地下工程逆作法与盖挖法施工.pdf

1、第五章第五章地下工程逆作法施工地下工程逆作法施工5.1 概述概述概念概念逆作法逆作法：在地下工程结构施工时不架设临时支撑，以结构本身既作挡墙又作内支撑，施工顺序与顺作法相反，从上往下依次开挖和构筑结构本体的施工方法在地下工程结构施工时不架设临时支撑，以结构本身既作挡墙又作内支撑，施工顺序与顺作法相反，从上往下依次开挖和构筑结构本体的施工方法全逆作法：地上、地下同时进行立体交叉施工地上、地下同时进行立体交叉施工半逆作法：地下结构自上而下逐层施工，地上结构不能与地下结构同时施工地下结构自上而下逐层施工，地上结构不能与地下结构同时施工盖挖法：先浇筑顶板，在顶板保护下，自上而下分部开挖、支撑和浇筑结构

2、内衬先浇筑顶板，在顶板保护下，自上而下分部开挖、支撑和浇筑结构内衬逆作法与顺作法的不同点逆作法与顺作法的不同点1.顺作法的施工顺序1.顺作法的施工顺序 基坑周边挡墙施工完毕基坑周边挡墙施工完毕对挡墙作必要的支撑后，开挖土方至设计标高，对挡墙作必要的支撑后，开挖土方至设计标高，浇筑素混凝土垫层及地下结构底板，浇筑素混凝土垫层及地下结构底板，依次由下自上，一边拆除临时支撑，一边浇筑地下结构本体。2.顺作法的支撑依次由下自上，一边拆除临时支撑，一边浇筑地下结构本体。2.顺作法的支撑型钢支承、型钢支承、钢管支撑、钢管支撑、钢筋混凝土支撑钢筋混凝土支撑土锚等土锚等逆作法的优点逆作法的优点1.地下结构本身

3、作为支撑，且具有相当大的刚度，使围护结构的应力、变位减小，提高了工程施工的安全性，能有效控制周围土体的变形和地表的沉降，减小了对周边环境的影响，有利于保护邻近建（构）筑物。2.逆作法适用于任何不规则形状平面或大平面。3.由于最先筑好顶板，地下、地上结构可以同时施工，缩短了工程的施工总工期。4.一层结构平面可作为工作平台，不必另外架设开挖工作平台与内撑，这样大幅度削减了支撑和工作平台等大型临时设施，减少了施工费用。5.由于开挖和施工的交错进行，逆作结构的自身荷载由立柱直接承担并传递至地基，减少了大开挖时卸载对持力层的影响，降低了基坑内地基回弹量。1.地下结构本身作为支撑，且具有相当大的刚度，使围

4、护结构的应力、变位减小，提高了工程施工的安全性，能有效控制周围土体的变形和地表的沉降，减小了对周边环境的影响，有利于保护邻近建（构）筑物。2.逆作法适用于任何不规则形状平面或大平面。3.由于最先筑好顶板，地下、地上结构可以同时施工，缩短了工程的施工总工期。4.一层结构平面可作为工作平台，不必另外架设开挖工作平台与内撑，这样大幅度削减了支撑和工作平台等大型临时设施，减少了施工费用。5.由于开挖和施工的交错进行，逆作结构的自身荷载由立柱直接承担并传递至地基，减少了大开挖时卸载对持力层的影响，降低了基坑内地基回弹量。逆作法施工的适用范围逆作法施工的适用范围常用于埋藏较深的地下（基础）工程的施工，常用

