四、地下结构逆作法施工技术

1.概述

逆作法是指在地下结构施工中采用自上而下逐层施工的方式，即先沿着建筑物地下室四周施工排桩或地下连续墙，将其作为基坑的围护结构，有时也可用作地下室外墙，同时在建筑区域内部施工中间支撑桩，组建竖向承重体系，随后土方分层从上向下开挖，浇筑该层地下室的梁板结构。逆作法工艺与常规顺作法相比，具有可以缩短工期、对周边环境影响小、节省建筑成本等优点。逆作法主要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，地基软土层厚等情况，对于三层及以上的地下室效果尤为明显。

本技术成功的运用到福建省厦门市厦门世侨中心工程项目，工程以地下室逆做法施工为主要关键线路，上部主体结构同步进行，大幅度的缩短工期 3 个月。

2.工艺流程

地下结构逆作法施工流程图

3.操作要点

3.1 差异沉降问题

在施工基础底板前，全部的结构和施工荷载主要依靠中柱桩和地下连续墙承担。但是，随着上部结构施工层数的增加，对中柱桩和地下连续墙的荷载也增加，而中柱桩和地下连续墙的承载能力在减少，势必导致相邻中柱桩之间的差异沉降，这种差异又反过来改变上部结构和地下室的内力分布，引起附加应力。因此，逆作法施工中，在地下室基础底板完成前，地下连续墙和中柱桩直接受力，未直接受力的工程桩之间的相互影响依然存在，如果各根中柱桩之间或地下连续墙之间有较大的差异沉降，己浇筑的楼板与梁系就会产生裂缝，将危及上部结构的安全。所以，逆作法设计和施工中，必须计算中柱桩间和边桩与地下连续墙间的沉降，以及如何通过实测控制他们的差异沉降。

根据目前的施工经验整个结构相邻两跨的中柱桩沉降差不超过 2cm，可确保结构的安全，也有以 L/400(L 为柱跨距)作为控制差异沉降的标准。由此可见，对软土地基，逆作法的设计和施工关键就是如何设计和控制沉降差的问题，同时也涉及上下部结构的共同作用问题。研究表明差异沉降的控制设计可能是比沉降控制的设计更重要、更待研究的方面。

3.2 桩承载力问题

当前高层建筑桩(筏)基础与地基工同作用的理论可分为，高层建筑桩箱(筏)基础的常规设计理论-强度设计理论和高层建筑桩(筏)基础变形控制设计理论。逆作法施工期间基坑开挖土体应力释放，坑内土体回弱，带动立柱桩上移：地下室及上部结构施工后，桩身承担的向下荷载增加。整个过程中，桩身所承受的荷载包括桩身自重、上部荷载、正摩阻力、负摩阻力、桩端阻力，这些力共同作用的结果，使桩发生沉降与抬升的变形。这是一个复杂的受力过程，为分析方便，可将桩身受力分成 2 部分，即不考虑桩身自重及上部荷载的作用与只考虑桩身自重及上部外荷载的作用，然后运用叠加原理求得基坑开挖对立柱桩竖向位移的影响结果。不考虑桩身自重及下部荷载的作用，进桩好像“浮”在土中。

基坑开挖后，坑底应力释放，坑内土体回弹，带动听立柱桩上移，桩身上部承受向上的正摩阻力，桩被抬升，桩身下部土体阻止桩的上移，对桩产生向下的负摩阻力，正、负摩阻力最终达到平衡。桩在正、负摩阻力的作用下，产生弹性伸长。下部土体对桩产生向下的负摩阻力，由反作用力，桩对下部土体有向上的作用力，致使桩周与桩端土体垂直应力减小，导致桩端土体应力释放，产生膨胀，桩也随之上升。

3.3 “盆”边土宽度问题

在地下连续墙边需留设合理的土体宽度，采用盆式开挖可提高机械挖土效率，减少人工挖土量，是加快挖土速度、控制地墙变形的有效方法。在盆式开挖阶段地墙的变形增量并不大，但是在盆边抽条挖土时，变形要比盆式开挖阶段的变形值大，发展速率快。另一方面，在挖土施工时在坑内部留有足够宽度的盆边土，坑内局部留土的合理分布可以有效增大被动区的被动土压力，可用此部分土体产生的被动土压力来平衡基坑外部的主动土压力。要在理论上计算出合理的留土宽度，并分析盆中土和留土开挖对两边管道及地铁等的影响，对比在目前留土宽度的情况下计算结果与实测结果，计算出留土宽度的变化规律，这些都是值得考虑的问题。

