复杂软土地基半逆作法施工工法文本.docx
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复杂软土地基半逆作法施工工法文本
复杂软土地基半逆作法施工工法
工法编号：
009-2014
主要完成单位：
中建五局第三建设有限公司
主要完成人：
曾波、何昌杰、李茂源、王非、吕长岩
1前言
随着城市地下空间开发和高层建筑的建设，深基坑工程逐渐增多，且其规模和深度不断增加。
目前深基坑工程大部分都位于已建建筑物、市政道路及地下管线密集分布的闹市城区，周边环境对基坑开挖造成的影响越来越敏感。
因此随着施工技术和地下结构形式的发展，半逆作法施工应运而生，由于其支撑体系刚度较大，使地连墙等挡土结构变形较小，更利于对周边环境的保护，同时通过应用新型接驳器固定装置专利保证施工质量，创造良好的经济效益。
通过在天汇中心公寓、办公楼、商业及地下室工程的实际应用，总结出一套具有创新性的施工工法，使其在类似工程中得到推广和应用。
2工法特点
本工法通过对半逆作法施工的研究，着重解决半逆作法施工难点，与传统的施工工艺相比，本工法具有如下特点：
2.0.1基坑变形小，安全系数高：
利用地下部分结构梁板作为水平支撑，其刚度比临时支撑大，使基坑变形减小，有利于保护周边房屋及地下管线。
2.0.2节约材料，缩短工期：
利用结构楼板作为水平支撑，取代了部分临时支撑，减少了临时支撑的材料，同时也减少了拆除支撑所用的时间与费用，从而降低基坑的支护造价。
2.0.3最大限度利用规划红线内的地下空间：
传统基坑支护，多层地下室施工必须在地下室外墙与临时支护桩墙间预留施工操作空间，地下室外墙需退至城市规划红线内，占用空间，采用本工法则可将两墙合一的地下连续墙作为地下室外墙施工，可紧贴规划红线。
3适用范围
本工法适用于工业与民用建筑中软弱土层工程的大型基坑施工。
4工艺原理
利用支撑在格构柱上的临时支撑和永久性地下室楼板作为基坑支撑与地下连续墙围护结构进行连接，保证基坑结构变形稳定，在进行下一步土方开挖，直至施工至底板，然后由底板进行顺作施工，浇筑逆作施工中预留的框架柱及剪力墙。
5施工工艺流程及操作要点
5.1工艺流程
图5.1半逆作法施工工艺流程图
5.2技术操作要点
5.2.1土方开挖
1超深基坑土方开挖应编制专项施工方案，并应通过专家论证后在进行实施。
2土方开挖需严格按照支护设计分步工况进行施工，严禁擅自违规施工。
3土方开挖与支撑施工相匹配，开挖到标高后立即浇筑垫层，随挖随撑，开挖段支撑没达到设计强度时不得开挖。
5.2.2土模支撑施工
1施工流程
浇筑垫层→测量放线→砌筑砖胎膜→柱子、剪力墙逆插筋→绑扎梁钢筋→梁板支模→绑扎板筋→浇筑混凝土→支撑养护。
图5.2.2-1梁柱逆作插筋节点工况一平面图
2浇筑垫层
1）在半逆作区域，满堂浇筑混凝土垫层，垫层厚度为100。
2）浇筑垫层要及时，因采用半逆作法施工的基坑一般均属于超深基坑，根据经验垫层浇筑能够有效的缓解基坑变形，因此一般要求一次垫层浇筑长度不得大于60m，随挖随进行浇筑。
3）垫层标高需严格控制，标高控制在梁底标高下10-20。
3测量放线
1）利用全站仪进行定位，确保现场轴线等控制点准确。
2）将标高控制点引测到地连墙上，不可引测到格构柱上，以免因格构柱沉降，导致标高控制点不准。
4砌筑砖胎膜
