逆作法新课件

建筑工程逆作法王海云一、相关标准于2011年8月1日起实施的《地下建筑工程逆作法技术规程》，编号为JGJ165-2010；于1013年建设部组织编制的《建筑工程逆作法技术规程》。二、逆作法工艺的基本概念1、对于“逆作法”的定义，两个标准分别是：《地下建筑工程逆作法技术规程》：在逆作面处先形成竖向结构，以下各层地下水平结构自上而下施工，并利用地下水平结构平衡抵消围护结构侧向土压力的施工方法。《建筑工程逆作法技术规程》：利用主体永久地下结构的全部或部分作为支护结构，自上而下施工地下结构与基坑开挖交替实施的施工工法。逆作法施工程序演示只有地下结构工程逆作法施工程序演示地上、地下结构同时施工2、正作与逆作分界面的定义：《地下建筑工程逆作法技术规程》中叫“逆作面”：在采用逆作法施工时，正作、逆作施工的分界面。《建筑工程逆作法技术规程》中叫“界面层”：建筑工程逆作法施工中首先施工的地下水平结构层，即主体结构顺作和逆作的分界层。3、逆作法的分类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。半逆作法：利用地下各层钢筋混凝土肋型楼板中先期浇筑的交叉格型肋梁，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型楼板。部分逆作法：利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，抵消侧向土压力所产生的一部分位移。在基坑中部按正作法施工，基坑边四周用逆作法，这种方法也叫做盆状开挖逆作法。三、逆作法的起源逆作法在西方一些国家称之为top-downmethod或者up-downmethod意为从上往下施工的方法，在日本称之为逆打工法(SlabSubstituteShore简称SSS法，意思是指用楼板代替支撑的方法)，在我国铁路系统又称之为盖挖法。这种工法最早在意大利米兰得以首次使用，当时是在马路下施工地下连续墙，另一半马路仍旧通车，一边地下连续墙做好了之后，再做另一边墙。连续墙施工完毕之后，利用半夜时间，打开一小段马路，进行挖土运土，接着在地下墙上架设支架，上铺临时路面。在支架下浇筑顶板，然后设置支撑，继续挖土，直至浇好底板。这种米兰做法为逆作法施工的先驱。1933年，日本首次提出逆作法的设想，并于1935年应用于东京都千代田区第一生命保险相互会社本社大厦。当时的桩全部是采用人工开挖，施工效率低，而且没有围护结构，限制了它在地下水位高的地区推广应用。1950年，意大利米兰的ICOS公司首先开发了排桩式地下连续墙，随后又创造了两钻一抓的地下连续墙施工方法。地下连续墙的开发成功为地下工程提供了良好的挡土墙与止水结构，使逆作法在地下水位以下施工成为可能。不久，米兰地区就首次利用地下墙作围护进行过街地道的盖挖逆作法施工。进入60年代，低振动、低噪声的机械被开发利用，如贝诺特挖掘机、钻孔挖掘机、并引入反循环工法等。机械化施工在各方面成为主流，机械的进步促进了逆作法在更大范围内推广。美国纽约芝加哥水塔大厦、法国巴黎拉弗埃特百货大楼、德国德意志联邦银行大楼都是采用逆作法施工．其中美国芝加哥水塔大厦地上74层，地下4层，采用18m深的地下连续墙和144根大直径套管钻孔扩底桩共同作用，并用逆作法施工使地下结构和上部结构的施工可以同时立体交叉进行，从而使整个工程的工期缩短。70年代以后，由于打桩机的发展使支承立柱的施工精度大大提高，逆作法最明显的特征表现在逆作结构起到了承担结构本体重量的作用，逆作法所需要的临时支承立柱费用大幅度降低，逆作法受到越来越多国家的工程师的青睐。在韩国、新加坡、我国的台湾、香港地区都有关于应用逆作法工程实例的报道。我国于1955年在哈尔滨地下人防工程中提出应用逆作法施工技术，自此国内工程界开始了对逆作法施工技术进行探索和研究。到1958年，地下连续墙在我国得到应用。从1976年开始，上海比较系统地研究地下连续墙在工业与民用建筑的地下工程中的应用。