地下结构逆作法施工技术研究

目前，面对越来越多带有多层地下室结构的高层（超高层）建筑在我们拥挤的城市中开工，如何缩短工期、减少工程造价和保护环境成为接手建设这类工程的建设企业不容忽视的问题。能缩短工程工期、减少工程造价和保护环境的适宜我市实际情况的逆作法施工已越来越受到各级建设主管部门的重视，也受到业主、承包商、监理等各方的普遍重视。这为本项目的推广应用提供了良好的条件。另外，本项目的最终成果将以施工工法的形式出现，内容涵盖逆作法施工的所有重要内容，利于山地城市建筑地下结构逆作法的工程应用。可以预见，本研究成果将有良好的经济效益和社会效益及良好市场前景。

逆作法施工技术是一项近年发展起来新兴的基坑支护技术。它是施工高层建筑多层地下室和其他多层地下结构的有效方法。在国外如美、日、德、法等国家，已广泛应用，收到较好的效果。但目前我国作为一种特殊施工方法应用，在北京、上海、辽宁、广州等软土区应用逆作法施工高层建筑深基坑较多。山地城市由于其地质条件较好，则较少采用此方法，但在一些特殊场地条件下，采用常规大开挖，很难保证基坑边坡工程的造价得到有效的控制，有时甚至无法实施开挖工作，或者工期得不到保证。目前，逆作法施工在我市几乎还是空白。其原因在于采用其他地区的逆作法施工需要造价很高的机械设备，而且在工艺上不适宜山地城市的具体情况。介于此，寻求技术可行、工期缩短、经济适用的山地城市建筑地下结构逆作法施工工艺方法，具有重要的创新价值和工程意义。

计算机最优化技术主要用于建筑企业管理和辅助决策施工项目建设方案的全过程，通过开发以采用逆作法施工的各分项工程为对象的施工技术与管理的成套优选方法，以此对工程项目的工期和成本进行控制。目前，最优化技术在我国基本成熟，完全可以为逆作法方案的优选服务。

计算机有限元分析（目前最常用的为ANSYS系统）技术主要用于对结构精确分析和计算。在逆作法施工中很重要的一环就是临时边坡支护结构的设计，利用计算机有限元的分析方法，寻求既能满足边坡支护的承载要求又能最大限度的利用边坡支护承载力的支护结构无疑会降低工程造价。

目前，逆作法施工已列入2001年颁布的中华人民共和国国家标准建筑地基基础设计规范；各地也陆续公布了地下室逆作法施工工法（YJGF02-96）和（YJGF07-98），但在我市逆作法施工工法处于空白阶段，因此，建立适宜以我市为代表的逆作法施工工艺方法系统迫在眉睫。

本项目以山地城市建筑地下结构逆作法施工技术为研究对象，拟以逆作法施工从施工准备、施工实施、竣工验收等全过程所采用的工艺方法及施工步骤为基本内容，以计算机最优化技术和计算机有限元分析技术作为支撑技术，形成可操作的逆作法施工工艺方法系统。其主要内容包括地下结构逆作法施工技术的工艺方法系统、逆作法对周边建筑物的影响及边坡支护处理方法系统、逆作法施工管理及成本控制系统。 1.逆作法施工技术的工艺方法系统。包括：

①逆作法施工技术的工艺流程方法（含主要工况分析方法） ②逆作法施工技术的桩、柱、挡土墙施工方法； ③逆作法施工技术的梁柱、墙柱连接节点施工方法；

④逆作法施工技术的土石方施工方法；

⑤逆作法施工技术的施工缝处理方法 ⑥逆作法施工技术的地下水处理方法 ⑦逆作法施工技术的施工场地利用方法

2. 逆作法周边建筑及边坡支护处理方法系统。包括：

①边坡稳定性的计算机分析方法（主要用来确定周边建筑的临时支护结构类型）。 ②逆作法施工对周边建筑物的影响、边坡支护结构选型及其计算机最优化分析。 ③逆作法施工对周边建筑物的影响及边坡支护结构的计算机有限元设计方法。 ④逆作法施工对周边建筑物的影响及边坡的监测及监测结果的计算机分析方法。 3. 逆作法施工管理控制系统 ①逆作法施工的进度控制方法 ②逆作法施工的质量控制方法

