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1、逆作法在某工程设计中的应用摘要：逆作法是近年来广泛应用于建筑深基坑施工中的一种新兴施工工艺，它能够很好的解决基坑施工工期长、对周边环境影响大、支护费用高等问题。但逆作法与顺做法相比，增加了施工难度、提高了施工质量控制要求；同时，对设计提出了“梁柱节点处理”、“主体结构与支护结构的连接”、“结合施工工序进行设计”等重点、难点问题。结合逆作法与顺做法施工的特点，通过工程实例，本文简要介绍了逆作法与顺做法相结合的部分逆作法在工程实践中的应用，探索了逆作法关键技术问题的处理措施。关键词：逆作法 节点处理1.工程概况 本工程位于南坪青龙路、南湖路交界处。地上四层，地下三层；总建筑面积约6.8万。 拟建建
2、筑北侧、东侧由市政道路所环绕，南侧紧邻已建玲珑小区，西侧为荒地，按设计地下室地坪标高整平后，将形成高约11m18m的建筑基坑切坡。 根据地勘报告，场地东侧、南侧现状地坪下3040米深度范围为新近填土(堆填时间7年左右)，而拟建建筑紧邻市政道路、已建小区(水平距离约3米)，不具备放坡条件，基坑顶部变形对周边道路、建筑等影响较大，按常规的边坡支护方式(土钉墙、锚杆挡墙等)均不适用。因此，结合工程地质、周边环境、施工工艺等因素，采用排桩支护、部分逆作法施工来解决基坑开挖问题。 针对本工程的特点，对逆作法中的“梁柱节点”、“主体结构与支护结构的连接”等进行了专门设计，使结构节点简单、适用、有效。 2.
3、逆作法概述 2.1逆作法的技术特点 逆作法的施工工序是施工完基坑的支护结构后，直接施工地下室顶板，然后再从上往下逐层施工地下各层结构。与传统的顺做法相比，采用逆作法施工，有以下特点：(1)基坑变形小，对邻近建筑及道路管线影响小；(2)基坑支护结构以地下室主体结构为水平支撑，即可代替顺做法的水平支撑又使结构受力合理；(3)上部结构与地下室可同时施工，大大节约了施工工期；(4)明显的经济效益，采用逆作法施工，将支护结构与地下室外墙合一，可以节约总的外维护结构土建成本、模板成本、土方开挖回填成本、工期成本等。但逆作法与顺做法相比，大大增加了施工难度：(1)对竖向构件垂直度要求高；(2)竖向构件内预留
4、预埋精度要求高；(3)梁柱节点处理难度大；（4）对混凝土构件成型质量要求高；(5)地下室顶板以下部分，操作空间小，土石方平场难度大。 部分逆作法是指利用基坑内暂时保留的局部土方及主体结构楼盖对支护结构形成水平支撑，基坑支护一侧一定范围采用逆作法施工，其余范围采用顺做法施工。 部分逆作法既采用了逆作法解决深基坑支护的难题，又大范围的采用顺做法克服逆作法结构施工难度的难题，在工程中得到越来越多的应用。 2.2逆作法中的节点连接设计 无论对施工还是设计，梁柱(中柱桩)、主体结构与支护结构等节点连接在逆作法中均是一个重点和难点问题，节点连接结构设计需满足下述要求： (1)既满足结构永久受荷状态下的设计
5、要求，又要满足施工状态下的受荷要求。 (2)节点形式和构造必须在工艺上满足现有的工艺手段与施工能力。 (3)不影响建筑物的使用功能，如不能占用过大空间等。 根据以上要求，工程实践中有如下的一些常用节点连接方式： (1) H型钢（钢管混凝土）(中柱桩与梁连接节点 主要有钻孔钢筋连接法和传力钢板法。 (2) 中柱桩与梁的预埋钢套管法 施工中柱桩时，在梁标高处预埋20mm厚钢板焊成的钢套管(与桩主筋焊接)，待逆作法施工梁时，再焊接传力钢板和锚筋，利用锚筋与梁钢筋进行可靠连接。 (3) 支护结构或中柱桩与水平构件的预埋连接钢筋法 在施工支护结构或中柱桩时，在水平构件标高处预埋连接钢筋，并加以弯折，待逆
6、作法施工水平构件时，将预埋连接钢筋再反弯扳直到位，与水平构件受力钢筋连接。 (4) 支护结构或中柱桩与梁的预埋连接钢板法 在施工支护结构或中柱桩时，在梁标高处预埋钢板，待逆作法施工水平构件时，将水平构件受力钢筋与预埋钢板焊接。 (5) 支护结构或中柱桩与梁的预埋剪力连接件法 在施工支护结构或中柱桩时，在梁标高处预埋剪力连接钢筋，并加以弯折。待逆作法施工水平构件时，将预埋连接钢筋再反弯扳直到位，然后浇筑于梁内。 (6) 支护结构与水平构件的齿形连接接头法 在施工支护结构时，在水平构件标高处固定带剪力槽的钢板和预埋连接钢筋，待逆作法施工水平构件时，将预埋连接钢筋与水平构件受力钢筋焊接，水平构件混凝
