高層建筑施工逆作法

1、逆 作 法,§1.3.6 逆作法 P87-98,,3 施工技術(shù),,,1 工藝原理2 優(yōu) 缺 點(diǎn),1. 高層建筑為什么要做多層地下室？ 逆作法是高層建筑多層地下室和其他多層地下結(jié)構(gòu)的有效方法。 1）補(bǔ)償基礎(chǔ)的定義： 寬闊的基礎(chǔ)底面使受力層范圍擴(kuò)大，較大的埋置深度和中空結(jié)構(gòu)形式使開挖卸去的土體自重抵償了上部結(jié)構(gòu)傳來的部分荷載在地基中引起的附加荷載。 2）補(bǔ)償基礎(chǔ)的補(bǔ)償原理作用：

2、 a.有效地利用地基承載力； b.作地下停車場、作設(shè)備層、作地下防空洞——增加使用面積.,一、逆作法的定義,逆 作 法,高層建筑施工,2. 多層地下室傳統(tǒng)做法： 大開口放坡開挖，或支護(hù)結(jié)構(gòu)圍護(hù)后垂直開挖。挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高后澆筑底板，由下而上逐層施工。先地下結(jié)構(gòu)再地上結(jié)構(gòu)。 缺點(diǎn)：支護(hù)費(fèi)用大，基坑內(nèi)支撐量大，基坑變形大，地面沉降大，開挖施工難度大。,逆 作 法,高層建筑施工,一、逆作法的定

3、義,3、逆作法 1）逆作法的原理： a. 先沿建筑物地下室軸線或周圍施工地下連續(xù)墻或其他支護(hù)結(jié)構(gòu)，同時(shí)建筑物內(nèi)部的有關(guān)位置澆筑或打下中間支承樁和柱，作為施工期間于底板封底之前承受上部結(jié)構(gòu)自重和施工荷載的支撐。 b. 然后施工地下一層的梁板樓面結(jié)構(gòu)，作為地下連續(xù)墻剛度很大的支撐，隨后逐層向下（逆作）開挖土方和澆筑各層地下結(jié)構(gòu)，直至底板封底。,逆 作 法,高層建筑施工,一、逆作法的定義,c. 由于地面

4、一層的樓面結(jié)構(gòu)已完成，為上部結(jié)構(gòu)施工創(chuàng)造了條件，所以可以同時(shí)向上逐層進(jìn)行地上結(jié)構(gòu)的施工。如此地面上、下同時(shí)進(jìn)行施工，直至工程結(jié)束。 2）逆作法的施工程序： 中間支承柱和地下連續(xù)墻施工→地下-1層挖土和澆筑其頂板及結(jié)構(gòu)→從地下室-2層開始地下室結(jié)構(gòu)和地上結(jié)構(gòu)同時(shí)施工→地下室底板封底并養(yǎng)護(hù)至設(shè)計(jì)強(qiáng)度→繼續(xù)地上結(jié)構(gòu)施工→工程結(jié)束,逆 作 法,高層建筑施工,一、逆作法的定義,逆作法施工技術(shù)是高層建筑多層地下室和其他多層地下結(jié)構(gòu)的有

5、效方法。國內(nèi)外在多層地下結(jié)構(gòu)施工中已廣泛應(yīng)用。 　 據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國建成的高層建筑累計(jì)已超過1.3億平方米，高度超過100m的超高層建筑已超過200幢。高層建筑最深的地下室基坑為6層，深度-26.2m。國外已達(dá)13層。深基坑支護(hù)方法很多，每一種基坑支護(hù)都有各自的適用條件和一定的局限性。因此，對(duì)施工方案的選擇應(yīng)謹(jǐn)慎以防止深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的倒塌失效。,逆 作 法,高層建筑施工,二、逆作法的發(fā)展和應(yīng)用,在國外如美、日、德、法等國家，已廣泛應(yīng)

6、用且有較好的效果。 日本的讀賣新聞社大樓，地上9層、地下6層。采用逆作法施工，總工期只用22個(gè)月，與日本采用傳統(tǒng)施工方法施工的類似工程相比，縮短工期6個(gè)月。 美國芝加哥水塔廣場大廈，75層、高203m，4層地下室，用18m深地下連續(xù)墻和144根大直徑灌注樁作為中間支承柱，用逆作法進(jìn)行施工，當(dāng)該工程地下室結(jié)構(gòu)全部完成時(shí)，主樓上部結(jié)構(gòu)已施工至32層?！?因此，要結(jié)合工程實(shí)際情況，考慮施工條件和經(jīng)濟(jì)性合

