《浅述逆作法在高层建筑中的设计应用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《浅述逆作法在高层建筑中的设计应用（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1浅述逆作法在高层建筑中的设计应用摘要：随着广州经济的迅速发展，高层建筑如雨后春笋般纷纷涌起。在多数地下室的施工中，均采用传统的正作法程序，即：开挖基坑施工基桩施工底板施工地下室竖向构件施工地下室梁板。地下室施工耗费的时间占了整栋楼相当大的比例。近几年来，一种“逆作法”施工新技术正被逐渐运用并趋于成熟。该技术适用于市区建筑密度大，邻近建筑物及周围环境对沉降变形敏感，施工场地狭窄，施工工期紧张，地基软土层厚等工程情况，对于三层及以上的地下室效果尤为明显。本文就笔者设计的一个工程作为实例介绍逆作法的应用情况。关键词：逆作法高层建筑设计一、工程概况十甫名都商厦位于广州市第十甫路和第十八甫路交接处，地
2、上十五层，地下三层，基坑深度 14.3 米，建筑平面约为长 90 米宽 29 米的矩形。由于场地西边为西关风情民居，距用地红线不足 3 米，北边为第十甫路步行街，距离约 4 米。规划部门明确指示，必须严格控制基坑水平位移及竖向沉降，绝不允许出现邻近房屋产生裂缝或路面开裂、下沉的情况。另一方面，甲方从商业角度出发也提出要求，一是地下室的边线应尽量贴近用地红线，以取得最大使用空间；二是要求尽量缩短工期，力求比邻2近同类建筑先封顶，以便售楼。在这种情况下，逆作法施工技术便充分体现其优越性。二、地质情况该场地地质分布情况自上而下大致如下：1、淤泥质粘土，流塑，饱和，平均厚度 1.9米，c=10KPa，
3、=68；2、中粗砂及粉砂层，饱和，松散，平均厚度 7.5 米，c=0，=2830；3、粉质粘土层，饱和-稍湿，可塑-坚硬，平均厚度 5 米，可塑土c=30kPa，=14ordm;。硬塑土c=31kPa，=18ordm;；4、全风化泥质粉砂岩，平均厚度 3米；5、强风化泥质粉砂岩，平均厚度 5.5 米；三、设计思路针对工程设计要求和地质条件，工程师结合逆作法的特点，确定了以下几个重要设计措施：1、为了有效地控制基坑变形，采用地下连续墙作为基坑支护手段，可同时具备挡土和止水作用。利用地下室各层楼面的梁板体系作为水平侧向支撑，地下连续墙将与内衬墙一起构成地下室外墙，成为永久性构件。2、为了争取时间，
4、最大限度缩短工期，从首层楼面开始，向上下两个方向同时施工，争取地下室与上部结构同时完工，具体施工步骤将在下一节介绍。3、出于逆作法施工需要，地下室竖向构件采用钢管柱。长度 3 层楼高，一次吊装到位。4、人工挖孔桩从现地面开挖，为了准确安装钢管柱，钢管柱底以上的空段部分应考虑工人到桩底定位钢管柱时的操作面，一般操作面不小于 60cm，故空段部分桩径为钢管柱直径加上1.2 米，而基桩部分直径按承载力要求确定。当以上几个因素3明确后，设计方案便基本明朗。四、逆作法步骤 1、施工地下连续墙。经计算地下连续墙厚度 800mm，标准槽段长度 6 米，深度 18 米左右，即到达基坑底面以下 3-5 米，且下
5、端进入强风化层不少于 1.5 米，以确保止水效果。槽段之间采用工字钢刚性接头。2、施工人工挖孔桩。人工挖孔桩分为基桩部分与上部空段两部分。当基桩部分浇灌到桩顶设计标高以下 1 米时，便由工人下去安装定位环并调校水平，然后由工人在下面扶正，卡位，保证其垂直度后，在地面用十字架固定钢管柱上端，用高抛法浇筑管内高强混凝土。3、开挖至-4.5m 标高。此时地下连续墙处于悬臂状态，现场监测得最大水平位移发生顶点处，约 3.7mm,平面位置在矩形长边中部。施工首层楼面梁板及上部普通混凝土柱，在平面靠近第十八甫路处预留10 米 X10 米出土口，方便运输。4、开挖至-7 米标高，施工负一层楼面梁板及上部结构
