地下车库建筑中应用的逆作法施工技术.docx

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地下车库建筑中应用的逆作法施工技术

地下车库建筑中应用的逆作法施工技术

逆作法由于具有缩短工程总工期、节约项目成本、对环境影响小等优点在地下空间建筑中应用广泛。

实践证明利用逆作法施工，建筑地下结构具有良好的经济效益和社会效益。

所谓逆作法是指按土方开挖顺序从上层开始往下进行结构施工。

逆作面就是指在采用逆作法施工时，工作、逆作施工的分界面。

施工技术的原理是将高层建筑地下结构自上往下逐层施工，即沿建筑物地下室四周施工连续墙或密排桩，作为地下室外墙或基坑的围护结构，同时在建筑物内部有关位置，施工楼层中间支撑桩，从而组成逆作的竖向承重体系，随之从上向下挖一层土方，一同土模浇筑一层地下室梁板结构，当达到一定强度后，即可作为围护结构的内水平支撑，以满足继续往下施工的安全要求。

与此同时，由于地下室顶面结构的完成，也为上部结构施工创造了条件，所以也可以同时逐层向上进行地上结构的施工。

本文对逆作法定义及施工原理进行阐述，并结合自身参与山东临沂市一个逆作法地下车库工程为例来具体说明施工中的一些关键技术内容。

关键词:

地下车库建筑；逆作法；施工技术；

1工程概况

1.1山东临沂地下停车场人防工程位于山东省临沂市解放路与通达路一类街道交汇处,工程总建筑面积5647.38㎡，南北长203.10米，东西宽24.60米，总平面呈“一”字形。