5、于埋藏较深的地下（基础）工程的施工，可适用于各类土层条件，包括饱和含水的软土地层。可适用于各类土层条件，包括饱和含水的软土地层。尤其适用于城市密集建筑物街区的地下（基础）工程施工。如地下厂房、地下车库、高层建筑下的深基础、地下贮库、地下变电站、地铁车站等工程。尤其适用于城市密集建筑物街区的地下（基础）工程施工。如地下厂房、地下车库、高层建筑下的深基础、地下贮库、地下变电站、地铁车站等工程。逆作法的缺点逆作法的缺点1.需要设临时立柱及立柱桩，增加了施工费用。且由于支撑为建筑结构本身，自重大，为防止不均匀沉降，要求立柱具有足够的承载力。需要设临时立柱及立柱桩，增加了施工费用。且由于支撑为建筑结构本

6、身，自重大，为防止不均匀沉降，要求立柱具有足够的承载力。2.逆作法所设立柱内钢骨与原设计设置的梁主筋、基础梁主筋冲突相碰，节点构造复杂，施工难度大。逆作法所设立柱内钢骨与原设计设置的梁主筋、基础梁主筋冲突相碰，节点构造复杂，施工难度大。3.为运送开挖出的土方与施工材料，需在顶板多处设置临时施工洞。必须对顶板采用加强措施。为运送开挖出的土方与施工材料，需在顶板多处设置临时施工洞。必须对顶板采用加强措施。4.地下工程在楼板的覆盖下进行施工，闭锁的空间使大型机械设备难于进场，作业不便，施工难度大。地下工程在楼板的覆盖下进行施工，闭锁的空间使大型机械设备难于进场，作业不便，施工难度大。5.在逆作施工的

7、各个阶段浇注的混凝土都分有先浇和后浇，产生的交接处在逆作施工的各个阶段浇注的混凝土都分有先浇和后浇，产生的交接处(缝缝)，不仅给施工带来不便，而且为保证结构、防水等问题，给施工计划及质量管理提出了很高的要求。，不仅给施工带来不便，而且为保证结构、防水等问题，给施工计划及质量管理提出了很高的要求。逆作法施工顺序与工艺流程逆作法施工顺序与工艺流程1.边桩施工边桩施工2.破路面挖土破路面挖土3.中间柱施工中间柱施工5.路面恢复通车路面恢复通车6.挖地下一层土挖地下一层土7.地下一层底板施工地下一层底板施工8.地下一层侧墙施工地下一层侧墙施工9.挖地下二层土挖地下二层土10.地下二层底板施工地下二层底

8、板施工11.地下二层侧墙施工地下二层侧墙施工12.地下二层地面工程施工完成地下二层地面工程施工完成4.顶板施工顶板施工图示逆作法施工过程1.挡墙施工；2.立柱桩的施工；3.钢立柱的插入，1层钢梁架设并与钢立柱连接固定；4.浇注1层梁板混凝土；5.第1次开挖；地下1层钢梁架设，地上钢柱架设；6.浇注地下1层梁板混凝土；7.第2次开挖；地下2层钢梁架设及浇注梁板混凝土；8.第3次开挖；地下3层钢梁架设及浇注梁板混凝土；9.最终开挖；基础及地下4层的梁板施工。1.挡墙施工；2.立柱桩的施工；3.钢立柱的插入，1层钢梁架设并与钢立柱连接固定；4.浇注1层梁板混凝土；5.第1次开挖；地下1层钢梁架设，地

9、上钢柱架设；6.浇注地下1层梁板混凝土；7.第2次开挖；地下2层钢梁架设及浇注梁板混凝土；8.第3次开挖；地下3层钢梁架设及浇注梁板混凝土；9.最终开挖；基础及地下4层的梁板施工。注意点 由于逆作法施工先筑顶板，后逐层往下施工，所以需要先设置立柱才能支撑结构的重量，又由于在进行地下结构逆作法施工的同时，也进行着地上结构的施工，因此，所设置立柱的承载力必须大于逆作结构的荷载及逆作期间上部结构的荷载之和，通常这两部分荷载统称为由于逆作法施工先筑顶板，后逐层往下施工，所以需要先设置立柱才能支撑结构的重量，又由于在进行地下结构逆作法施工的同时，也进行着地上结构的施工，因此，所设置立柱的承载力必须大于逆