6、。在二层楼面梁安装吊车梁，设计该梁时应考虑吊运土方和机械时的最大荷载，负一层楼面出土口位置与首层一致。对于地下连续墙而言，首层和负一层楼面的水平刚度可视为两个铰支座。但是出土口处的槽段应设置腰梁和钢支撑。现场监测得最大水平位移发生顶点处，约 5.3mm。此时上部结构施工至三层楼面。5、开挖至-14.3 米标高（地下室底板底），从-9.5 米开始即采用盆式开挖，即在周边留有 4.5 米左右的反压土，以控制连续墙的位移，保证基坑安全。此时地下连续墙可视为下部为连续的弹性支座，上部4两个铰支座的连续梁，受荷形态简化为上三角形下梯形。现场监测得最大水平位移发生在-9.7 米标高处，约 13.2mm。此
7、时上部结构施工至七层楼面。6、施工负二层楼面主梁梁格，即楼板及次梁暂不施工，以便吊土，通过主梁和腰梁系统为连续墙提供一定的侧向支承，其概念类似于对撑系统。7、完成其余土方工作，施工底板和负二层楼面，吊出挖土机，封闭出土口。至此地下室土建主体已完工，同时上部结构也已封顶。在整个施工过程中，地下连续墙最大位移为 14.3mm，位置在-11.3 米标高处，远小于规范限值。基坑周边场地未发现明显下陷，邻近房屋未见明显裂缝，保护效果非常理想。五、心得体会在整个逆作法的设计与施工过程中，笔者从成功中获得很多经验，也碰到不少问题，现就这一工程几个关键技术问题的处理方法作了整理，以供参考：1、设计中应进行逆向
8、思维。在正作法中，地下室的剪力墙如核心筒、人防墙及地下室外墙等作为竖向构件承担荷载。但在逆作法中，剪力墙是先施工上一层，再施工下一层，受力模式已发生变化，故建立计算模型时应按大梁输入。2、钢管柱与梁板的连接。本工程采用环梁节点，须预先在钢管上焊接抗剪环箍，且定位要求精确。当施工期间地下室标高发生改动时，其处理措施相当麻烦，因为现场补焊环箍操作困难，而且管内混凝土可能因温度过高而影响受力性能。3、钢管柱吊装的垂直度控制。由于逆作法的施工工艺的特殊性，决定了地下室的竖向构件5必须采用钢管柱或格构式钢柱，而吊装这一竖向构件时如何控制垂直度成为关键因素，本工程先在桩顶标高以下 1 米处安设一定位钢板，
9、定位钢板有三个调节螺栓，以调节钢板水平，钢管柱中部采用钢筋制成笼状定位架，在地面也设有井字形定位木架，实践证明，这种定位方法取得较高的精度，可以满足工程需要。4、地下室楼面梁与连续墙的连接。在逆作法工程中。内衬墙尚未完成，边跨的楼面梁一端支承在钢管柱上，另一端则必须支承在地下连续墙上。原设计思路在地下连续墙钢筋笼中预埋钢筋，地下室开挖后凿去砼保护层后，扳出钢筋与梁钢筋焊接即可，但由于施工误差及建筑方案修改，这些预埋钢筋位置偏差太大而失去作用，实际施工中采用植筋的办法解决，因连续墙中钢筋太密，将梁端弯矩适当调幅到跨中。5、底板周边连续墙连接处止水措施。这个部位的止水成功与否对整个地下室的止水乃至
10、使用安全有着决定性作用。本工程地下连续墙钢筋笼中与底板位置预埋一竖向钢板，浇筑底板前焊接一水平止水钢板，实际效果非常理想，底板周边未发现渗漏现象。6、桩基类型的确定。从钢管柱安装定位的要求来看，人工挖孔桩是较好的选择，笔者曾在另一个工程中使用钻孔灌注桩，由于泥浆的扰动，钢管柱难以保证垂直度，开挖后发现偏心较大。就本工程的地质情况而言，淤泥层和砂层比较厚，本来并不适合采用挖孔桩。但是，笔者认为当连续墙进入不透水层（强风化层）并且围合之后，6进行坑内抽水，在没有水压力的情况下挖桩发生涌土、流沙的可能性不大。事实证明，这一措施是有效的。七、小结十甫名都商厦已封顶并投入使用，从该工程实例看，逆作法与常规的施工方法相比有着不可替代的优势，例如：1）显著地缩短了工程施工的总工期，经计算，本工程采用逆作法比采用正作法缩短了至少两个月工期，取得巨大的商业效益；2）基坑变形小，相邻建筑物影响小，实测结果显示基坑顶点变形不足20mm，周边路面沉降量也极小，未造成不良影响；3）可最大限度地利用城市规划红线地下空间，在允许范围内尽量扩大地下室建筑面积。但逆作法目前仍存在一些急待解决的问题，如连续墙与基础桩间存在着不均匀沉降，连续墙槽段间的渗漏等，有待通过工程实践取得改良措施。