结构类型：

地下一层，钢筋砼墙、板、柱独立基础框架方形箱体结构，主体结构深度6.45米，设4个出入口，2个车道入口。

结构施工工期；顶板正作部分，计划工期40天。

一层土方暗挖及结构砼施工，计划工期98天。

1.2该工程由于地处商业区属繁华地段，四周有建筑群，场地狭窄，并且属主要交通要道。

根据业主方提供的地质资料勘探报告，地下水位低，土壤类别为三类土（坚土）。

为加快施工进度缩短工期减少城市经济损失，保证路面尽快通车。

因此采用逆作法施工。

顶板大开挖施工，同时主体柱子采用钻孔灌注桩施工。

结合工程面积共设置三个施工出入口作为工程材料及施工人员的出入（利用两个车道入口和一个行人入口）。

2顶板和防水

2.1外墙、顶板、底板均采用C30P8防水混凝土。

2.2顶板防水层外延至土坡周边，采用自粘性橡胶防水卷材和单阻分聚心氨酯防水涂料各一道（δ：

1.5㎜）；防水层顶面做80厚C20砼构造板保护层，顶至土坡周边；顶部用2：

8白灰粘土做主体保温与路基≥0.5米，分层碾压。

3地面

3.1室内、外地面、面层装饰部分业主方待定。

3.2地面混凝土垫层以下回填土要分层夯实。

4结构概况

4.1结构设计标准

4.1.1结构设计使用年限50年

4.1.2建筑结构安全等级　　　二级

4.1.3地基基础设计等级　　　丙级

4.1.4砼结构环境类别室内正常环境一类,其余二b类

4.1.5场地类别　　　　Ⅲ类

4.1.6抗震等级　　　　三级

4.2材料

4.2.1混凝土：

C30P8防水砼

结构混凝土应根据环境类别分别按下表规定执行

环境类别

最大水灰比

最小水泥用量kg/m2

最大氯离子含量%

最大碱含量kg/m2

一类

0.65

225

1.0

不限制

二b

0.55

280

0.2

3.0

4.2.2钢材：

HPB235级钢筋（Ø）和HRB335级钢筋（φ）

4.2.3焊条

E43型用于HPB235级钢筋和Q235级钢筋

E50型用于HRB335级钢筋

4.3加强带

加强带贯通整个结构的底板、墙体和顶板，并在顶板的加强带处增设附加卷材防水，加强带处混凝土采用C35微膨胀防水混凝土，待两侧浇筑完成后随即浇筑。

5施工方案确定

工程采用逆作法施工，按照逆作程序先顶板，后主体；先主体，后装修；先土建，后专业的总施工顺序原则进行部署。

虽然在土建施工时只能平行施工段流水作业，不能交叉作业，但还是要充分贯彻空间占满、时间连续、均衡协调、力所能及、留有余地的原则，保证工程按照总控计划完成。

主要工程为土方暗挖共分三个出入口，昼夜不停两班轮换施工，实行以土方、钢筋、模板、砼分班组进行流水划分，平行流水施工；确保整个施工过程形成节奏流水。

并根据本工程特点及工期要求，将其划分为三个阶段，顶板正作、灌注桩、竖井开挖及路面施工；土方暗挖及结构砼施工；各口部与零星主体结构项目施工。

5.1顶板工程按大开挖可分为：

机械土方、打孔灌注桩、修土模挖下返墙、砌砖模抹水泥砂浆找平层、绑扎钢筋、浇筑顶板砼、做顶板防水施工等，为加快进度三个竖井要与顶板同时施工，这样在市政恢复道路期间能做竖井的施工。

各工序间要合理搭接、统筹安排、平衡协调及计划调度，紧密地组织成一体，尽快在约定顶板工期内完成，交于市政道路部门。

5.1.1由于工程顶板结构需一次性施工，因此顶板须封道封闭施工。

顶板工期40天。

5.1.2首先与市政有关单位取得联系将地面以上障碍物拆除，探明地下水、电、通信、煤气等管线的位置，开始机械挖土。

5.1.3机械土方挖至顶板底面加底板砂浆土模处，开始进桩机进行结构柱子的钻孔灌注桩。

为了便于钢筋与主体结构梁、板钢筋的连接，在浇筑砼时严格控制楼板、底板、梁的标高，并在其交接处灌填砂子。

在下一步施工时只要拆除砂子，绑扎钢筋使其连成一体就完成了板与墙、柱的连接。

5.1.4桩柱完成后开始修柱帽、做顶板土模、下接墙挖土等工序。

5.1.5下接墙外墙外侧采用土模直接成型，内侧采用120厚砖模砌筑，红砖为MU10使用1:

3水泥砂浆砌筑。

下接墙深度内外平均≥0.7米，且应大于35°斜面。

柱帽四周采用120厚MU10红砖、1:

3水泥砂浆砌筑。

5.1.6下接墙、柱帽砌筑完成后，即进行1：

2.5水泥砂浆30mm厚的找平层，然后采用普通塑料膜满铺，并采用人工1/2寸铁钉钉牢。

5.1.7所有下接墙均按35°向外下挖斜坡留设，下接墙底铺设砂子砸墙体留茬钢筋。

为保证墙体有一个较好的整体结构，纵向留茬钢筋均采用直螺纹机械连接。

墙体下接筋砸完后，顶板开始沿纵向绑扎横向分布钢筋。

5.1.8钢筋的施工应严格按设计要求及规范规定绑扎，绑扎完毕后经业主和监理现场验收合格后，方可浇筑C30P08抗渗防水商品砼。

5.1.9顶板混凝土浇筑时要一次压光抹平，然后采用1.5厚自粘防水卷材做防水层，经监理验收合格即开始做防水顶保护层，保护层采用80厚C20混凝土，待其达到75％的强度后即可进行市政道路施工与人行道、绿地等工作。

6施工竖井

6.1根据工期要求，结合工程内部的具体结构及现场实际情况，在A轴外口部设3个施工竖井，分别在4-5轴间（为3#井）、15-16轴间（为2#井）与20-21轴间（为1#井），其中4、5轴间的竖井是利用1#汽车出口，15-16轴间的竖井是利用2#汽车出口，20-21轴间的竖井是单独设计的内净长6米宽5米，这样代替4#行人出入口，取消原设计的行人楼梯。

详细做法见设计交底（具体布置详见下施工布置附图）。

6.2工程的进度取决于建筑物所需材料的流量，人员的投入以及科学的管理，尤其是逆作工程。

暗挖土方的速度是工期的关键，工程所需材料的进入更是其配套的重中之重。

由于本工程地处繁华地段，场地利用率有限。

因此结合现场的实际情况，在2#井蓝海酒店东南角，相邻银座在建工程东北角的围栏，留设一个仓库与钢筋的存点和小型加工区、木工区。

施工布置附图

6.2考虑到竖井井架的结构，在每个井口的四角增加一个500×600的暗柱或构造柱，标高自顶板升至自然地面下0.2米，留置预埋400×500×10厚的钢板与井架焊牢（详见施工竖井平面图）。