10、作结构的荷载及逆作期间上部结构的荷载之和，通常这两部分荷载统称为逆作荷载逆作荷载。对于型钢钢筋混凝土结构的建筑物，可以用其自身的型钢柱作为立柱，而对于钢筋混凝土结构的建筑物，则需设置临时用于逆作施工阶段的立柱，虽然这种立柱在将来逆作施工完成后也永久留在建筑物中，但一般称钢筋混凝土结构中的这种为逆作法施工附加设置的立柱为对于型钢钢筋混凝土结构的建筑物，可以用其自身的型钢柱作为立柱，而对于钢筋混凝土结构的建筑物，则需设置临时用于逆作施工阶段的立柱，虽然这种立柱在将来逆作施工完成后也永久留在建筑物中，但一般称钢筋混凝土结构中的这种为逆作法施工附加设置的立柱为临时立柱临时立柱。5.3逆作法施工5.3逆

11、作法施工逆作法施工包括：地下连续墙施工 中间支承柱施工 地下室结构的施工。一、中间支承柱施工一、中间支承柱施工1.中间支承柱的作用1.中间支承柱的作用在逆作法施工期间，在地下室底板未浇筑之前与地下连续墙一起承受逆作荷载；在逆作法施工期间，在地下室底板未浇筑之前与地下连续墙一起承受逆作荷载；在地下室底板浇筑之后，与底板连接成整体，作为地下室结构的一部分，将上部结构及其承受的荷载传递给地基。在地下室底板浇筑之后，与底板连接成整体，作为地下室结构的一部分，将上部结构及其承受的荷载传递给地基。2.中间支承柱的位置和数量2.中间支承柱的位置和数量支承柱应根据地下室结构布置和制定的施工方案经设计计算确定。

12、支承柱应根据地下室结构布置和制定的施工方案经设计计算确定。一般布置在纵、横墙相交处及工程桩位置。一般布置在纵、横墙相交处及工程桩位置。中间支承柱所受的最大荷载必须大于等于地下室已修筑至最下一层和地面上已修筑至规定的最高层数时的荷载。因此，中间支承柱的直径一般都设计得较大。通常底板以下为钻孔灌注桩，以便与地下室底板结为整体。其长度不能太大，否则影响底板的受力形式。中间支承柱所受的最大荷载必须大于等于地下室已修筑至最下一层和地面上已修筑至规定的最高层数时的荷载。因此，中间支承柱的直径一般都设计得较大。通常底板以下为钻孔灌注桩，以便与地下室底板结为整体。其长度不能太大，否则影响底板的受力形式。底板以

13、上的中间支承柱身，多为钢管混凝土柱或H型钢柱，断面小而承载力大，且也便于与地下室的梁、柱、墙、板等连接。底板以上的中间支承柱身，多为钢管混凝土柱或H型钢柱，断面小而承载力大，且也便于与地下室的梁、柱、墙、板等连接。中间支承柱通常采用钻孔灌注桩方法施工,在有条件时,可采用挖孔桩方法施工,也可采用预制桩打入方法施工。中间支承柱通常采用钻孔灌注桩方法施工,在有条件时,可采用挖孔桩方法施工,也可采用预制桩打入方法施工。在各种方法的施工中,要求中间支撑柱(桩)位置必须准确无误,以便于与纵横向、竖向结构的连接。在泥浆护壁下用反循环或正循环成孔，如图5-7所示。在各种方法的施工中,要求中间支撑柱(桩)位置必