1）定位柱子，人工或机械挖坑，拉线砌筑砖胎膜。
2）砖胎膜为240厚，可从四边先砌标志砖三皮，校对无误后，可带线砌成封闭型。
砖胎膜必须留足粉刷层厚度尺寸，结构外包尺寸+30。
3）砖胎膜内粉1：
2水泥砂浆15厚。
后刮两道腻子粉，以便砖胎膜脱模。
4）刮完腻子后应把坑内碎转、弃土清到砖摸外，有水要排干。
5）砖胎膜外侧级配砂石回填捣实，浇筑100厚度C15混凝土垫层。
5柱子、剪力墙逆插筋
1）利用引孔器进行钢筋引孔，或采用换填砂的方式进行施工，保证钢筋能够顺利进行预埋。
2）柱子向下预留插筋300或800，上部钢筋直螺纹接头预先戴好保护帽，下部直螺纹接头戴好保护帽后用一道薄膜、一道胶带按预留长度裹实沿插筋孔插入，保证相互错开500，采用定位箍筋进行定位，并在下部套两道箍筋保证柱钢筋整体稳定性。
图5.2.2-2柱子逆插筋施工
3）绑扎钢筋时要确保钢筋位置的准确，本道框架柱预留筋的施工质量直接影响下道支撑的施工质量。
4）为了保证在浇筑板混凝土时柱钢筋不移位，板筋绑扎完毕后，复测柱位置，将柱钢筋矫正后套上定位箍筋，定位箍筋三道，第一道离结构面50，第二道距离第一道1000，第三道距离第二道100，同时第二三道箍筋距离可根据实际预留筋长度进行调整。
6绑扎梁筋
1）在绑扎梁筋前，需用1：
2水泥砂浆进行找平起拱，后粉刷两道腻子粉，烘干后在进行梁筋绑扎，确保下道土方开挖时垫层能够自动脱落。
2）绑扎梁筋时，因现场存在较多格构柱，如遇梁穿格构柱可按下列原则进行处理。
如现场格构柱位于梁内位置较好，钢筋能够大部分穿过则采用将梁上下纵筋变为二排筋形式。
如格构柱斜穿梁钢筋除边筋外基本不能穿过则与设计进行协商看是否可将梁加大，同时将上下纵筋变为二排筋。
如现场实际情况钢筋必须断开则必须保证钢筋的截面面积，且进行加强处理，不能穿过的主筋在格构柱处断开，弯折10d焊接在格构柱上，同时在两侧进行附加箍，详见下图。
图5.2.2-3格构柱穿梁处理图
3）严格按照图纸、规范、图集进行绑扎，尤其注意宽扁梁等特殊梁筋绑扎。
7梁板支模
1）梁侧模板安装使用2根40×90木枋作为背楞，具体详下图。
梁侧模板安装一定要根据控制线走，不能凭感觉根据梁钢筋走。
如遇到梁筋走位的情况，应要求钢筋工人矫正后方能继续安装梁侧模板。
图5.2.2-4梁侧模图
2）楼板支模采用短支模施工技术：
以短木方作为立杆，上部铺主龙骨，用钉子进行连接，次龙骨铺设在主龙骨上，立杆中心线间距不得大于500；首个立杆距梁边不得大于300；
3）主龙骨安装间距为500以内，平行板短向布置。
次龙骨安装间距为150～200，垂直于主龙骨安装。
主、次龙骨安装时，木枋接头相交处需两两相互错开，接头错开长度至少为1/3木枋长度，禁止将所有接头排在同一断面处。
4）为确保楼板标高的准确性，施工过程中要进行拉线控制。
现场工程师应进行定期检查。
5）支设平板模板时，一定要控制好标高，尽最大可能使用整板，对于边角部位才允许使用非整板锯。
对于拼缝不严格的部位，要及时使用胶带纸密封。
6）对跨度不小于4m的梁、板，其模板起拱高度宜为梁、板跨度的1/1000～3/1000。
8绑扎板筋
1）格构柱利用托板与栓钉与楼板连接，连接如下图。
图5.2.2-5支模立杆平面布置图
2）板筋遇格构柱无法穿过时，将板筋弯折5d，同时按洞口开洞进行加筋。