五、钢管混凝土格构式高桩承台塔吊基础施工技术

1.概述

随着建筑业的不断发展，以及施工工艺的进步，超高层钢结构工程的增多，要求塔吊的起重量越来越大，塔吊的选型也朝大型方向发展，这对塔吊基础设计提出了更高的要求。传统的塔吊基础形式不利于深基坑施工，而近几年出现的角钢格构式塔吊基础虽适用于深基坑，但刚度较弱，不适用于大型塔吊。本技术采用的钢管混凝土格构式高桩承台塔吊基础施工技术，塔吊基础的安全性比角钢格构式塔吊基础更佳且施工也更加方便。大型塔吊可以在土方开挖之前进行安装，便于塔吊提前投入使用，不仅为土方开挖、基坑支护结构施工及混凝土底板浇筑提供了垂直和水平运输的机械，从而大大节省工期、提高工效。

该技术成功地应用到了福建省福州市海西商务大厦工程项目，该工程采用钢管混凝土格构高柱承台组合式塔吊基础，结构坚固安全可靠，且在土方开挖前进行了塔吊安装，加快了施工速度、降低了施工成本，节省了工期 1 个月左右，取得了很好的社会效益和经济效益。

2.工艺流程

2.1 施工工艺流程

施工工艺流程图

3.操作要点

3.1 塔吊基础的定位

1）根据拟施工建筑物的特点、塔吊性能参数说明书及施工场地周边环境，来确定拟选用塔吊的型号以及平面布置位置。

2）塔吊定位时，塔身尽量避开地下及地上主体结构的主次梁，塔吊位置预留洞口应留置在楼板上，并应符合施工技术规范要求，尽可能的利用建筑物的预留洞口。

3.2 钢管采购

1）采购的钢管规格、壁厚、质量应符合设计要求，质量证明材料齐全，分批次进场。

2）进场的钢管材料应该进行验收，项目材料部门及时向监理工程师呈报材料进场合格证，材料供应商资质证明等。

3.3 混凝土灌注桩钢筋笼制作

混凝土灌注桩的钢筋笼制作工艺与一般混凝土灌注桩相同。

3.4 混凝土灌注桩冲孔（钻孔）

混凝土灌注桩具体成孔方式与一般冲（钻）孔灌注桩相同。

3.5 钢筋笼、钢管焊接及放置就位

1）吊放钢筋笼入孔时，应对准孔位轻放，入孔后应徐徐下放，不得左右旋转。若遇阻时，严禁高起猛落强行下放。

2）钢筋笼对接完成全部入孔后，应按设计要求检查停放位置。

3）起吊钢管，放入钢筋笼中，缓慢降至钢管与钢筋笼搭接长度处，钢管与钢筋笼进行焊接固定（见下图）。

钢管与 混凝土灌注桩连接示意图

1 －钢管混凝土格构立柱（内灌混凝土）；2 －环形止水钢板；3 －基础底板；4 －混凝土灌注桩；

4）调整钢管与钢筋笼垂直度，从下往上对接（焊接）钢管，焊接钢管时，要保证钢管对接全部满焊；为了保证钢管对接质量，钢管对接焊接完成后，在钢管焊缝部位外侧增加钢套管，钢套管壁厚与钢管相同，钢套管与钢管满焊（见下图）。