7、理的選擇施工方法。,逆 作 法,高層建筑施工,二、逆作法的發(fā)展和應(yīng)用,三逆作法的施工工藝,,1. 邊樁施工,2. 破路面挖土,3. 中間柱施工,5. 路面恢復(fù)通車,6. 挖地下一層土,7. 地下一層底板施工,8. 地下一層側(cè)墻施工,9. 挖地下二層土,10. 地下二層底板施工,11. 地下二層側(cè)墻施工,12. 地下二層地面,工程施工完成,4.頂板施工,圖示逆作法施工過程,,立柱樁和立柱成孔,1. 優(yōu)點(diǎn)1）縮短工程施工總工期

8、 傳統(tǒng)法施工：地下結(jié)構(gòu)工期+地上工期 逆作法施工：-1層工期+地下地上結(jié)構(gòu)同時(shí)施工工期，地下層數(shù)越多，縮短工期效果越好。2）基坑變形小，相鄰建筑物沉降小3）造價(jià)低，較經(jīng)濟(jì)：節(jié)省支護(hù)結(jié)構(gòu)的支撐2. 缺點(diǎn) 自上而下施工，上層結(jié)構(gòu)已建，施工條件較差。,逆 作 法,高層建筑施工,四、逆作法的優(yōu)缺點(diǎn),1. 施工內(nèi)容 地下連續(xù)墻、中間支承柱和地下室結(jié)構(gòu)的施工 2. 施工技術(shù) A 中間支

9、承柱 1）中間支承柱的作用： a. 逆作法施工期間，承受并傳遞地下和地上結(jié)構(gòu)的自重和施工荷載。 b. 地下室底板澆筑后，稱為地下室結(jié)構(gòu)的一部分。 2）中間支承柱的位置和數(shù)量 根據(jù)地下室結(jié)構(gòu)的布置和制定的施工方案詳細(xì)考慮后計(jì)算確定。一般布置在地下室柱子位置或縱、橫墻相交處.,逆 作 法,高層建筑施工,五、逆作法的施工技術(shù),c. 中間支承柱的組成 底板以上

10、多為鋼柱，底板以下多為混凝土柱。 d. 施工方法 多用灌注樁的施工方法，一般有： ⅰ泥漿護(hù)壁用反循環(huán)灌注樁施工法 ⅱ大直徑套管式灌注樁施工法 e. 注意事項(xiàng) 注意觀察中間支承柱在施工期間的沉降和升抬數(shù)值。,逆 作 法,高層建筑施工,五、逆作法的施工技術(shù),B. 地下室結(jié)構(gòu)的澆筑 1）澆筑方法 a. 利用土模澆筑梁板（適用于較好的土質(zhì)）

11、b. 搭設(shè)梁模板支板模板（適用于較差的土質(zhì)） 注意減小梁板支撐的沉降和變形，以及豎向構(gòu)件的上下連接和混凝土的澆筑。 減小變形和沉降的方法有：澆筑一層素混凝土和鋪設(shè)一層砂墊層。 2）施工縫的澆筑方法 a. 直接法 b. 充填法 c. 注漿法,逆 作 法,高層建筑施工,五、逆作法的施工技術(shù),C. 土方開挖 a. 開挖方法： 人工開挖；機(jī)械開挖（小型

12、高效） b. 開挖的注意事項(xiàng)： 采用“開礦式”逐皮逐層推進(jìn)，挖出的土方從工作孔處提升外運(yùn)。開挖坡面不宜大于75°，嚴(yán)禁掏挖，以防坍方。 D. 工作孔的留設(shè) 一般設(shè)在樓梯間或無樓板處作為垂直運(yùn)輸?shù)目锥础?逆 作 法,高層建筑施工,五、逆作法的施工技術(shù),杭州西湖國際飯店是一家坐落在美麗的西子湖畔的五星級(jí)涉外賓館。占地21000m2,總面積138000m2,地下三層，是目前中國最大“

13、全逆作法”施工工程，基坑深度16.5m，開挖土方250000m3，獲得浙江省建筑業(yè)新技術(shù)應(yīng)用示范工程。 本工程主體建筑高度239m,地上46層,地下三層,裙房 1-4層。采用框架-筒體結(jié)構(gòu)，基坑最深挖深為17.35m,采用鉆孔灌注樁結(jié)合SMW工法水泥攪拌樁作為臨時(shí)圍護(hù),采用地下結(jié)構(gòu)的梁板作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)支撐體系，并采用逆作法施工。 該工程由浙江寶業(yè)建工集團(tuán)承建。,逆 作 法,高層建筑施工,六、

