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逆作法工艺原理

528 2021-09-13 14:05:36

"逆作法"的工艺原理是∶先沿建筑物地下室轴线(地下连续墙既是挖土时的围护墙同时又是地下室结构外墙)或周围(地下连续墙只用作围护墙)施工地下连续墙,同时在建筑物内部的有关位置(柱子或隔墙相交处等,位置由设计和施工单位共同研究确定) 浇筑或打下中间支承柱(亦称中柱桩,数量由计算确定),作为施工期间于地下室底板封底之前,承受上部结构自重和施工荷载的支承。然后挖土至地下室一层顶板底标高(用土模浇筑楼盖时)或地下室二层顶板顶标高(支模浇筑楼盖时),浇筑地下一层顶板,作为地下连续墙刚度很大的水平支撑,随后按上述方法逐层向下挖土和浇筑地下室各层的顶板。同时各层结构中的中柱或隔墙也逐层向下施工,直至地下室底板封底,完成地下室结构的施工。与此同时,在地下室一层的顶板结构浇筑完成后,就为上部结构的施工创造了条件,所以在地下结构逐层向下施工的同时,可同时自地面开始向上逐层施工 上部结构。形成地面上,下同时施工的局面。但在地下室底板封底井达到设计强度之前,上部结构允许施工的高度要经计算确定,因为它取决于地下室底板封底前地下连续墙及中间支承柱可能承受的荷载及沉降的允许值。

在逆作法施工中,地下连续墙和中间支承柱既是基坑开挖时的支护结构系统,又是永久性工程结构的组成部分。因此,在施工地下连续墙和中间支承柱时,以及逐层施工各层楼盖时,都必须按照连接的要求预埋相关的钢板、预留筋、浇筑孔等。

逆作法施工要合理安排其工艺流程,工艺流程取决于施工工艺。图8.2-1 所示为一工程逆作法的工艺流程,该工程为地下4层。施工时为加快挖土速度,第一次挖土就开挖至地下二层(要验算地下连续墙在悬臂情况下的内力和变形值),这样地下一层就变成顺作施工,而地下三、四层则为逆作施工。

"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,右利于缩短总工期;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。

根据上述"逆作法"的施工工艺原理,可以看出"逆作法"具有下述特点; 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如地上结构工期,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,因此可以缩短工程的总,工期。地下结构层数愈多,工期缩短愈显著。根据上海的初步经验,在软土条件下,具有四层地下室的高层建筑,用逆作法施工可比传统施工方法至少可缩短三个月左右。

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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

采用逆筑法施工,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,还可以解决特殊乎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,因而在软十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、软十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,可减少十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。