《多層地下室逆作法施工工法》是廣東省基礎工程公司完成的建築類施工工法，作者分別是羅星燕、吳麗冰，於1998年8月在廣州新中國大廈地下室施工中套用成功；適用範圍是：臨近建築物及周圍環境對沉降變形敏感、周邊施工場地狹窄、地下室層數多、結構複雜、工期緊迫的建築物的施工。
《多層地下室逆作法施工工法》主要的工法特點是：以地下室主體結構的梁、板作為施工期間牆式支護的橫向支撐體系，利用鋼管混凝土柱及核心筒帶約束拉桿異形鋼管混凝土柱作為結構的豎向支承，結構受力合理；利用地下室本體結構作為支護結構，穩妥、可靠、周邊變形很小。
2001年10月，《多層地下室逆作法施工工法》被原中華人民共和國建設部評定為1999-2000年度國家級工法。
基本介紹
- 中文名：多層地下室逆作法施工工法
- 類別：工程建設類
- 工法編號：YJGF 04—2000
- 完成單位：廣東省基礎工程公司
- 主要完成人：羅星燕，吳麗冰
- 審批單位：中華人民共和國建設部
- 主要榮譽：國家級工法（1999-2000年度）
形成原因,工法特點,操作原理,適用範圍,工藝原理,工藝流程,操作要點,材料設備,勞動組織,質量控制,安全措施,效益分析,套用實例,榮譽表彰,
形成原因
在施工新建高層建築中越來越深的地下室時，當遇到周邊施工場地狹窄、周圍環境複雜、保護要求高以及發展商要求最大限度的縮短工期以增加前期銷售效益等一系列施工難題時，廣東省基礎工程公司總結出《多層地下室逆作法施工工法》。
工法特點
《多層地下室逆作法施工工法》由多種工藝組合形成。由地下連續牆或帶止水的排樁牆構成的圍護結構是逆作法施工的前提條件，牆式支護結構的施工質量及止水效果是逆作法施工的第一個關鍵。
在基坑內土方未完全開挖的情況下施工結構柱網，有效地解決結構豎向荷載的傳遞是第二個關鍵。《多層地下室逆作法施工工法》採用鋼管高強混凝土柱（也可現澆鋼筋混凝土柱）傳遞豎向荷載。鋼管柱構件在車間一次加工成型，在解決了大型構件的運輸和吊裝後，安裝簡單；現場施工工期短，施工精度高，鋼管柱斷面小，節點形式簡單，梁板與柱的結合處理方便。
土方開挖及出土的快慢是影響逆作法施工的又一關鍵因素。《多層地下室逆作法施工工法》採用全機械化開挖和出土。土方開挖和結構施工組成合理的流水施工。
操作原理
適用範圍
《多層地下室逆作法施工工法》適用於臨近建築物及周圍環境對沉降變形敏感、周邊施工場地狹窄、地下室層數多、結構複雜、工期緊迫的建築物的施工。
工藝原理
《多層地下室逆作法施工工法》是以排樁式地下連續牆為基坑圍護結構、挖孔樁和鋼管柱為承重結構、地下室梁板系統為基坑支撐系統，完成首層（或次層）樓板後，上下同時進行施工的一種施工方法。
工藝流程
《多層地下室逆作法施工工法》施工工藝流程圖見圖1。
多層地下室逆作法施工工法——施工流程（圖1）
操作要點
《多層地下室逆作法施工工法》操作要點有以下10項：
- 工法選擇
排樁（帶止水）或地下連續牆的施工施工選用何種工藝及施工機械受地質條件、承建商的施工經驗以及施工機械裝備能力所限制。在施工過程中宜根據情況的變化，適當地修改工藝和機械設備，以最大限度的發揮設備效能，保證施工質量和基坑止水，加快工程進度。
- 設備安裝