6.3竖井其顶板上井的四周采用370红砖M10砂浆砌至自然地面上500mm作为挡土墙。

每个井的四周均做临时围墙，围墙四周与井口的位置为：

靠近主车道的一侧全部封闭，在南北两侧各留一个4米的大门分别是土方外运出口与砼、钢筋、模板下料口。

在竖井的西侧作为，工程内材料的临时下料存点与井架提升料斗的操作控制室。

7地下部分逆作施工

7.1墙体逆作

7.1.1在逆作恢复顶板构造前，先确定施工竖井，由于该工程建筑面积大工程量大，确定使用三个竖井作为暗挖土方及工程材料的垂直运输。

其中二个利用该建筑的车道入口一个利用行人出入口。

竖井的洞口尺寸不低于4米×5米留设。

7.1.2地下土方通过竖井分层进行，第一层沿外墙顶板以下，纵向长度5米，宽3.5米，深2.25米进行挖土，清刹肩、砖模、内衬塑料膜及砂浆等工作。

第二层土方直接挖至底板底标高，纵向长度4.5米宽度3米，同时要控制好外墙土模的垂直与平整度，挖修底板掌握好水平标高及平整（见图一）。

7.1.3土方完成随即进行底板垫层、绑扎钢筋与顶部墙体纹连接和绑扎。

验收合格后进行底脚砼的浇筑，墙体支模（见图二），浇筑墙体砼。

待强度达到70％以后，随即进行拆模清理墙体接茬。

然后进行下一段的相同方法循环掘进施工。

且每个井的墙体应分别向相反的两侧同时进行交叉作业。

即形成了交替挖土→清理土模→做找平层→绑扎钢筋→浇筑底脚→支模板→浇筑墙体砼→拆模板的一个流水线。

7.2墙、柱逆作

7.2.1当各个竖井内的外墙体完成一部分且以形成流水时，可进行主体内部土方暗挖及柱帽施工。

柱施工的原则是间隔挖，即隔一挖一，或隔二挖一。

挖至板底，做好土模，将底板的钢筋绑扎连接浇筑砼。

同时要做到挖一个浇筑一个，达到逆作法“短开挖，快衬砌，后续紧跟”的原则。

根据该工程的结构特征与实际情况，纵向位于B～C轴间开挖一条通道。

横向每间距三跨设一道做为外墙的开挖导洞，具体祥见后附图。

根据《人民防空工程施工及验收规范》（GB50134—2004）中有关规定，侧墙通道（即外墙）每次开挖进尺长度不超过5米；中间通道开挖顶板受力状态为简支板，开挖进尺长度可以不受限制，可连续开挖。

开挖总则每个竖井为一个单体开挖结构，先快速打开通道施工外墙，做到先墙后柱的施工要求，同时井与井之间连通保证气流畅通，另外对柱子的开挖要严格按制定好的开挖顺序进行。

7.2.2土方暗挖要分段、分层进行。

外墙施工通道断面底口宽2.5米，上口宽3.5米；中间施工通道底口宽3.0米，上口宽4.0米。

距顶板下皮2米高度处留设一步平台。

土方暗挖时根据土质情况做适当放坡，遇软弱土质及地下管线时加设挡土板及间断式水平支撑。

土方挖深分两层进行：

第一层从顶板下皮挖至—2米左右，工作为挖土、清刹肩、清理下返墙钢筋、修整侧墙外侧土模、清除模板及塑料布并留设一步平台；第二层挖至底板底皮标高处，工作为挖土、修整侧墙外侧土模、修整柱脚处及墙脚处土模。

土方开挖断面见图一、图二。

为保证结构安全，外墙施工通道每次进尺开挖时须待上一板墙砼强度达到设计强度等级75%后方可进行；柱施工遵照方案间隔开挖；待先施工的柱砼强度达到设计强度等级75%后方可进行相邻柱土方开挖。

施工过程中严禁超挖、不按照方案开挖等情况发生。

如局部使用机械挖土底部必须预留0.2米人工挖土，每个基础如遇下卧处、水池等部位必须人工挖土。

8施工要点

本工程为逆作全部现浇箱式结构，砼接茬较多，钢筋制作安装、接头量较大，施工过程中要做好各工种之间的协调配合组织工作，各工种交叉施工时，必须做到既要保证施工质量，又要减少施工等待。