14、逆作法的實(shí)例,杭州西湖國際飯店,第一個(gè)完成房屋建筑逆作法施工的工程---恒積大廈,1994年10月承建的恒積大廈，基坑面積3600平方米，地下四層，采用直徑900的鉆孔灌注樁，作一柱一樁。地下連續(xù)墻二墻合一，采用逆作法施工確保工程用一年的時(shí)間完成從打樁到地上5層的施工，專業(yè)逆作法取土架在本工程首次開發(fā)使用。,該工程地下三層，采用逆作法施工。圖中為地下一層樓板的鋼筋綁扎,,立柱雙梁,全逆作法：利用地下各層鋼筋混凝土肋形樓板對(duì)四周圍護(hù)結(jié)構(gòu)

15、形成水平支撐。樓蓋混凝土為整體澆筑，然后在其下掏土，通過樓蓋中的預(yù)留孔洞向外運(yùn)土并向下運(yùn)入建筑材料。,板帶撐施工,半逆作法：利用地下各層鋼筋混凝土肋形樓板中先期澆筑的交叉格形肋梁，對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)形成框格式水平支撐，待土方開挖完成后再二次澆筑肋形樓板。,根據(jù)地面一層樓面結(jié)構(gòu)是封閉還是敞開的可以將逆作法分為封閉式逆作法和開敞式逆作法。,鉆孔鋼筋連接法,傳力鋼板法,剪力栓法,綜合法,1）可使建筑物上部結(jié)構(gòu)的施工和地下基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工平行立體作業(yè)，在建

16、筑規(guī)模大、 上下層次多時(shí)，大約可節(jié)省工時(shí)1/3。 2）受力良好合理，圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形量小，因而對(duì)鄰近建筑的影響亦小。 3）施工可少受風(fēng)雨影響，且土方開挖可較少或基本不占總工期。 4）最大限度利用地下空間，擴(kuò)大地下室建筑面積。 5）一層結(jié)構(gòu)平面可作為工作平臺(tái)，不必另外架設(shè)開挖工作平臺(tái)與內(nèi)撐，這樣大幅度削減了支撐和工作平臺(tái)等大型臨時(shí)設(shè)施，減少了施工費(fèi)用。一般可節(jié)省地下結(jié)構(gòu)總造價(jià)的25%~35%。,七、逆作法的工藝特點(diǎn)匯總,逆

17、作 法,高層建筑施工,6）由于開挖和施工的交錯(cuò)進(jìn)行，逆作結(jié)構(gòu)的自身荷載由立柱直接承擔(dān)并傳遞至地基，減少了大開挖時(shí)卸載對(duì)持力層的影響，降低了基坑內(nèi)地基回彈量?！?7）逆作法存在的不足，如逆作法支撐位置受地下室層高的限制，無法調(diào)整高度，由于挖土是在頂部封閉狀態(tài)下進(jìn)行，基坑中還分布有一定數(shù)量的中間支承柱和降水用井點(diǎn)管，目前尚缺乏小型、靈活、高效的小型挖土機(jī)械,使挖土的難度增大。,七、逆作法的工藝特點(diǎn)匯總,逆 作 法,高層建筑施工,逆作法

18、的施工實(shí)例 P94，請(qǐng)自學(xué)！,一、定義 深層攪拌水泥土樁墻，是采用水泥作為固化劑，通過特質(zhì)的深層攪拌機(jī)，在地基深處就地將土和水泥強(qiáng)制攪拌形成形成具有一定強(qiáng)度、整體性和水穩(wěn)定性的圓柱體（柔性樁），將其相互搭接，形成具有一定強(qiáng)度和整體結(jié)構(gòu)的水泥土墻，以保證基坑邊坡的穩(wěn)定二、特點(diǎn) 施工時(shí)的振動(dòng)和噪聲小，工期短，無支撐，可以擋土、擋水且造價(jià)低。但攪松了地基土，且適用的深度不超過6m。,水泥土墻施工 P104-106

19、,水泥土墻,高層建筑施工,水泥土墻的平面類型,三、機(jī)械——深層攪拌機(jī) 四、深層攪拌法施工施工工藝 1.定位 2.預(yù)攪下沉 3.制備水泥漿 4.提升、噴漿、攪拌 5.沉鉆復(fù)攪 6.清洗、移位,水泥土墻施工 P104-106,水泥土墻,高層建筑施工,深層攪拌法：通過專用機(jī)械鉆頭切削攪拌土體，攪拌過程中通過壓漿泵噴射水泥漿與原狀土拌和，形成柔性樁體。,五、高壓旋噴法施工 1. 定義 高壓旋噴

