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论逆作法现场建筑施工与监控
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内容提示：逆作法是一项新兴的基坑支护技术。逆作法技术要求将地下结构设计与施工设计紧密结合在一起。实践证明，利用逆作法施工高层建筑多层地下室和其他多层地下结构具有良好的经济效益和社会效益。对逆作法施工工艺的具体应用进行了讨论，详细说明了逆作法的设计和施工技术。
摘 要：逆作法是一项新兴的基坑支护技术。逆作法技术要求将地下结构设计与施工设计紧密结合在一起。实践证明，利用逆作法施工高层建筑多层地下室和其他多层地下结构具有良好的经济效益和社会效益。对逆作法施工工艺的具体应用进行了讨论，详细说明了逆作法的设计和施工技术。
关键词：逆作法；施工；现场；技术；监控
1 逆作法现场建筑施工技术难题
（1）逆作法土方工程施工：由于土方施工与结构施工交叉进行，因而土方施工变的相对困难，上方开挖直接影响到结构施工，对工期影响较大，合理科学地组织好土方施工是逆作法施工的首要问题。
（2）临时支护结构与永久性结构的统一：顺作施工是采用开敞式施工，支护结构通常作为临时性结构，地下工程完毕后即失去作用，成为地下障碍物，此外临时支护结构的费用较高，拆除困难，易引起周围地区沉降。而利用地连墙和中间支撑柱进行逆作施工，实现临时支护结构和永久结构的统一，可在工程造价方面具有了选择性。对邻近建筑物的安全保证处理可以简化。
（3）支护结构和中间支撑柱的监测：逆作施工作为一种新工艺，加强对土层、支护结构和中间支撑柱的施工监测，掌握支护体系和结构在施工过程中的受力及变形状态，对出现的问题采取必要的措施，才能保证基坑稳定及结构和周围建筑物的安全。
（4）中间支撑柱施工：中间支撑柱是逆作施工的重要部分，其作用是在基础完成之前承受地上部分和地下全部结构自重及施工荷载。中间支撑柱既可作为结构柱的一部分，也可是临时性的。一般是使其与永久结构统一。中间支撑柱的设计一方面要保证施工时的安全，另一方面还要考虑施工方便，包括后续施工中的节点处理和支撑柱垂直度影响，还要考虑经济性。
（5）地连墙接头漏水、露筋问题：目前地连墙接头形式多种多样，但都有各自的优缺点，如锁口管接头施工简单，但连接强度较低，易渗水，十字板刚性接头连接强度较高，抗渗水效果较好，但施工难度大，不易保证施工质量，易出现露筋现象。
（6）地连墙与主体结构的连接强度问题：作为承重结构的地连墙与主体结构的连接，目前主要采用预埋钢筋或“钢筋接驳器”的方式，但硷是分开浇注的，如何保证其连接强度十分关键。
2 逆作法现场建筑施工技术优化
2.1 地下主体结构施工
2.1.1 施工测量
总体轴线定位本着先整体、后局部的原则。根据业主提供的招标蓝图，以及明确的测绘资料和有效的规划红线标志，方可进行轴线定位测量。由于施工场地狭小，所以在设置坐标方格网时，应尽可能设定在施工场地以外，并且应设在坚固而又安全的地方，从而避免坐标点产生位移和受到损坏，还要定期复测和校核，以此来确保测量的精度等级。以上工作均应得到监理认可后方可进入下一道工序。
2.1.2 钢筋工程
柱、板墙的接长钢筋要垂直，间距要均匀，上下层钢筋左右要交替。楼板主筋布置按短向筋在下，长向筋在上进行，主筋搭接按图纸说明或规范要求。钢筋接头在22mm以下的采用搭接绑扎，22mm以上的采用锥螺纹连接或电渣压力焊接头，地下部分竖向22mm以上采用焊接。对不同接头形式的钢筋，均应按施工验收规范进行验收，并做好物理试验等工作。进入现场的钢筋，除证明验收合格外，每捆钢筋均应有标牌，经整理成堆后，重新设置标牌，标牌内指明使用部位。
2.2 节点设计
2.2.1 柱与梁板节点
采用一柱一桩和一柱双桩施工，施工柱之前，应先将格构柱施工至设计标高，挖土后在其顶部加设封头板，并在封头板上加设锚筋，然后进行柱、梁及底层梁、板施工，施工时在柱位置预留柱插筋及硅浇捣孔。地下一层以下各层挖土流程与自行车夹层相同，当土体全部施工完毕后可进行大底板的施工，在柱位置预留插筋，待大底板可上人后，可进行地下三层柱的施工。同时从地下三层向上逐层进行筒体剪力墙施工。待竖向剪力墙和柱达到设计强度后，割除格构柱。
2.2.2 地下连续墙与板、梁连接节点