3）板筋与正常施工工序一致，需特别注意外甩出环梁的钢筋长度控制在1500-2000。
图5.2.2-6逆作与顺作交接处板筋甩筋处理图
4）降水井穿人防区楼板做法。
图5.2.2-7降水井穿楼板处理图
9浇筑混凝土
1）混凝土浇筑时需注意振捣密实，注意保证柱头处混凝土浇筑质量。
2）剪力墙预留筋处混凝土浇筑时注意保护插筋位置，严禁硬塞振动棒。
3）在混凝土浇筑1.5-2h后，初步按标高用长刮尺刮平，初凝前使用磨光机磨平，拉毛，以防止混凝土表面裂缝。
10支撑养护
支撑养护采用洒水养护，必须保证混凝土表面处于湿润状态。
5.2.3下一步土方开挖
1在支撑未达到设计规定的设计强度时禁止开挖土方。
2在掏挖土方过程中需特别注意对降水井及预留柱筋的保护。
3土方开挖过程中需注意围护结构的渗水漏水情况，及时进行处理。
5.2.4超挖支模施工支撑
1施工流程
垫层施工→测量放线→调直预留柱筋、接柱筋→搭设支模架、模板安装→绑扎梁板钢筋→浇筑混凝土。
图5.2.4梁柱逆作插筋节点工况二平面图
2操作要点
1）垫层浇筑应平整，且浇筑要及时。
2）测量放线采用全站仪进行定位，轴线要进行复核。
3）可使用钢管进行预留柱筋调直，调直时注意不可过分用力，导致钢筋掰断。
4）柱钢筋进行连接时应认真核对钢筋的型号、数量是否与图纸一致，同时连接好后，用钢管将底部预留柱筋按柱线锁死，防止柱筋偏位。
5）支模架需编制专项施工方案，并有详细的计算书。
6）梁板支模架立杆顶端必须加设油托，用以调节梁板模板，且油托外漏长度不大于300。
7）模板支架立杆可调托座的伸出顶层水平杆的悬臂长度严禁超过650，可调托座插入立杆长度不得小于150；架体最顶层的水平杆步距应比标准步距缩小一个盘扣间距。
8）梁板钢筋绑扎要求与土模施工时一致，注意核对钢筋的型号及规格，严格按图施工。
9）利用上道支撑预留的降水井洞口进行泵管架设，混凝土浇筑时注意振捣密实，表面进行拉毛处理。
5.2.5下一步土方开挖
基本与上部土方开挖一致，如本部为最后一步土方开挖，需严格按照设计标高进行施工。
5.2.6底板施工
底板施工与正常底板施工一致，需注意如下几点：
1底板柱筋与上层柱筋连接时可选用正反丝套筒进行连接。
2底板钢筋与地连墙连接时需将接驳器清洗干净后在进行连接，同时保证直螺纹连接质量。
5.2.7柱、墙混凝土浇筑
图5.2.7-1梁柱逆作插筋节点工况三平面图
图5.2.7-2梁柱逆作插筋节点工况四平面图
1在进行底板施工完成后对未浇筑的逆作区框架柱、墙进行浇筑。
2柱、剪力墙混凝土浇筑时采用直接法进行浇筑，即在预留柱头、墙头下部继续浇筑相同的混凝土，为浇筑密实做出假牛腿，混凝土硬化后可凿去。
3柱混凝土浇筑时需两边预留出气口，一边进行混凝土浇筑，一边进行混凝土振捣，振捣时需用小的振捣棒振捣，顺作柱子模板加固详见下图。
图5.2.7-3顺做法柱子施工模板加固图5.2.7-4剪力墙顺作施工
4剪力墙浇筑时与框架柱浇筑基本相同，需特别注意对混凝土振捣要到位，避免漏浆发生。
5在施工缝处应进行清洗、凿毛处理，保证新旧混凝土接茬处混凝土浇筑质量良好。
6材料与设备
6.0.1主要施工用料
主要施工用料表表6.0.1
序号
名称
规格型号
备注
1
商品混凝土
C60、C30
2
钢筋
各种型号
3
模板
15
4
木枋
40×90
5
木架板
/
6
架管
Ф48×3.6
7
扣件
对接、旋转、直角