20、技術(shù)（也即高壓噴射注漿法） 是利用專用旋噴設(shè)備將注入劑（通常是水泥漿） 形成高壓噴射流，借助高壓噴射流的切削，使土體和硬化劑混合，形成加固體。 2.工藝過程 平整場地—施工放樣—樁機(jī)就位—貫入噴射管—噴射注漿——拔管——沖洗,,,五、水泥土的配合比 水泥土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度一般為500-4000kN/m2,比天然軟土大幾十倍甚至數(shù)百倍，水泥等級(jí)每提高10級(jí)，水泥土強(qiáng)度增大20%-30%。 水泥漿的水灰比

21、要求為0.45-0.50 六、提高水泥土樁擋土墻支護(hù)能力的措施 水泥土樁墻為重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)，主要承受傾覆、抗滑移和抗剪強(qiáng)度的控制，要求有足夠的支護(hù)能力。 措施： 1、卸荷 2、加筋 3、起拱、加墩 4、擋墻變厚度,水泥土墻施工 P104-106,水泥土墻,高層建筑施工,3、支護(hù)結(jié)構(gòu)的支撐系統(tǒng)計(jì)算 1） 內(nèi)支撐 a. 鋼支撐（壓彎構(gòu)件

22、） b. 混凝土支撐 深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)由圍護(hù)墻和混凝土支撐組成，設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)考慮兩者之間的相互作用分別計(jì)算。 計(jì)算內(nèi)容為內(nèi)力和變形，其中支撐系統(tǒng)的位移有荷載引起的變形，以及剛體位移。,支護(hù)結(jié)構(gòu)的支撐系統(tǒng)計(jì)算 P42-47,支撐系統(tǒng),高層建筑施工,支撐體系的水平位移要求： 若不滿足要求的措施： ⅰ 調(diào)整支撐體系的標(biāo)高 ⅱ 加大支撐體系的截面尺寸 ⅲ 加大擋土墻

23、的厚度或加大插入深度,支護(hù)結(jié)構(gòu)的支撐系統(tǒng)計(jì)算 P42-47,支撐系統(tǒng),高層建筑施工,1. 支撐體系組成 腰梁（圍檁），支撐，立柱2. 主要形式 鋼支撐：裝拆方便，重復(fù)使用，加預(yù)應(yīng)力 混凝土：剛度大，可塑性好，變形小，不能重復(fù)利用3. 施工要求 1）安裝、拆除順序，與設(shè)計(jì)計(jì)算工況一致 2）支撐長度>15m時(shí)，加立柱支承水平支撐 長細(xì)比:立柱<25，受力水平支撐&l

24、t;75，聯(lián)系構(gòu)建<120 3）立柱、支撐穿越主體結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)有止水構(gòu)造,支護(hù)結(jié)構(gòu)的支撐系統(tǒng)計(jì)算 P42-47,支撐系統(tǒng),高層建筑施工,,,內(nèi)容：1. 綜述2. 打樁準(zhǔn)備3. 打樁方法 4. 打樁時(shí)常見 問題及對(duì)策,鋼板樁的施工 P107-112,一、鋼板樁概述 1. 常用的鋼板樁形式 直線型鋼板樁、U型鋼板樁、Z型鋼板樁、H型鋼板樁,鋼板樁的施工,,,,,,,,,2. 鋼板樁的圍檁

25、 鋼板在進(jìn)入現(xiàn)場前，均要進(jìn)行檢查整理，保證每塊板樁完整平直。為了保證鋼板樁垂直打入，使打入后的板樁平面平直，要安設(shè)圍檁支架。它由圍檁和圍檁樁組成。圍檁支架必須尺寸正確，牢固可靠，并有一定剛度。二、鋼板樁打設(shè)前的準(zhǔn)備工作 1. 鋼板樁的檢驗(yàn)與矯正 2. 導(dǎo)架安裝 3. 沉樁機(jī)械的選擇 打設(shè)鋼板樁可用落錘、汽錘、柴油錘和振動(dòng)錘。 振動(dòng)打樁機(jī)械既可用于打樁還可用于拔樁，常用的是振動(dòng)打拔樁錘