①地下室顶板：对于顶板、梁，由于地墙顶浮浆硅需凿除，并施工顶圈梁，故在施工顶圈梁时可将底层梁板同时施工，将梁、板钢筋直接锚入地墙。对于附壁柱，在地墙施工时应在地墙内预留柱的箍筋，留待柱施工时凿出使用；②地下各层：在地下各层结构施工中，梁板需与地墙进行连接，其中，梁与地墙的连接因梁钢筋普遍较大，故需在地墙中按梁的位置预留钢筋接驳器。同时，为防由于地墙施工误差造成接驳器偏位带来的影响。建议在梁上下皮钢筋位置左右两侧各设增一组接驳器；③底板：底板钢筋也通过预埋在地下连续墙中钢筋接驳器进行连接，应严格控制地下连续墙施工的精度，确保地下连续墙内预留埋件及钢筋接驳器位置的准确，从而保证底板钢筋可以与地下连续墙有效连接。另底板浇捣混凝土之前，应将与底板连接处地下连续墙凿毛，以便与底板混凝土连接。
2.2.3 土方施工
土体具有时空效应的特点：土体开挖形式和空间分布形式与基坑变形有密不可分的联系；土体是一种弹塑性体，土体受荷后会产生流塑变形。我们以土体的时间、空间效应理论指导挖土施工，在挖土施工时在基坑内部留有足够宽度的盆边土，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；按照设计的流程，在限定的时间内进行土体抽条以及硅垫层的施工，以此确保基坑的变形在规定的范围之内，避免因基坑的变形而威胁地铁车站以及周边建筑物、管线的安全。
2.2.4 格构柱受力转换及拆除措施
逆作法施工时，竖向荷载能够有效从上部柱传给下部格构柱，逆作法结束后，竖向荷载从格构柱有效传给永久柱。对于一柱一桩的直接施工永久柱于钢管立柱上。通过差异沉降的观察记录来安排施工进度。当施工过程中格构柱或地下墙的实测超过规定的沉降指标时，则停止上部结构施工，地下部分加快施工，直至封大底板。施工过程尽可能使桩的受力均匀，避免产生过大的荷载差异。根据结构的实际情况，按照预定的施工流程，分层、对称地进行格构柱的拆除，尽量减少因格构柱拆除引起应力变化对结构产生的影响，确保结构的在正常状态工作。
3 逆作法现场建筑施工监测
（1）垂直位移（或沉降观测）采用高精度水准测量，测定监测点的高程；平面位移采用轴线投影法或小角度法；（2）连续墙体测斜、土体测斜（土体侧向位移）采用孔顶假设不动点，以孔顶平面位移值作为测斜修正值；（3）支撑应力、土压力和立柱应力测试。测量支撑应力、土压力和立柱应力传感器的频率变化，通过公式换算成支撑受力或压力（KN，KPa）。
参考文献
［1］徐至钧，赵锡宏.逆作法设计与施工［M］.北京：机械工业出版社，2006.
［2］史佩栋.深基础工程特殊技术问题［M］.北京：人民交通出版社.2007.
［3］高沛峻，邓安福.逆作法在深基坑开挖中的应用［J］.工程力学，2007.
来源: 《建筑中文网》.
关键词：逆作法；施工；现场；技术；监控
1 逆作法现场建筑施工技术难题
（1）逆作法土方工程施工：由于土方施工与结构施工交叉进行，因而土方施工变的相对困难，上方开挖直接影响到结构施工，对工期影响较大，合理科学地组织好土方施工是逆作法施工的首要问题。
（2）临时支护结构与永久性结构的统一：顺作施工是采用开敞式施工，支护结构通常作为临时性结构，地下工程完毕后即失去作用，成为地下障碍物，此外临时支护结构的费用较高，拆除困难，易引起周围地区沉降。而利用地连墙和中间支撑柱进行逆作施工，实现临时支护结构和永久结构的统一，可在工程造价方面具有了选择性。对邻近建筑物的安全保证处理可以简化。
（3）支护结构和中间支撑柱的监测：逆作施工作为一种新工艺，加强对土层、支护结构和中间支撑柱的施工监测，掌握支护体系和结构在施工过程中的受力及变形状态，对出现的问题采取必要的措施，才能保证基坑稳定及结构和周围建筑物的安全。
（4）中间支撑柱施工：中间支撑柱是逆作施工的重要部分，其作用是在基础完成之前承受地上部分和地下全部结构自重及施工荷载。中间支撑柱既可作为结构柱的一部分，也可是临时性的。一般是使其与永久结构统一。中间支撑柱的设计一方面要保证施工时的安全，另一方面还要考虑施工方便，包括后续施工中的节点处理和支撑柱垂直度影响，还要考虑经济性。
（5）地连墙接头漏水、露筋问题：目前地连墙接头形式多种多样，但都有各自的优缺点，如锁口管接头施工简单，但连接强度较低，易渗水，十字板刚性接头连接强度较高，抗渗水效果较好，但施工难度大，不易保证施工质量，易出现露筋现象。
（6）地连墙与主体结构的连接强度问题：作为承重结构的地连墙与主体结构的连接，目前主要采用预埋钢筋或“钢筋接驳器”的方式，但硷是分开浇注的，如何保证其连接强度十分关键。
2 逆作法现场建筑施工技术优化
2.1 地下主体结构施工
2.1.1 施工测量