6.0.2施工设备与机具
施工设备与机具表表6.0.2
序号
名称
规格型号
数量
1
塔吊
2台
2
塔吊
2台
3
钢筋切断机
50A
6台
4
钢筋弯曲机
40
6台
5
钢筋套丝机
6台
6
电焊机
1－300F-3
20台
7
圆盘锯
6台
8
振动棒
20个
9
二级箱
12个
7质量控制
7.1质量标准
本施工技术除严格遵循以下标准和规范外，还应执行项目所在地行政主管部门和相关行业的文件及要求：
《工程测量规范》（50026-2007）
《混凝土结构工程施工质量验收规范》（50204-2002）
《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（50202-2002）
《建筑基坑支护技术规程》（29-202-2010）
《地下建筑工程逆作法技术规程》（165-2010）
《建筑基坑工程技术规程》（29-202-2010）
7.2质量控制
7.2.1梁底土模结构顶面高程提高10，作为梁底预留沉降量，且按要求进行梁底起拱。
7.2.2保证施工单元的土模结构均向施工范围处延伸至少1m以上，以利于土模的稳定。
7.2.3梁底土模施作完毕，养护3d后，涂刷腻子粉，腻子粉涂刷2～3遍，且均匀，否则脱模后易产生麻面现象。
7.2.4砖胎膜砌筑完成后应对其位置方正进行复核，且需涂刷腻子粉2～3遍，保证其脱模顺利。
7.2.5逆作时预留的甩接钢筋需确保规格数量正确、位置准确、固定牢固，需要相连的接头还要互相对应，同时接头还要满足规范规定的长度和错接要求。
7.2.6逆作法施工时，需将墙、柱钢筋要插入土内，在下插施工时，尽量不要直接锤击钢筋，特别时上部有弯折的钢筋，在击砸过程中，极易造成在弯曲点处钢筋变形、弯折角度变化，钢筋位置也不易保证。
7.2.7接头处理工作量大，必须提前对各部位的接头形式计划好，需要套丝、打弯的接头必须提前作好，在连接或焊接时才能速度快并有效保证质量。
7.2.8在一些特殊部位，如下接段“喇叭口”处、人防门框底部、预留洞口下部、墙板的吊模处，比较容易出现混凝土质量缺陷，必须进行重点控制。
8安全措施
8.1安全标准：
本工法除严格遵循以下标准、规范和规程外，还应执行项目所在地行政主管部门和相关行业的文件及要求：
《建筑施工安全检查标准》（59-2011）；
《施工现场临时用电安全技术规范》（46-2005）；
《建筑施工高处作业安全技术规范》（80-1991）。
8.2安全管理措施：
8.2.1工程施工时，必须建立安全生产责任制，对作业人员进行安全施工教育。
作业人员必须严格遵守施工现场的各项安全规章制度，严格按操作规程施工。
做到文明施工。
施工人员进入现场必须戴安全帽、安全鞋，作业人员要配备相应的安全防护用品。
8.2.2在支撑为全部形成并达到设计强度的80%以前，严禁向下开挖。
8.2.3土方一旦开挖形成，必须立即形成结构，通过结构支撑保证工程安全。
8.2.4施工过程中应注意对工程顶板、下接墙体及柱子做好沉降观测。
8.2.5地下施工要加强通风，照明要使用安全电压，电气安全防护装置必须安全有效，要配备足够的消防设备，同时避免机械伤害。
8.2.6施工阶段人员要从专门搭设的施工通道上下作业。
9环保措施
严格遵循《建筑施工现场环境与卫生标准》（146-2004），执行项目所在地行政主管部门和相关行业的文件及要求，并制定以下措施：