上海也是国内研究应用逆作法施工技术最早的城市。上海基础公司科研楼是第一次在我国采用全逆作施工技术并取得成功的建筑物。上海电信大楼三层地下室结构首次采用了敞开式半逆作法施工技术，将基坑临时结构与永久性结构相结合，既节约了投资，又减少了工序，从而缩短工期。九十年代，随着我国高层建筑的发展与地铁工程的大规模建设，地下工程逆作法的应用逐渐在全国推广开来。1993年，上海地铁一号线陕西南路、常熟路、黄破南路三个地铁车站主体工程采用“一明二暗”盖挖法施工，这是我国第一次在地铁车站建设中采用逆作法施工技术，施工面积缩小了一半，减少动拆迁近，比正作法提前一年半恢复路面和车站两侧的商业活动。1994年开始施工的当时为亚洲第一高楼的深圳帝王大厦地下三层，采用半逆作法，开挖深度15.85米。1995年，广州好世界广场大厦采用全逆作法施工，立柱桩采用人工挖孔桩加钢管混凝土柱，在地下3层施工结束时，上部结构施工到29层，缩短工期6个月，这也是广州第一次采用全逆作法的工程。1996年，福州新世纪大厦采用半逆作法施工，该工程创造了目前国内地下开挖层数最多的工程，地下6层，开挖深度25.2米。1997年，天津开发区东海路雨水泵站采用边向下挖土边逆作泵房井壁法施工，该工程是天津市超大规模的雨水泵站，也是我国第一次在市政工程建设中采用逆作法技术。1999年，上海城市规划展示馆采用逆作法施工，这是我国第一个采用逆作法的钢结构工程，地下2层，地上4层同时完成，缩短工期3个月。深圳赛格广场地上70层，地下4层，开挖深度19．95m，是我国第一个采用钢筋混凝土组合结构的逆作法工程，缩短工期6个月，地下墙的最大变形为21mm。另外，北京、杭州、厦门、海口、沈阳、重庆等地也有大量工程采用逆作法施工。黑龙江省逆作法施工技术水平处于全国先进水平，黑龙江省建工集团施工的秋林商厦采用地下三层逆作，航天大厦采用地下5层逆作，深度达到-31.5米，创造了当年全国逆作法施工之最，获得国家级建筑业新技术应用示范金牌工程奖项。现在业内有的学者提出19世纪是桥的世纪，20世纪是高层建筑的世纪，21世纪是地下空间开发的世纪。对这个观点仁者见仁，智者见智，还没有一个统一的结论。但是，就我国的目前城市的基础设施建设来看，共有北京、天津、上海、广州、深圳、南京、香港、台北、高雄、武汉（在建）、成都（在建）、无锡（在建）、沈阳（在建）、西安（在建）、重庆（在建）、杭州（在建）、苏州（在建）、哈尔滨（在建）、长春（在建）、佛山（在建）、昆明（在建）等21个大中城市已经或者正在进行地铁建设，同时，随着综合国力的增强，我国的人防工程建设正在加速进行，按照国家人防政策要求最终特大城市应达到人均1平米，从80年代末开始国家对城市的人防工程建设非常重视，不同时期的国家主要领导人对人防工程建设都非常关心，目前国家对人防工程实行平战结合政策，即人防工程和平时期作为城市商业功能，战时作为人员掩蔽、物资储存，体现人防功能。这样大中城市的地下空间随着地铁人防和城市隧道的建设，在近十年内得到了飞速的发展，下面仅以黑龙江哈尔滨市的情况为例，做以简单的说明。哈尔滨市地铁总规划为五条线，总里程约为200公里，目前一号线正在实施，二、三号线进入前期准备阶段。从1986年，哈尔滨市南岗区建成全国第一条地下人防商业街“金街”开始，20多年来，哈尔滨先后建成了23条地下人防商业街、地下购物广场，遍布在道里、南岗、道外、香坊等区。总面积接近30万平米，其地下人防商业街工程90%以上均采用逆作法技术进行了设计和施工。除哈尔滨市区外，其所属的县级城市大多数也进行了地下人防商业街的建设。详见下表：随着我国经济建设飞速发展，建筑工程的规模越来越大，高层建筑及地下建筑越来越多，特别是在老城区建设，相邻建筑很多。逆作法对于城市建筑密度大，邻近建筑物及周围环境对沉降变形敏感，施工场地狭窄，施工工期紧，在急于恢复地上交通的城市交通干道下施工效果尤其显著，节省了大量资金，加快了施工进度。