接头平面错位，渗水通道因此而缩短。2）、成槽后，附着在前幅墙端部的泥皮、淤泥沉渣和悬浮固形物及固化物等，因没有被刷壁机清理干净而裹夹在新老混凝土接缝区，形成渗漏的隐患。3）、浇筑混凝土时，导管位置设计不当或没保持连续浇注，使得远离导管的接缝处混凝土密实性受到影响，另外，由于泥浆固化物在接缝区得不到混凝土的大力托举，从而可能卷入混凝土中，形成渗

38、漏隐患。4）、混凝土浇筑时，突然的槽壁土体坍塌往往会形成贯通墙体的大小孔洞，造成以后开挖时的大量渗漏。5）、槽壁坍塌使混凝土绕流至邻近槽段，影响下一槽段的正常施工，形成防渗的薄弱环节。6）、采用柔性接头的墙段（相邻单元墙段无搭接钢筋），无论是接头管接头还是波形接头，接头壁面光滑而不能凿毛，会使新老混凝土咬合、挤密不好，从而致使该处成为防渗的薄弱环节。7）、具有搭接钢筋的刚性接头，因无法刷除钢筋间的固化物，如果浇筑混凝土时没有足够的上托力将这些杂质排除，会造成接缝区的混凝土劣化。8）、地下墙施工时，钢筋笼如没有准确就位，易造成相邻墙幅间两侧的主筋间距在接头处偏大，基坑开挖时，该范围可能会因为钢筋

39、不足而产生开裂，形成渗水通道。逆作条件下梁柱、板柱节点构造（a）直接法（b）充填法（c）注入法混凝土注入口充填材料注入剂|逆作条件下的模板工艺|原位支模法、吊模支模法 素混凝土层层楼板层楼板素混凝土层层楼板升降镙杆吊模钢立柱升降镙杆吊模钢立柱吊模升降镙杆钢立柱（a）浇第一层模板（b）在吊模下方开挖（c）降低模板到下一层楼板标高5.5 钻孔咬合桩施工法钻孔咬合桩施工法钻孔咬合桩围护结构是指桩身密排且相邻桩桩身相割形成的具有防渗作用的连续挡土墙结构，既可全部采用钢筋混凝土桩，也可采用素混凝土桩与钢筋混凝土桩相间布置，使之形成具有良好防渗作用的整体连续排桩式挡土支护机构。钻孔咬合桩施工工艺原理A为一

40、序桩，B为二序桩施工顺序：A1A2B1A3B2B1B2钻孔咬合桩施工特点1、使用全套筒护壁，避免孔壁坍塌，对周围土体影响较小，可紧邻周边建筑物、地下管线成桩；2、机械采用液压系统，施工时噪音低、无振动，可大大减少施工对周围环境的影响；3、施工二序桩时在已完成的一序桩两桩之间实施切割咬合，全套筒的护孔方式保证了桩与桩之间的紧密咬合，形成了良好的整体连续结构；4、施工速度快，抗渗能力强、配筋率低、造价低廉，具有良好经济效益。钻孔咬合桩施工关键点-桩的垂直度控制为了保证钻孔咬合桩底部有足够厚度的咬合量,除对其孔口定位误差严格控制外,还应对其垂直度进行严格控制,根据我国地下铁道工程施工及验收规范规定,桩的垂直度标准为3 。钻孔咬合桩施工关键