9.0.1施工人员进行岗前培训，遵守有关规定。
9.0.2合理进行施工现场的平面布置，做到计划用料，使现场材料堆放降到最低值，保证场内道路通畅。
水泥等宜扬尘的材料应入库存放或覆盖严密。
位置相对固定的小型设备应搭设防噪音或防尘棚。
9.0.3为保持环境卫生，避免运土车发生遗洒，并在出口处铺垫草袋。
运输散装材料时，车厢后封闭，避免撒落。
9.0.4合理安排作业时间，采用低噪音施工机械设备，减少噪音扰民。
9.0.5严禁施工车辆乱鸣笛，车辆经过居民区要稳定油门、保持挡位，慢速经过。
9.0.6建立有效的排污设施、二级沉淀池，保证现场和周围环境整洁文明。
9.0.7夜间灯具集中照射，避免灯光扰民。
10效益分析
复杂软土地基半逆作法施工技术推广应用前景广阔，有良好的经济、社会效益和节能环保效益。
10.0.1经济效益
传统的施工工艺往往采用临时支撑作为水平向支撑，在施工至底板或其他楼板后进行拆除临时支撑，往往耗费大量的人力物力，同时减缓施工工期，采用本工法作为基坑的支护结构可减少临时支撑的设置，根据在天汇中心的成功应用，取得了良好的经济效益，本工程共计两道利用永久性楼板取代临时支撑，因此共较少两道临时支撑费用，其中一道支撑的费用为：
混凝土费用：
4780m3×750元/m3=358.5万元
钢筋费用：
1094t×7500元820.5万元
模板费用：
6500m2×55元/m2=35.75万元
拆除支撑费用：
4780m3×420元/m3×0.7=140.5万元
合计一道支撑费用为1355.25万元，因此本工法应用于天汇中心项目共计产生经济效益2710.5万元。
10.0.2社会效益
采用本施工方法大大提高了深基坑施工的安全系数，减少对周边环境的影响，同时因利用永久性楼板取代临时支撑减少了资源的投入，加快施工进度，也减少了拆除临时支撑时所产生的噪声、粉尘、建筑垃圾等，取得了良好的社会效益。
11工程应用实例
11.0.1天汇中心公寓、办公楼、商业及地下室工程,总建筑面积为368967m2。
本工程地下四层，基坑开挖深度约为20m，支护结构采用半逆作法施工，竖向设置三道支撑，其中二三道支撑采用半逆作法进行施工。
通过采用本工法施工，逆作法区施工质量高，尤其是节点处理方式为以后顺作创造了很好的条件，赢得了业主、监理、质监等单位和部门的高度评价和认可。
11.0.2名门广场工程，基坑底标高为-14.2m，本工程基坑采用地下连续墙加二道支撑作为支护结构，其中两道支撑采用半逆作法进行施工。
通过采用本工法施工，逆作法区施工质量高，尤其是节点处理方式为以后顺作创造了很好的条件，取得了良好的经济效益和社会效益，赢得了业主、监理、质监等单位和部门的高度评价和认可。
11.0.3红星国际广场5#地工程，工程总建筑面积27.4万m2，由1栋超高层写字楼、配套商业、商业中心及地下室组成，基坑开挖深度为11.5m，采用地下连续墙加二道支撑作为支护结构，其中一道支撑为临时支撑，二道支撑采用半逆作法进行施工，通过采用本工法施工，逆作法区施工质量高，尤其是节点处理方式为以后顺作创造了很好的条件，取得了良好的经济效益和社会效益，赢得了业主、监理、质监等单位和部门的高度评价和认可。
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