- 工程樁和鋼管混凝土柱的施工深基境抗的工程樁由乾受樁徑大小的影響和為鋼管柱的定位和施工的影響。一一般採用人工挖孔樁。在施工人工挖孔樁護壁時即進行鋼管定位預埋件的安裝，澆灌樁芯混凝土後，在混凝土初凝前應嚴格按設計要求剔除樁頂的浮渣層。同時，在施工過程中做好鋼管柱定位器的安裝、固定和位置校核的工作。澆灌樁芯混凝土3天后即吊裝鋼管柱。
- 鋼管混凝土柱不但作為逆作法施工時的豎向支撐，而且作為地下室的承重構件，其外包鋼管由指定單位進行加工，圓型柱可採用螺旋卷板自動焊接，異型柱可採用直縫自動焊和手工焊相結合的方法。鋼管柱加工時一次成型，放入樁孔，套於定位器上，在澆注高強混凝土前先進行固定，並在樁孔壁和鋼管壁之間空隙按設計要求填砂和每隔約5米澆築素混凝土圈。澆注鋼管柱混凝土時，由混凝土攪拌車直接開到井口或由吊機將斗吊至井口，將混凝土送入連著導管的漏斗內。用導管法施工並用高頻振搗器分層振搗密實。
- 降水工程
- 降水工程應分基坑內地下水降水、排水和地面水截水、排水兩部分。基坑內可採用降水井、集水溝和抽水設備組成降水、集水、排水系統。降水井的設定個數可根據滲透係數和地下水位來確定。地面水截水、排水，可在已澆築樓面的預留孔洞周圍設定擋水設施，並用鋼板覆蓋暫時不用的孔洞，在施工層布置明溝集水，水流入降水井或集水坑，集中排走。
- 底板施工過程中設定排水溝降低地下水或岩石裂隙的水壓，排水溝與降水井連通，並繞過地梁樁台和其他障礙物，能方便施工且能在底板施工過程中保持降水，地下室完成後停止抽水時，用快乾混凝土封閉降水井口，鋼過濾管通過底板部分外側焊接止水環。
- 通風工程
採用送排結合、煙囪效應的方法。根據地下室面積的大小和層數的多少，在±0.000樓板預留孔洞邊，布置多台鼓風機，由地面引入新風，通過送風管，向結構施工面送風。在施工面的上部安裝排風機，通過預留孔向地面排出廢氣。風管沿牆四周布置，固定於樓板底。隨著工作面的向內延伸，風管亦不斷接長，保證工作面處的空氣品質。
- 地下室垂直運輸
- 解決基坑內外的垂直運輸的效率問題，是多層地下室逆作法成功的關鍵之一。地下室土石方需要外運，鋼筋、模板、鋼構件等材料需要運進地下室，為此，在出土口處安裝垂直運輸系統，在零米層用龍門吊吊掛特製的吊土桶，用於吊土外運。取下吊土桶後，可用吊鉤吊運鋼筋、模板、鋼構件入地下室。
- 出土口的位置根據場地和道路的實際情況及結構施工順序的需要來選擇。在首層梁板施工時在相應的位置預留出土口的孔洞。在預留孔洞的四周留出用於封閉孔洞的鋼筋，並在相應的位置預埋鐵件，便於安裝吊土提升架。工程結束前才能封閉出土口。
- 分段流水施工土方和梁板工程
- 流水施工的分段要合理，考慮分塊與出土口的遠近，分兩段以上進行流水施工，土方施工的同時穿插結構施工，多工序互相交錯，合理安排，以保證施工的等節奏流水。
- 土方開挖按逆作法的支撐順序分階段進行。先進行明挖，施工完首層樓板後，地下室轉入逆作法施工，並同時進行上部結構施工。
- 首層樓板以下一般每兩層為一組（視施工機械要求而定）進行土方開挖，從出土口向下挖掘到設計標高。再向四周擴大。利用中小型機械實現全機械化土方開挖和出土作業。由挖掘機負責挖土和短距離運輸、基坑擴大後，用推土機進行土方水平傳送，在出土口安排大容量的挖掘機把土方裝上吊斗、利用提土設備將土吊至地面堆放，地面再由挖掘機裝車。挖土同時，邊鑿除人工挖孔樁護壁、修整連續牆內壁面，一邊平整地坪，搗制下一層樓板梁底墊層、安裝梁模和樓板底模。挖至最後一層時砌底板胎模和施工設計要求的後挖人工挖孔樁。
- 模板工程