③逆作法施工的成本控制方法及成本优化

技术关键:

1.山地城市建筑地下结构逆作法施工工艺； 2.逆作法单项工程的质量控制方法；

3.可选用的边坡支护的类型的确定和支护结构的计算机有限元分析和设计计算，并形成简单的计算模型。 技术指标：

1.建立山地城市建筑地下结构逆作法施工工法；

2.通过对逆作法施工周边环境和地质情况的分类，确定支护结构选型的计算机最优化方法的编制原则及方法，同时确定不同类型支护结构的有限元程序的编制原则和方法。

3.建立逆作法施工的施工管理控制系统。

放线定柱位、复核 做防水防滑塌井圈 开挖第一段1.0m柱土石方 检查复核开挖的柱尺寸，定位中心线及修正 安装钢管提升架或手动轳轮，吊土桶，排水、通风、照明设施等 开挖第二段柱身土石方 清理柱孔四侧壁、校核柱孔垂直度 浇筑C20混凝土护壁 在护壁上二次投测标高及柱位十字线，并将定位轴线标引下孔侧壁 浇注 C20混凝土护壁 重复第二段挖土、支模、浇筑护 壁工序，循环作业直至桩顶标高 校核柱孔垂直度 按柱中心与桩心重合的要求,放出桩的开挖尺寸线 按挖孔桩施工工艺开挖挖孔桩土石方直至达到设计要求 达到设计要 求强度后 见证取岩样送检 首次请质监站、设计、地勘、业主、监理代表检查验收（以后 由业主、监理代表根据首次验收的标准进行跟样检查验收） 用与挖孔桩等强度的混凝土进行封底 放地梁、楼层梁断面线及梁筋定位 按设计要求制作预埋钢筋,钢筋用胶带绑扎密封, 端头用钢扎丝套牢清理孔底石渣、混凝土块和泥土 人工凿护壁及岩石层梁孔洞 地梁、楼层梁预埋钢筋钻孔 浇筑桩身混凝土到地梁下制作、吊放、校正钢筋笼 检查验收 -13.700 （-14.300）层地梁预埋钢筋的机械连接安装 检查验收 浇筑柱身混凝土到-9.000层梁下口 -9.000层梁预埋钢筋的机械连接安装 检查验收 浇筑柱身混凝土到-4.800层梁下口 -4.800 层梁预埋钢筋的机械连接安装 检查验收 浇筑柱身混凝土到±0.000层梁下口 安装-4.80m层梁（含墙暗梁）、板模板 -6.20～±0.000m土石方开挖 -6.20～±0.000m C20钢筋混凝 土（或240厚砖）挡土板施工 绑扎-4.80m层梁（含墙暗梁）、板钢筋 浇筑-4.80m层梁（含墙暗梁）、板混凝土 待混凝土强度达到拆模强度后拆除 模板，开挖-13.70～-6.20m层土石方 绑扎负一层挡土墙钢筋 安装负一层挡土墙模板 -9.00～-6.20m C20钢筋混凝土 （或240厚砖）挡土板施工 -13.70～-9.00m C20钢筋混凝土 （或240厚砖）挡土板施工 浇筑负一层挡土墙混凝土 安装±0.000层梁、板模板 绑扎±0.000层梁、板钢筋 浇筑±0.000层梁、板混凝土 待±0.000层梁、板混凝土强度 达到规范拆模强度后拆除模板 复核轴线、开挖逆作法部分基础梁基槽、平基， 绑扎基础梁钢筋、安装模板、浇注混凝土。 负三层挡土墙钢筋绑扎、模板、混凝土浇筑施工 安装-9.00层梁、板模板 绑扎-9.00层梁、板钢筋 浇筑-9.00层梁、板混凝土 负二层挡土墙钢筋绑扎、模板、混凝土浇筑施工 待-9.00层梁、板混凝土强度 达到规范拆模强度后拆除模板 由于该工程部分结构采用逆作法施工，其余部分结构均采用常规作法进行施工，故不同结构施工部分存在大量施工缝留置。除按施工规范和设计增加相应的钢筋数量外，同时还应对预留钢筋进行防锈蚀保护处理措施，在本工程中拟采用素水泥浆进行表面涂刷。