尽管采用逆作法工艺成功的建成了大量的工程，但是由于缺少统一标准指导设计施工，也导致了一些逆作法工程的失败案例。编制本规程可有效改善由于没有统一标准而导致的设计和施工质量参差不齐，甚至诱发工程质量安全事故的现状。因此该规程的出台，规范地下建筑工程逆作法的设计、施工和质量验收行为，对于节省建设资金，缩短施工周期，保证工程质量和安全，创建和谐社会具有重要意义。四、逆作法的特点对周围地上、地下结构施工安全性的影响施工工期的影响施工质量的控制施工成本的分析各类支护结构的适用条件（JGJ120-99）结构型式适用条件排桩或地下连续墙1.适于基坑侧壁安全等级一、二、三级2.悬臂式结构在软土场地中不宜大于5m3.当地下水位高于基坑底面时，宜采用降水、排桩加截水帷幕或地下连续墙水泥土墙1．基坑侧壁安全等级宜为二、三级2．水泥土桩施工范围内地基土承载力不宜大于150kPa3．基坑深度不宜大于6m土钉墙1．基坑侧壁安全等级宜为二、三级的非软土场地2．基坑深度不宜大于12m3．当地下水位高于基坑底面时，应采取降水或截水措施逆作拱墙1．基坑侧壁安全等级宜为二、三级2．淤泥和淤泥质土场地不宜采用3．拱墙轴线的矢跨比不宜小于1／84．基坑深度不宜大于12m5．地下水位高于基坑底面时，应采取降水或截水措施放坡1．基坑侧壁安全等级宜为三级2．施工场地应满足放坡条件3．可独立或与上述其他结构结合使用4．当地下水位高于坡脚时，应采取降水措施不同支护形式的结合处，应考虑相邻支护结构的相互影响，其过渡段应有可靠的连接措施。支护结构上部采用土钉墙或放坡、下部采用支挡式结构时，上部土钉墙或放坡应符合本规程对其支护结构形式的规定，支挡式结构应按整体结构考虑。当坑底以下为软土时，可采用水泥土搅拌桩、高压喷射注浆等方法对坑底土体进行局部或整体加固。水泥土搅拌桩、高压喷射注浆加固体宜采用格栅或实体形式。基坑开挖采用放坡或支护结构上部采用放坡时，应按本规程第5.1.1条的规定验算边坡的滑动稳定性，边坡的圆弧滑动稳定安全系数Ks不应小于1.2。放坡坡面应设置防护层。密排混凝土桩锚支护体系适用条件：基坑周围施工宽度狭小；临近基坑边有深基础建筑物或有地下管线需要保护。土质条件：锚杆的锚固段要求有较好土层，其余不限。开挖深度小于30m。优点：用锚杆取代支撑可直接扩大作业空间，进行机械化施工。缺点：挖土作业需分层进行。银泰中心北侧地铁变电站处支护全景公园一品项目整体基坑支护住宅楼（四层）一侧基坑支护新闻出版局办公楼（十层）一侧基坑支护锚杆端部节点中国国家博物馆改扩建基坑支护北京财源国际中心基坑支护西侧丽晶苑采用800mm厚连续墙+5层锚杆支护体系西侧丽晶苑部位支护全景财源国际中心西北角支护全景H型钢桩加横档板适用条件：地下水位较低；邻近基坑边无重要建筑物或地下管线。土质条件：粘土、砂土。开挖深度小于25m。优点：材料采购容易；施工简单迅速；拔桩作业简单，主桩可重复使用。缺点：整体性差；止水性差；打拔桩噪声大；拔桩后留下孔洞需处理；地下水位高时需降水。排桩内支撑支护结构适用条件：基坑平面尺寸较小，或临近基坑边有深基础建筑物。土质条件：不限。开挖深度小于30m。优点：受地区条件、土层条件及开挖深度等的限制较小，支撑设施的构架单纯，易于掌握应力状态，易于实施现场监测。缺点：挖土作业面不开阔，支撑内力值与实际值常不相符。深圳地铁翠竹站基坑支护照片杭州地铁车站基坑支护区间基坑支护工程北京地铁五号线雍和宫车站基坑工程拱圈支护结构适用条件：基坑周围施工宽度狭小；邻近建筑物无重要建筑物。土质条件：硬塑粘性土；砂土。开挖深度小于12m。优点：结构受力合理、安全可靠；施工方便，工期短，造价低。缺点：该结构只解决支挡侧压力的问题，不解决挡水问题。结构高度597米的天津市117大厦项目基坑内土方挖运完毕，施工单位正在进行垫层和防水的施工，两层超大环形内支撑已经完整呈现。双排桩支护结构悬臂桩排式挡土支护结构适用条件：基坑周边不具备放坡条件或重力式挡墙的宽度，临近基坑边无重要建筑物或管线。土质条件：软土地区，一般粘性