- 除了底板外，地下室所有樓層的混凝土樓板均採用鋼木模板施工。由於模板工程和土方開挖工程在流水施工中分階段交替進行，在兩層一挖土方挖至設計標高時即進行平整。搗好墊層後按正常的施工方法安裝梁模和板模。在鋼木模表面上刷混凝土隔離劑。上一層的梁、樓板採用正作法施工，用門式鋼支頂進行支頂。
- 底板採用砌磚地梁模和素混凝土墊層板模，水泥砂漿批擋找平抹光。
- 襯牆施工需先在外牆上安裝拉桿螺絲，同時要鑿去外牆側壁表皮，露出新鮮混凝土後，再將上下接縫鑿手並清理乾淨。綁紮好襯牆鋼筋後安裝鋼模板。分別套上豎桿和橫桿，拉平對齊鎖緊。
- 其他牆體和柱，採用對拉螺絲和鋼模板支模。
- 樓板混凝土工程
- 逆作法施工是在頂部樓蓋封閉的條件下進行的，故採用泵送混凝土較為合適。根據工程大小確定輸送泵台數進行連續澆灌。要求混凝土的坍落度為14～16厘米，初凝時間為10～12小時，以防止冷縫出現。
- 樓板混凝土按施工進度及考慮混凝土的溫度收縮特性進行分塊。
- 澆灌混凝土板時，採取長向推進辦法，兩組以上輸送泵並排薄層灌注、一個坡度、一次到頂的澆搗方式，同時及時用水泵將混凝土泌水排出室外。在澆搗過程中，水平式和插入式振動器配合使用，確保混凝土的密實。
- 混凝土分塊施工的臨時施工縫處採用免拆除V型鋼網作側模。
- 隔牆和襯牆混凝土的施工
- 牆板的預留筋可插入砂墊層，以便與下層後澆築結構的鋼筋連線。在安裝下層牆板鋼筋和模板之前，先將上層構件打毛乾淨直至露出新鮮混凝土。
- 隔牆和襯牆難以從上面澆築混凝土，且隔牆和襯牆每次澆築高度均不大。所以澆築混凝土時可以從頂部的側面入倉，澆築時，突出的楔形混凝土面要比上下兩構件接縫面高出5～10厘米。混凝土拆模後，立即將突出牆面的楔形混凝土塊鑿除。為使混凝土密實，使用附著式和插入式振動器振搗。
- 鋼樑的安裝
鋼樑用於核心筒鋼構架柱的橫向連線，是中心筒部位的構架柱和周邊鋼管柱的聯結梁，也可作為樓板梁的部分。在地面將鋼樑製作成型後，用卷揚機將其吊入基坑內，然後由挖掘機或裝載機水平運送到預定位置，利用挖掘機配合手動葫蘆對接就位，手工焊接。對於底板處的鋼樑，則在基坑底鋪設鋼軌，用卷揚機進行拖運到位。
材料設備
《多層地下室逆作法施工工法》需用的主要機具設備為；抓鬥（含吊機）、沖孔成槽機、反鏟挖掘機、推土機、吊機、龍門吊、鏟車、機械化吊運的土斗、空壓機、風炮機、卷揚機、電焊機（交流電、直流電）、鋼筋彎曲機、鋼筋切斷機、鋼筋對焊機、軸流風機、箱式離心風機。其規格和數量依據工程實際情況而選定。
勞動組織
《多層地下室逆作法施工工法》技術含量較高，需精心施工，其工種構成有；木工、鋼筋工、混凝土工、電工、電焊工、機工、起重工、測量工、試驗工、雜工等。
質量控制
《多層地下室逆作法施工工法》需按《地基與基礎工程施工及驗收規範》（GBJ202-83）、《混凝土結構工程施工及驗收規範》（GB 50204-92）、《鋼結構工程施工及驗收規範》（GB 50205—95）、《鋼管混凝土設計與施工規程》及有關規範標準施工。
安全措施
《多層地下室逆作法施工工法》需遵循以下8項安全措施：
- 採用有效的監測手段確保深基坑支護本身的安全及周圍建築物、地下管線的安全使用。
- 挖土時嚴格按施工順序和允許開挖的深度進行，不得有超標挖土和無序挖土。
- 在開挖到設計要求的深度後，立即進行板和梁的澆築。
- 做好施工過程的排水。