26、。為了提高打樁的效率可以使用振動(dòng)沖擊打樁機(jī)械。,導(dǎo)引(導(dǎo)架),4. 打樁輔助設(shè)備,標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)引,圓形導(dǎo)引,HZ施工導(dǎo)引,鉤環(huán),打樁輔助設(shè)備,螺旋器,,鉤環(huán)通過穿在樁頂部吊孔中的銷釘?shù)踝?。切勿使用摩擦夾緊式吊具，因?yàn)檫@種吊具在有些情況下會(huì)意外松脫。 屏風(fēng)法沉樁時(shí)需要在高處將樁連鎖起來并解脫吊鉤接頭，且要操作方便、安全。螺旋器就是用來鎖定各種鋼板樁的，且適合各種不同形式、不同吊裝方法和不同連鎖形式的樁，不需要在樁的頂部有人操作。,

27、吊鉤,用來吊運(yùn)堆在一起的鋼板樁，保證能方便的分開。,樁帽,采用沖擊錘打樁時(shí)可能需要樁帽，以便沖擊力之際傳遞給樁，并保護(hù)樁錘和樁頭,1. 逐根打樁（單獨(dú)打入法）,三、打樁方法,即板樁結(jié)構(gòu)中的板樁是一根根地打入土中。適用于松散的土壤和短樁施工，對(duì)于密實(shí)砂土和高粘性土，建議屏風(fēng)式打法沉樁。該法速度快，樁架高度相對(duì)可低一些，但是容易傾斜，對(duì)此可在一根樁打入后，把它與前一根焊牢，既防止傾斜又避免被后打的樁帶入土中。,2. 屏風(fēng)式打入法,三、打樁

28、方法,屏風(fēng)式打入法,將10~20根板樁插人土中一定深度，使樁機(jī)來回錘擊，并使兩端12 根樁先打到要求深度再將中間部分的板樁順次打人。這種屏風(fēng)施工法可防止板樁的傾斜與轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)要求閉合的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，常采用此法。 采用該方法可保證達(dá)到良好的垂直度，并減少沉樁中能遇到的困難和散樁，同時(shí)可以更好的控制樁墻的長度。由于整片樁一起定位，不一定全部的樁都打至設(shè)計(jì)標(biāo)高，這樣就保證局部樁不能打至設(shè)計(jì)標(biāo)高而破壞墻的整體作用的發(fā)生，其缺點(diǎn)是施工速度

29、比單樁施工法慢且樁架較高。,3. 跳打,對(duì)于難以打樁的土壤采用該方法進(jìn)行沉樁施工。 在導(dǎo)架間安裝鋼板樁，然后按照以下順序施工：先打1號(hào)、3號(hào)、5號(hào)樁，然后打2號(hào)、4號(hào)樁。 如非常密實(shí)砂土、砂礫或巖石，可對(duì)1號(hào)、3號(hào)、5號(hào)樁樁尖加強(qiáng)。這種情況下，樁尖加強(qiáng)的樁始終先施工。,4. 組合樁墻沉樁,四、打樁時(shí)常見問題及對(duì)策,1. 打樁阻力過大不易貫入 A. 原因： 1）在堅(jiān)實(shí)的砂層錘擊或砂礫層中打樁，樁的阻力

30、過大； 2）鋼板樁連接鎖口銹蝕而變形致使板樁不能順利沿鎖口而下。 B. 處理方法： 1）第一種原因，需在打樁前對(duì)地質(zhì)情況作詳細(xì)分析，充分研究貫人的可能性，在施工時(shí)可伴以高壓沖水或振動(dòng)法沉樁，不能用錘硬打； 2）第二種原因，在打樁前對(duì)板樁逐根檢查，有銹蝕或變形的及時(shí)調(diào)整。還可在鎖口內(nèi)涂以油脂，以減少阻力 。,2. 鋼板樁向打樁方向傾斜 在軟土中打板樁時(shí)，由于連接鎖口處的阻力大于板樁周圍的土體阻力，形成個(gè)

31、別不均衡力，使板樁向前進(jìn)方向傾斜。 這種傾斜要盡早調(diào)整，可用卷揚(yáng)機(jī)鋼索將板樁反向拉住后再錘擊，或可以改變錘擊方向。 當(dāng)傾斜過大，靠上述方法不能糾正時(shí)，可使用特別的鍥形板樁，達(dá)到糾偏的目的。,3. 將相鄰板樁帶入 這種現(xiàn)象常發(fā)生在軟土中打板樁，當(dāng)遇到了不明障礙物，孤石或扳樁傾斜等情況時(shí)，板樁阻力增加，便會(huì)把相鄰板樁帶入。 處理措施： 1）不是一次把板樁打到標(biāo)高，留