14、须准确无误,以便于与纵横向、竖向结构的连接。在泥浆护壁下用反循环或正循环成孔，如图5-7所示。钻孔后吊放钢管，钢管的位置要十分准确，否则与上部柱子不在同一垂线上，对结构受力、施工不利，因此钢管吊放后要用定位装置调整其位置。钢管的壁厚按其承受的荷载由计算确定。在利用导管浇注混凝土时，钢管的内径要比导管接头处的外径大50100mm。用钢管内的导管浇注混凝土时，钢管底端埋入混凝土不能很深，一般为1m左右。为使钢管下部与现浇混凝土能较好地结合，可在钢管下端加焊竖向分布钢筋。钻孔后吊放钢管，钢管的位置要十分准确，否则与上部柱子不在同一垂线上，对结构受力、施工不利，因此钢管吊放后要用定位装置调整其位置。钢

15、管的壁厚按其承受的荷载由计算确定。在利用导管浇注混凝土时，钢管的内径要比导管接头处的外径大50100mm。用钢管内的导管浇注混凝土时，钢管底端埋入混凝土不能很深，一般为1m左右。为使钢管下部与现浇混凝土能较好地结合，可在钢管下端加焊竖向分布钢筋。混凝土柱的顶端一般高出底面30mm左右，高出部分在浇筑底板时将其凿除，以便保证底板与中间支承柱连成整体。混凝土浇筑完毕吊出导管。混凝土柱的顶端一般高出底面30mm左右，高出部分在浇筑底板时将其凿除，以便保证底板与中间支承柱连成整体。混凝土浇筑完毕吊出导管。由于钢管外面不浇筑混凝土，需将钻孔上段中的泥浆进行固化处理，以便在清除开挖的土方时，防止泥浆到处流

16、淌，恶化施工环境。通常是在泥浆中掺入水泥10%，用空气压缩机的高压空气，通过软管进行吹拌，使水泥与泥浆拌和均匀，使其自凝固化。由于钢管外面不浇筑混凝土，需将钻孔上段中的泥浆进行固化处理，以便在清除开挖的土方时，防止泥浆到处流淌，恶化施工环境。通常是在泥浆中掺入水泥10%，用空气压缩机的高压空气，通过软管进行吹拌，使水泥与泥浆拌和均匀，使其自凝固化。在施工期间要注意观察中间支承柱的沉降和升抬的数值。由于上部结构的不断加荷，会引起中间支承的沉降，由于基坑土方的开挖，其卸载作用会引起坑底土体的回弹，使中间支承柱升抬。要求事先精确地计算确定中间支承柱最终沉降或升抬的数值，目前还有一定困难。在施工期间要

17、注意观察中间支承柱的沉降和升抬的数值。由于上部结构的不断加荷，会引起中间支承的沉降，由于基坑土方的开挖，其卸载作用会引起坑底土体的回弹，使中间支承柱升抬。要求事先精确地计算确定中间支承柱最终沉降或升抬的数值，目前还有一定困难。二、地下室结构浇筑二、地下室结构浇筑1.利用土模浇筑梁板1.利用土模浇筑梁板对于地面梁板或地下各层梁板的混凝土浇筑，开挖土方至梁板的设计标高后，将土面整平夯实，浇筑一层厚约50mm的素混凝土。对于地面梁板或地下各层梁板的混凝土浇筑，开挖土方至梁板的设计标高后，将土面整平夯实，浇筑一层厚约50mm的素混凝土。如果土质尚好，可抹一层砂浆，然后刷一层隔离层，即成楼板模板。如果土

18、质尚好，可抹一层砂浆，然后刷一层隔离层，即成楼板模板。对于梁模板，如土质好可用土胎模，按梁断面挖出槽穴即可，如图5-8(a)所示；对于梁模板，如土质好可用土胎模，按梁断面挖出槽穴即可，如图5-8(a)所示；如土质较差可用模板搭设梁模板，如图5-8（b）所示。如土质较差可用模板搭设梁模板，如图5-8（b）所示。柱子模板施工时先把柱子处的土挖出至梁底以下500mm左右处，设置柱子的施工缝模板，为使下部柱子易于浇筑，该模板宜呈斜面安装，柱子钢筋穿通模板向下伸出接头长度，在施工缝模板上面立柱子模板与梁模板相连接。如土质好柱子可用土胎模，否则用模板搭设。下部柱子挖出后搭设模板进行浇筑。柱子模板施工时先把