- 用電實行三相五線制，所有電器設備必須裝設漏電保護開關。進坑的動力及照明電線應使用電纜，在支撐或坑壁上要可靠地進行固定。
- 坑內應有足夠照明度，照明線應架設在上層底板下方，並使用低壓電氣設備。
- 在封閉的地下室施工，必須加強通風，排煙設施、保證空氣的流通。
- 逆作施工時，坑洞和孔洞較多，要設圍護欄桿，上下要設有專用上、下人梯。
效益分析
《多層地下室逆作法施工工法》以地下室主體結構的梁、板作為施工期間牆式支護的橫向支撐體系，利用鋼管混凝土柱及核心筒帶約束拉桿異形鋼管混凝土柱作為結構的豎向支承。結構受力合理。在確保基坑周邊安全方面，因利用地下室本體結構作為支護結構，穩妥、可靠、周邊變形很小。
- 工期
- 《多層地下室逆作法施工工法》充分利用±0.00層的梁、板作為裙樓施工的工作面，使地上、地下可以同步施工，從而可大幅度縮短工期。
- 採用《多層地下室逆作法施工工法》的逆作法施工，土石方開挖可以全部採用大型挖掘機械進行作業，使控土作業時間相對縮短。
- 作業人員在地下空間工作，基本不受氣候條件的影響，能確保按計畫工期完成任務。
- 成本控制
- 牆式專護直接作為地下室的外牆。地下室的鋼管柱、鋼構架柱。混凝土梁、板結構直接作為地下連續牆的內支撐，因此，不但縮短了施工工期，也節約了大量的臨時垂直支柱、水平支撐、橫撐、斜撐等工程用料。大大降低了施工費用。
- 地下室採用逆作法施工，只挖走了地下連續牆範圍內的土石方，比傳統的大開挖施工地下室，可以減少大量的土方工程量，這不但縮短工期，也節約土石方開挖和回填的工程量，工程投資得到了有效的控制。
套用實例
- 實例1
廣州新中國大廈，位於廣州市人民南路西側，為一綜合性大型民用建築，占地面積為7343平方米。大廈設地下室5層，地上結構48層，最大建築高度156米，採用框-剪結構。該工程於1996年7月22日開工，於1998年8月31日竣工。
廣州新中國大廈5層地下室採用《多層地下室逆作法施工工法》，基坑開挖深度約為18米，地下連續牆總長340米，牆厚800毫米，基礎採用人工挖孔樁，最小樁徑φ1400毫米，最大樁徑φ5000毫米。鋼管高強混凝土柱採用C70、C80高強混凝土。該工程採用逆作法比採用常規的正作法縮短工期11個月，地下5層結構施工完成時，地上已施工到了18層。
- 實例2
廣州名匯商業大廈，位於廣州市上下九路，地處繁華鬧市中心，是一幢以商場、住宅為主的多塔樓高層建築。其占地面積約7000平方米。設地下室4層。裙樓6層。塔樓三棟26層，建築總高度99.9米，是剪力牆核芯筒-柱框架結構。該工程於1998年12月15日開工，地下室結構於2001年4月底完成。
廣州名匯商業大廈地下室採用《多層地下室逆作法施工工法》，地下連續牆長340米，深22米。牆厚800毫米。地下室基坑開挖深度約為18米，基礎採用人工挖孔樁，樁徑最小φ1200毫米，最大φ6000毫米。鋼管混凝土柱採用C60高強混凝土。該工程利用鋼管混凝土柱及核心筒帶約束拉桿異形鋼管混凝土柱作為結構的豎向支承體系，先施工完成±0.000的首層平面，接著向上、向下同時施工大廈結構。
榮譽表彰
2001年10月，中華人民共和國建設部組織國家級工法審定委員會的專家，對有關部門和地區申報的102項工法進行了評審，審定了《1999-2000年度國家級工法》，以建[2001]222號檔案公布，《多層地下室逆作法施工工法》被評定為1999-2000年度國家級工法。