钢管对焊连接示意图

1 －钢管混凝土格构立柱（内灌混凝土）；2 －焊缝；3 －钢套管（壁厚与钢管相同）；4； －钢管对接坡口焊焊缝；

5）按灌注桩下钢筋笼的一般做法将焊接好的钢管全部入孔，达到设计标高。

6 灌注桩、钢管浇灌混凝土

混凝土灌注桩及钢管的混凝土浇筑具体要求与一般水下灌注桩相同。

3.7 塔吊基础节预埋及基础承台施工

1）在土方开挖之前首先开挖塔吊基础承台土方，按设计标高及设计尺寸进行土方清底（塔吊基础灌注桩桩身混凝土强度应达到设计强度的 80%）。

2）塔吊基础垫层上先铺设一层塑料薄膜，再在上面铺设一层防水油毡，方便土方开挖时承台垫层能及时脱落。

3）钢管挖出后，将钢管内混凝土及浮浆剔除 300mm，然后在钢管内按设计要求焊接锚固钢筋，锚固钢筋应全部采用满焊（见下图）。

钢管与混凝土承台连接示意图

1 －混凝土承台；2 －锚固钢筋（与钢管柱内壁双面焊接）；3 －钢管立柱；

4）按设计要求进行塔吊基础承台模板、钢筋安装施工。

5）塔吊基础节预埋应由专业塔吊安装公司进行预埋，尺寸偏差应符合设备基础预埋件允许偏差。

6）基础承台浇筑混凝土后，应及时进行保温、保湿养护，防止开裂。

3.8 塔吊安装、检测并投入使用

塔吊安装必须要在塔吊基础承台混凝土强度达到设计强度 75%后方能进行，塔吊基础承台混凝土强度达到设计强度并经有关部门检测验收合格后投入使用。

3.9 土方开挖以及钢管混凝土格构柱水平杆件、斜杆焊接加固

1）基坑土方开挖时，应分层开挖，每层土方挖净后，每段钢管混凝土格构间的钢管斜杆、钢管水平杆应及时安装并焊接牢固，确保整个钢管混凝土格构的整体稳定性。加固完成后，应对钢管格构进行表面清理、打磨，涂刷防锈漆。钢管格构焊接节点示意图见下图。

钢管格构焊接节点示意图

1 －钢管混凝土格构立柱（内灌混凝土）；2 －钢管格构斜杆；3 －钢管格构水平杆；

2）钢管斜杆、水平杆焊接前应对杆件节点进行放样，利用相贯线法则的方法将斜杆及水平杆与混凝土钢管格构立柱的连接节点展开图画出，根据放样图纸，现场进行斜杆及水平杆的切割，每段格构整个杆件下料完成后，将杆件安装焊接至设计部位（见上图）。

六、深基坑基础大方量混凝土多级溜槽（管）施工技术

1.概述

随着国民经济的迅速发展，超高层建筑越来越多，使得基础底板向超厚、超大方向迅猛发展。基础大体积混凝土施工时，一般采用分层推移施工法，这就要求施工速度必须要快，否则分层施工的混凝土之间由于时间过长就会形成冷缝，影响混凝土的质量。在基础大体积混凝土施工时，采用溜槽（管）施工、混凝土输送泵配合，可以大大提高混凝土施工速度，同时节约施工成本。

该技术成功地运用到内蒙古自治区呼和浩特市金宇新天地商业标段工程，即起到节能环保又带来了一定的经济效益。

2.工艺流程

大方量混凝土多级溜槽（管）施工 流程图

3.操作要点

3.1 搭设支撑架

溜槽支撑架满堂钢管脚手架搭设应满足设计要求，一般立杆横向间距1000mm，立杆纵向间距 1200mm，步距 1500mm，两侧设置剪刀撑，水平向剪刀撑每隔 6000mm 设置一道。

3.2 加工溜槽

主溜槽宽 600mm，深 600mm，二级溜槽宽 500mm，深 500mm，三级溜槽宽 400mm，深 400mm，主溜槽入口处宽度为 900mm，以梯形尺寸向前过度，采用模板和木方组合而成，模板厚 15mm，木方为 50×100mm 标准木方，底部和侧面木方间距均为 200mm，溜槽加工及实景见下图。

溜槽加工及实景

3.3 安装主槽

将主溜槽底部铺设在钢管支撑架的主龙骨上，然后安装两侧帮板。

3.4 拼装二、三级溜槽

按照同样方法将二、三级溜槽拼装到位。

3.5 加固溜槽

溜槽上口采用 50×100mm 木方固定，木方间距为 1000mm，溜槽底部每隔2000mm 设置横向木方卡在水平钢管上，防止溜槽下滑。

3.6 临时封闭二、三级溜槽

将主溜槽与次溜槽交接处的活动封板封闭，防止混凝土流入次溜槽，具体见下图。

主溜槽与次溜槽交接处封闭示意图

3.7 浇筑混凝土

将混凝土罐车内的混凝土匀速的卸入到溜槽口内，利用混凝土的自重缓慢下滑。

3.8 钢管底部的处理

钢管底部基础内部，直接兼做钢筋马镫，待混凝土浇筑完成后，将上部钢管拆除，然后将埋入基础内的钢管采用高压灌浆处理。