总体轴线定位本着先整体、后局部的原则。根据业主提供的招标蓝图，以及明确的测绘资料和有效的规划红线标志，方可进行轴线定位测量。由于施工场地狭小，所以在设置坐标方格网时，应尽可能设定在施工场地以外，并且应设在坚固而又安全的地方，从而避免坐标点产生位移和受到损坏，还要定期复测和校核，以此来确保测量的精度等级。以上工作均应得到监理认可后方可进入下一道工序。
2.1.2 钢筋工程
柱、板墙的接长钢筋要垂直，间距要均匀，上下层钢筋左右要交替。楼板主筋布置按短向筋在下，长向筋在上进行，主筋搭接按图纸说明或规范要求。钢筋接头在22mm以下的采用搭接绑扎，22mm以上的采用锥螺纹连接或电渣压力焊接头，地下部分竖向22mm以上采用焊接。对不同接头形式的钢筋，均应按施工验收规范进行验收，并做好物理试验等工作。进入现场的钢筋，除证明验收合格外，每捆钢筋均应有标牌，经整理成堆后，重新设置标牌，标牌内指明使用部位。
2.2 节点设计
2.2.1 柱与梁板节点
采用一柱一桩和一柱双桩施工，施工柱之前，应先将格构柱施工至设计标高，挖土后在其顶部加设封头板，并在封头板上加设锚筋，然后进行柱、梁及底层梁、板施工，施工时在柱位置预留柱插筋及硅浇捣孔。地下一层以下各层挖土流程与自行车夹层相同，当土体全部施工完毕后可进行大底板的施工，在柱位置预留插筋，待大底板可上人后，可进行地下三层柱的施工。同时从地下三层向上逐层进行筒体剪力墙施工。待竖向剪力墙和柱达到设计强度后，割除格构柱。
2.2.2 地下连续墙与板、梁连接节点
①地下室顶板：对于顶板、梁，由于地墙顶浮浆硅需凿除，并施工顶圈梁，故在施工顶圈梁时可将底层梁板同时施工，将梁、板钢筋直接锚入地墙。对于附壁柱，在地墙施工时应在地墙内预留柱的箍筋，留待柱施工时凿出使用；②地下各层：在地下各层结构施工中，梁板需与地墙进行连接，其中，梁与地墙的连接因梁钢筋普遍较大，故需在地墙中按梁的位置预留钢筋接驳器。同时，为防由于地墙施工误差造成接驳器偏位带来的影响。建议在梁上下皮钢筋位置左右两侧各设增一组接驳器；③底板：底板钢筋也通过预埋在地下连续墙中钢筋接驳器进行连接，应严格控制地下连续墙施工的精度，确保地下连续墙内预留埋件及钢筋接驳器位置的准确，从而保证底板钢筋可以与地下连续墙有效连接。另底板浇捣混凝土之前，应将与底板连接处地下连续墙凿毛，以便与底板混凝土连接。
2.2.3 土方施工
土体具有时空效应的特点：土体开挖形式和空间分布形式与基坑变形有密不可分的联系；土体是一种弹塑性体，土体受荷后会产生流塑变形。我们以土体的时间、空间效应理论指导挖土施工，在挖土施工时在基坑内部留有足够宽度的盆边土，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；按照设计的流程，在限定的时间内进行土体抽条以及硅垫层的施工，以此确保基坑的变形在规定的范围之内，避免因基坑的变形而威胁地铁车站以及周边建筑物、管线的安全。
2.2.4 格构柱受力转换及拆除措施
逆作法施工时，竖向荷载能够有效从上部柱传给下部格构柱，逆作法结束后，竖向荷载从格构柱有效传给永久柱。对于一柱一桩的直接施工永久柱于钢管立柱上。通过差异沉降的观察记录来安排施工进度。当施工过程中格构柱或地下墙的实测超过规定的沉降指标时，则停止上部结构施工，地下部分加快施工，直至封大底板。施工过程尽可能使桩的受力均匀，避免产生过大的荷载差异。根据结构的实际情况，按照预定的施工流程，分层、对称地进行格构柱的拆除，尽量减少因格构柱拆除引起应力变化对结构产生的影响，确保结构的在正常状态工作。
3 逆作法现场建筑施工监测
（1）垂直位移（或沉降观测）采用高精度水准测量，测定监测点的高程；平面位移采用轴线投影法或小角度法；（2）连续墙体测斜、土体测斜（土体侧向位移）采用孔顶假设不动点，以孔顶平面位移值作为测斜修正值；（3）支撑应力、土压力和立柱应力测试。测量支撑应力、土压力和立柱应力传感器的频率变化，通过公式换算成支撑受力或压力（KN，KPa）。
参考文献
［1］徐至钧，赵锡宏.逆作法设计与施工［M］.北京：机械工业出版社，2006.
［2］史佩栋.深基础工程特殊技术问题［M］.北京：人民交通出版社.2007.
［3］高沛峻，邓安福.逆作法在深基坑开挖中的应用［J］.工程力学，2007.
来源: 《建筑中文网》.
原文网址：http://www.pipcn.com/research/200808/11573.htm
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