19、柱子处的土挖出至梁底以下500mm左右处，设置柱子的施工缝模板，为使下部柱子易于浇筑，该模板宜呈斜面安装，柱子钢筋穿通模板向下伸出接头长度，在施工缝模板上面立柱子模板与梁模板相连接。如土质好柱子可用土胎模，否则用模板搭设。下部柱子挖出后搭设模板进行浇筑。2.利用支模方式浇筑梁板2.利用支模方式浇筑梁板先挖去地下结构一层高的土层，然后按常规方法搭设梁板的模板，浇筑梁板混凝土，再向下延伸柱或墙板的施工。需解决两个问题：先挖去地下结构一层高的土层，然后按常规方法搭设梁板的模板，浇筑梁板混凝土，再向下延伸柱或墙板的施工。需解决两个问题：设法减少梁板支撑的沉降和结构的变形；设法减少梁板支撑的沉降和结构的

20、变形；解决竖向构件的上、下连接和混凝土浇筑。解决竖向构件的上、下连接和混凝土浇筑。为了减少楼板支撑的沉降和结构变形，为了减少楼板支撑的沉降和结构变形，施工时需对土层采取措施进行临时加固。加固的方法：施工时需对土层采取措施进行临时加固。加固的方法：(1)浇筑一层素混凝土，以提高土层的承载能力和减少沉降，待墙、梁浇筑完毕，开挖下层土方时随土一同挖去，此方法多耗费了一些混凝土；(1)浇筑一层素混凝土，以提高土层的承载能力和减少沉降，待墙、梁浇筑完毕，开挖下层土方时随土一同挖去，此方法多耗费了一些混凝土；(2)铺设砂垫层，上铺枕木以扩大支承面积，如图5-10所示。上层柱子或墙板的钢筋可插入砂垫层，以便

21、与下层后浇筑结构的钢筋连接。有时还用其吊模板的措施来解决模板的支撑问题。(2)铺设砂垫层，上铺枕木以扩大支承面积，如图5-10所示。上层柱子或墙板的钢筋可插入砂垫层，以便与下层后浇筑结构的钢筋连接。有时还用其吊模板的措施来解决模板的支撑问题。逆作法浇筑混凝土时，由于混凝土是从顶部的侧面入仓，为便于浇筑和保证连接处的密实性，除对竖向钢筋间距适当调整外，构件顶部的模板需做成喇叭形。逆作法浇筑混凝土时，由于混凝土是从顶部的侧面入仓，为便于浇筑和保证连接处的密实性，除对竖向钢筋间距适当调整外，构件顶部的模板需做成喇叭形。由于上，下层结构的结和面在上层构件的底部，又由于地面上的沉降和刚浇筑混凝土的收缩，

22、常常在结合面处会出现缝隙。为此，宜在结合面处的模板上预留若干压浆孔，以便用压力灌浆消除缝隙，保证构件连接处的密实性。由于上，下层结构的结和面在上层构件的底部，又由于地面上的沉降和刚浇筑混凝土的收缩，常常在结合面处会出现缝隙。为此，宜在结合面处的模板上预留若干压浆孔，以便用压力灌浆消除缝隙，保证构件连接处的密实性。3.施工缝处的浇筑方法(1)直接法在施工缝下部继续浇筑混凝土时，仍然浇筑相同的混凝土，有时添加一些铝粉以减少收缩。为浇筑密实可做出假牛腿，混凝土硬化后可凿去，如图5-11（a）所示。(2)充填法在施工缝处留出充填接缝，待混凝土面处理后，在接缝处充填膨胀混凝土或无浮浆混凝土如图5-11（

