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岩土研究院

最适合采用逆作法的6种情况

345 2021-03-27 17:42:53


逆作法自诞生以来已有 30 多年的历史,在逆作法的实践与研究上已积累了大量的经验。国内外采用逆作法的工程实例较多,较有影响的如美国芝加哥水塔广场大厦、法国巴黎拉弗埃特百货大楼、日本读卖新闻社大楼和德国杜塞尔多夫的德意志联邦银行大楼等。国内以上海地区采用逆作法工程较为集中,如上海基础公司特种技术科研楼、上海长途电讯大楼、恒积大厦、明天广场、安东路隧道1号风塔、人民广场地下变电站、城市酒店二期、城市规划展示厅、城市航站楼、上海地铁一号线黄陂路、陕西路、常熟路车站以及上海地铁二号线石门路地铁车站、河南南路车站等。


美国芝加哥水塔广场大厦为目前世界最高的钢筋混凝土结构,地上建筑 75 层,高度 203m,地下4 层地下室,采用18m深的地下连续墙和144 根大直径钻孔灌注桩作中间支承柱,采用逆作法进行施工。


上海基础公司特种技术科研楼是我国第一个用逆作法施工的试点工程。该建筑物地下两层,地上5层(塔楼处6层),平面轴线尺寸为39.85m×13.80m,地上部分为框架结构,为钢管柱和预制梁、板。地下室外墙为地下连续墙,墙厚600mm,墙长13.5~15.5m,开挖深度为6m,局部10m。中间支承柱为φ900mm 的钻孔灌注桩,桩长28m,上部为 φ400mm的钢管。该工程的施工顺序是∶①施工中间支承柱钻孔灌注桩与地下连续墙;②开挖地下一层土方,构筑顶部圈梁、杯口、腰圈梁、纵横梁和吊装地下一层的楼板;③吊装地上1~3层的柱、梁、板结构,同时交叉进行地下第二层的土方开挖,土方完成后进行底板垫层和钢筋混凝土底板的浇筑,经过计算得知,在底板未完成之前,地下连续墙和中间支承柱只能承受地面上3 层的荷载;④待底板养护期满,吊装地上4~5层的柱、梁、板,同时在地下内平行地进行隔墙等的施工;⑤地上、地下同时进行装修和水电设备等工程。

上海恒积大厦位于西藏路淮海路口的闹市中心,地上 22 层,地下 4 层,总建筑面积 8000m²,基坑平面形状呈双圆角梯形,基坑南北长71.5m,东西宽64.6m,基坑面积约为 3600m²,基坑开挖深度为14m,局部电梯井开挖深度为 17m。工程的结构形式为外框内筒,钢筋混凝土结构。柱网轴线尺寸为8.5m×8.5m,地下室外墙为 800mm 厚地下连续墙,加400mm厚(后浇)混凝土内衬墙,地下连续墙的深度为27.5m。基础工程桩为φ900mm 的灌注桩,深度78m,单根柱下由5 根"梅花"形排列的工程桩承载。本工程采用从-6.4m楼板开始的逆作法施工,即地下1层、2 层楼板结构完成后,即可同时向上施工上部结构和往下施工地下 3 层、4 层结构。


与其他地下结构施工法选定时一样,逆作法的采用也必须考虑到地下结构施工的全面内容,即必须对周边环境条件、地质条件、工期、造价、安全性、建筑物规模形状等多方面进行探讨研究。下列六种情况可作为采用逆作法最适当的场合∶


(1)大面积的地下工程

一般地说,对开挖平面的一边边长超过100m的大面积工程,如果按顺作法施工,由于平面为大跨度,支撑长度将超过其适用界限。另外,若再受到地质条件或场地条件的制约,土锚法也很难被采用。


(2)大深度的地下工程

大深度开挖时,由于卸除了大量的土重,基底会上浮产生回弹现象,这将使建筑物在建成后出现中央下凹的现象。如果采用逆作法代替顺作法施工的话,逆作结构的重量置换了卸除的土重,因此它能有效地控制这种回弹现象。另外,随着开挖深度的增加,侧压也就随之增大,如果采用顺作法施工,对支撑的强度和刚度要求就会很大。而逆作法是以结构本体作为支撑,具备了相当大的刚度,减小了整体变形,显示出充分的优点。


(3)复杂形状的地下工程

当平面形状是一种复杂的不规则形状时,如用顺作法施工,那么挡土墙传递给支撑的侧压力就很难均匀,就会导致在局部地方出现应力集中现象。另外,由于支撑之间有非直角相交的节点,常常会因接口松弛导致不稳定。在这种情况下,采用逆作法施工时,结构本体就是与平面形状相吻合的钢筋混凝土或型钢钢筋混凝土支撑体系,大大提高了安全性。


(4)周边状况苛刻、对环境要求较高

当在地铁或管道等地下公共结构近旁施工时,往往要求挡土墙变形量的精度达到毫米级。逆作法施工,不仅多采用刚度较大的挡土墙,而且逆作结构作为结构本体,本身具有很大的刚度,有效地控制了整体变形,从而也就减少了对周围地基和环境的影响。


(5)作业空间较小

采用逆作法施工时,是先施筑顶板,它很快能用作作业场地,又能确保材料堆场。同时,还可以进行地上钢结构安装及混凝土浇筑等的交叉作业。

(6)工期要求紧迫

采用逆作法施工,能做到地上、地下同时施工,合理、安全、有效地缩短工期,提高经济效益。