8.1钢筋

8.1.1为有效地保护钢筋，防水砼迎水面钢筋保护层为40mm，绑扎钢筋时要留足保护层，不得有负偏差。

底板底层钢筋留设保护层时应以相同配合比的水泥砂浆垫块将钢筋垫起，严禁用钢筋垫钢筋。

底板上层钢筋应采用钢筋支承架设“马凳”。

（见下图）钢筋保护层尺寸控制是否准确及钢筋位置是否满足设计要求是创优检查的一项重点内容，也是存在问题较多和不易控制的问题。

在钢筋保护层控制及定位措施上，可采取下列办法进行控制。

①采取水泥砂浆垫块控制保护层厚度。

垫块分为板、墙两种。

根据设计要求保护层的不同,分别制作、加强养护。

②在钢筋骨架中设置梯子筋控制双排筋间距。

③底板、顶板钢筋保护层垫块：

由于底板砼较厚，经过多年工程实践试验，决定用与砼同强度的水泥砂浆垫块。

8.1.2顶、底板钢筋绑扎施工工艺流程

人工配合清理杂物→弹放底层钢筋位置及预埋预留位置→摆放绑扎底层钢筋→自检→互检→交接检→电工配管→自检、专检→绑扎焊马凳撑筋及上层钢筋→铺设马道→施工缝封挡→自检、专检→报监理隐检→交接检

8.1.3墙体钢筋绑扎施工工艺流程

由于逆作工程墙体均分段进行，其工艺流程基本为：

土模完成后即弹放位置线、模板50线、门窗洞口线→预检验线→检查调整立筋的位置→立筋直螺纹连接及钢筋焊接→自检、专检（合格则打上标记）→绑扎水平钢筋拉结筋→安装上部控制立筋位移的卡具→封挡施工缝钢丝网等→安装保护层垫块→自检→专职检验→报监理隐检→与模板施工人员办交接检，然后进行下一段施工。

8.14底板构造筋的接茬处理：

由于该工程的设计均为独立基础与条形基础，而且又是逆作分块形成，接茬甚多。

底板为构造板连接，基础配筋为单层，构造板为双层配筋，因此构造板的顶层配筋留茬时，须架立。

方案见右附图：

9模板

本工程为逆作外墙外侧为土模，内侧采用定型钢模拼装，木方或钢管单面直顶的加固方法，且间距不大于600mm。

主体施工阶段墙体砼选用钢模板与140#槽钢做龙骨，加100×100方与ф48×3.5钢管做支撑。

钢模，应平整，且拼缝严密不漏浆，部分墙体可采用木模板并应有足够的刚度、强度，吸水性小，防水砼结构施工时，胶合板应提前浇湿润，并将落在模板内的杂物清除干净，结构内部设置的钢筋及铁丝不得接触模板。

外墙模板固定严禁用铁丝与螺栓拉杆对穿，以免在砼内部造成引水通路。

模板及其支撑均应落在实处，不得有“虚”脚出现，安拆均设专人负责。

9.1下接墙钢筋及墙脚楼板筋安装完毕后，预先浇注墙脚处楼板砼，待砼强度达到1.2Mpa以上可以上人施工后即可进行下接墙模板的安装工作。

根据土方开挖长度、支模长度不超过4.5m下接墙外侧为土模，内侧采用组合式钢模板，16#槽钢作立档位于每块模板两端和中部，墙模板安装时，先在墙筋外侧钢筋上绑扎混凝土块保护层或焊接短钢筋以保证混凝土保护层厚度，然后根据下返墙内侧面吊线确定墙边线，根据边线立外侧模板，临时用支撑撑住，用线锤校正模板的垂直，再用横撑及斜撑固定。

刹肩处墙体仍然做450斜模板。

使砼能较好地与下返墙连接。

根据经验，在底脚按放预埋φ25钢筋，做为加固底部工字钢的加固措施。

顶部利用刹肩处的墙筋与工字钢采用8#线绑牢或用φ12钢筋与工字钢焊接的措施，同时对底脚部位增加10*10木方与内土壁间距0.7米一根顶牢，对内部底脚没有土壁支点时的特殊部位，支模时首先要将底脚浇筑的砼强度地到50%以上，再增加φ25预埋件。