23、b）所示。(3)注浆法在施工缝处留出缝隙，待后浇筑的混凝土硬化后用压力压入水泥浆充填，如图5-11（c）所示。3.施工缝处的浇筑方法(1)直接法在施工缝下部继续浇筑混凝土时，仍然浇筑相同的混凝土，有时添加一些铝粉以减少收缩。为浇筑密实可做出假牛腿，混凝土硬化后可凿去，如图5-11（a）所示。(2)充填法在施工缝处留出充填接缝，待混凝土面处理后，在接缝处充填膨胀混凝土或无浮浆混凝土如图5-11（b）所示。(3)注浆法在施工缝处留出缝隙，待后浇筑的混凝土硬化后用压力压入水泥浆充填，如图5-11（c）所示。在上述三种方法中，在上述三种方法中，直接法直接法施工最简单，成本也最低。施工时可对接缝处混凝土

24、进行二次振捣，以进一步排除混凝土中的气泡，确保了混凝土的密实，减少了收缩。施工最简单，成本也最低。施工时可对接缝处混凝土进行二次振捣，以进一步排除混凝土中的气泡，确保了混凝土的密实，减少了收缩。三、垂直运输孔洞的预留三、垂直运输孔洞的预留逆作法施工是在顶部楼盖封闭条件下进行，在地下各层的结构施工时，需进行施工设备、土方、模板、钢筋、混凝土等的上下运输。为此，在设计时需在适当部位预留一定量的垂直运输通道，以满足逆作法施工的需要。也可利用楼梯间或无楼板处作为垂直运输通道。此外，还应对逆作法施工期间的通风、照明、安全等采取应有的措施，以保证施工顺利进行。逆作法施工是在顶部楼盖封闭条件下进行，在地下各

25、层的结构施工时，需进行施工设备、土方、模板、钢筋、混凝土等的上下运输。为此，在设计时需在适当部位预留一定量的垂直运输通道，以满足逆作法施工的需要。也可利用楼梯间或无楼板处作为垂直运输通道。此外，还应对逆作法施工期间的通风、照明、安全等采取应有的措施，以保证施工顺利进行。31中心岛+逆作法顶板地下二层楼板地下一层楼板地上二层楼板-64.000一柱一桩-28.600800厚C30地下连续墙-5.500自然地坪-0.600100厚C20钢筋砼护坡1:1.5-9.50012工程桩-14.000-12.700底板-8.600-4.5000.0004.500141500L=150032某基坑逆作法高低板，

26、夹层高低板，夹层开孔板，重载开孔板，重载上海典型工程案例上海工程典型案例长峰商城施工一柱一桩施工水平垂直构件节点设计半盖挖法半盖挖顺做法工序型钢梁路面体系連続壁直上笠（土留壁）設置 覆工桁部切連続壁直上笠（土留壁）設置 覆工桁部切覆工桁設置（切梁支承部間詰打設）覆工桁設置（切梁支承部間詰打設）覆工板設置覆工板設置断面図平面図断面図平面図連続壁笠覆工桁間詰覆工板军用梁路面体系荷载计算方法 盖板荷载的确定参照公路桥涵设计通用规范和城市桥梁规范盖板荷载的确定参照公路桥涵设计通用规范和城市桥梁规范（1）恒载：自重；（2）活载：汽车荷载冲击荷载 盖板梁荷载的确定盖板梁荷载的确定（1）恒载：自重；（2）活载：汽车荷载+冲击荷载+制动力日本采用的荷载计算方法 盖板荷载的确定方法：盖板荷载的确定方法：（1）静荷载（2）活荷载：汽车荷载人群荷载（3）冲击荷载设计计算方法设计计算方法1.盖板的设计计算方法盖板的设计计算方法工况一工况二设计计算方法设计计算方法 2.盖板梁的设计计算方法盖板梁的设计计算方法工况一工况二设计计算方法盖板梁与汽车行驶方向成直角时盖板梁与汽车行驶方向成直角时盖板梁与汽车行驶方向平行盖板梁与汽车行驶方向平行