同时在对应的底部楔木桩，间距0.7米使用顶木（见示图）。

9.2独立柱基与墙下条形基础是阶梯形，采用木模板的安装方法。

见下示图：

10混凝土工程

10.1由于逆作法工程的特殊性，墙体混凝土均得从墙顶直接下灰浇筑，每次浇筑高度不得超过2.5m，混凝土的一般填入墙内的深度约为500mm，即可用振动棒振捣，到刹肩时将入口处填满振捣，然后间隔30分钟再重复振捣一次。

具体浇筑方法见下图：

10.2逆作法砼工程均是分块形成，墙体每块长度不大于4米，每个柱均是独立形成，然后将构造板连接。

针对本工程的砼，计划准备全部采用商品砼，浇筑方法利用竖井井口及风井下料，使用溜槽，人工辅助运送。

对特殊部位利用在顶板砼施工时预留的洞口，直接运送，使用溜槽浇筑。

为加快施工进度，下接墙混凝土掺加早强剂。

砼浇筑采用分层浇筑方式，模板随浇筑随时支设。

为保证刹肩砼密实度，在刹肩支模处做一个450斜面，高出刹肩10cm（见右图）使之能有较好接触面。

并同时采用初凝前二次复振方法，消除砼沉降，待拆模后将其凿除。

10.4浇筑砼时，要做到：

“快插慢拨”。

快插是为了防止先将表面砼土振实而与下面砼发生分层、离析现象；慢拔是使砼能填实振动棒抽出时所造成的空洞。

在振捣过程中，宜将振动棒上下略为抽动，以使上下振捣均匀。

10.5砼分层灌筑时，每层砼厚度应不超过振动棒长的1.25倍；在振捣上一层时，应插入下层中5cm左右，以消除两层之间的接缝，同时在振捣上层砼时，要在下层砼初凝之前进行。

10.6每一插点要掌握好振捣时间，过短不易捣实，过长可能引起砼产生离析现象，对砼尤其要注意，一般每点振捣时间20～30S，使用高频振捣器时，最短不应少于10S，但应视砼表面呈水平不再显著下沉，不再出现气泡，表面泛出灰浆为准。

10.7振动器插点要均匀排列，可采用“行列式”或“交错式”的次序移动，不应混用，以免造成混乱而漏振。

每次移动位置的距离应不大于振动棒作用半径R的1.5倍。

一般振动棒的作用半径为30～40cm.

10.8施工缝

10.8.1施工缝的位置

由于逆作工程的特殊性，垂直施工缝均设在板下700mm处（刹肩），水平施工缝除顶板为整体现浇，其余墙、板的留设位置不受限制，一般为4米一段。

10.8.2施工缝的处理

（1）在已硬化的混凝土表面上继续浇筑混凝土之前，应清除施工缝内的杂物，水泥浆薄膜、表面松动的砂石和软弱的混凝土层，同时还加凿毛，用水冲洗干净并充分湿润，残留在混凝土表面的积水应予清除。

（2）注意施工缝位置附近回弯钢筋时，要做到钢筋周围的混凝土不受松动和损坏。

钢筋上的油污、水泥砂浆及浮锈等杂物也应清除。

（3）在浇筑前水平施工缝宜先铺上约50㎜厚的水泥砂浆一层，其配合比与混凝土内的砂浆成份相同。

（4）从施工缝处开始继续浇筑时，要注意避免直接靠近缝边下料。

机械振捣前，再向施工缝处逐渐推进下料，应加强对施工缝处的混凝土振实工作，使其紧密结合。

目前，地下逆作法已颁列入２００１年颁布的中华人民共和国国家标准建筑地基基础设规范。

推广应用逆作法，能够提高地下工程的安全性，可以大大节约工程造价，缩短施工工期，防止周围地基出现下沉，尤其在对主要路段的工程施工时候，能保证最短的工期内形成顶板，避免过多影响社会车辆的通行与行人的出行。

21世纪是信息经济迅猛发展，人类生存竞争非常激烈的时代，向地下方面进军，以解决土地紧张而引发的地价猛涨，交通堵塞等社会问题，所以逆作法是一种很有发展前途和值的推广深基坑支护技术。

参考文献:

王海云、吴向阳、王树波等17人行业标准《地下建筑工程逆作法技术规程》（JGJ165-2010）宣贯培训班哈尔滨市建设委员会3

刘宗仁、王士川《土木工程施工》2009第2版北京-高等教育出版社3

任建喜《地下建筑工程施工技术》2012年第1版西安-西北工业大学出版社49

杨越、刘宗仁《高层建筑施工》2014年第1版武汉-华中大学出版社