7、土浇筑后形成齿槽接头。 (7) 支护结构或中柱桩与梁的预埋接驳器连接接头法 在施工支护结构或中柱桩时，在梁标高处预埋接驳器连接接头，中部预埋钢牛腿，待逆作法施工梁时，用接驳器与梁内受力钢筋连接。 (8)中柱桩与梁的加腋处理法 加腋处理法是梁的受力钢筋在钢筋绑扎时尽量从加腋范围连续绕过中柱桩的一种处理方法。 (9)中柱桩与梁采用环梁连接法 在施工中柱桩时，在梁标高处预埋20mm厚钢板焊成的钢套管(与桩主筋焊接)，待逆作法施工梁时，再在钢套管外焊接抗剪钢板，沿节点一圈做环梁，梁钢筋直接锚入环梁内，通过环梁传递弯矩。 3.逆作法关键技术问题在本工程设计中的处理 结合工程特点和各种施工顺序方法的优劣，
8、本工程采用排桩支护及部分逆作法设计、施工，既可以解决深基坑支护难题，又便于施工、节约成本、缩短工期。 结合逆作法中节点连接的传力可靠性、施工工艺复杂程度、施工质量可靠性，对节点连接及施工工序进行了专门的设计。 3.1逆作法施工工序要求 逆作法的设计，主体结构、支护结构的加载工况与施工工序密切相关，因此施工工序必须严格按照设计意图进行安排，本工程施工工序安排详图一。 第一步：施工支护桩第二步：第一施工平场，待排桩达到设计强度后，进行第二次施工平场 第三步：按顺做法施工图示范围主体结构 第四步：顺做法主体按后浇带要求封闭后回填G轴外的坑槽 第五步：第三次土石方平场(图中阴影部分土体挖除) 第六步：
9、施工剩余部分负二层梁板 第七步：剩余土石方平场，其余项目的施工 图一(施工工序简图) 3.2逆作法支护结构的设计 支护排桩应根据第3.1节所示施工工序，按“m法”分别进行以下工况加载及加支撑进行包络设计： (1)开挖负一层一层土体；(2)一层、负一层加水平支撑；(3)开挖负二层负一层土体；(4)负二层加水平支撑；(5)开挖负三层负二层土体。 由于为新近填土，因此排桩以基岩为持力层。从负三层地坪至基岩有1020米深，从经济性考虑，排桩根据弯矩包络图、剪力包络图进行分段配筋。 3.3逆作法梁柱节点的设计 本工程地下为公交车停车库，荷载及跨度较大，梁端弯矩及剪力也比较大，相应的梁端配筋较多，考虑到梁
10、柱节点处传力的可靠性、施工工艺复杂程度、施工质量可靠性，逆作法梁柱节点采用环梁连接法。 节点处通过环梁传递弯矩，抗剪钢板传递剪力，但是，环梁传递弯矩的设计尚无规范可循，为了保证安全，另外在梁柱节点处梁上加腋，将梁大部分纵筋通过腋在节点处连续拉通，有效传递弯矩，以减轻环梁传递弯矩负担，施工既方便，又能确保结构安全；为了保证钢套管与中柱桩的有效传力，钢套管内侧设22的栓钉。节点大样详图三。 图三(梁柱节点大样图) 3.4逆作法中主体结构与支护结构连接的设计 主体结构与支护结构的连接形式直接影响支护结构水平支撑条件，支护结构的受力变形又反过来会影响主体结构的受力；因此主体结构与支护结构的连接方式必须
11、根据主体结构、支护结构在各工况包络下最有利的水平支撑条件进行综合设计。 根据对支护结构的分析，将支护结构顶部与主体结构按水平单方向支撑对主体结构最有利；其余楼层支护结构与主体结构连为整体，有利于支护结构与主体结构形成整体，保证负一层作为嵌固层的嵌固作用。 4.结语 本工程通过采用排桩支护、部分逆作法施工，既不影响周边道路的正常通行，也避免了深基坑的支护难题，较好的解决了基坑开挖的稳定、安全问题；同时，采用排桩支护、部分逆作法施工节约了经济成本，也缩短了施工工期。 本工程对部分逆作法中的“梁柱节点”、“主体结构与支护结构的连接”等难点问题进行了专门设计，为部分逆作法在工程实践中的应用进行了有益探索。 由于现阶段对逆作法中部分节点处理暂无可执行的规范、标准，部分节点设计仍以概念设计为主，因此，需对节点受力状态、设计计算方法等做进一步的研究。 参考文献： 1.谢剑彬 【临时维护环境下的半逆作法在超大基坑中的应用研究】同济大学硕士学位论文2007.01.01 2.谢小松 【大型深基坑逆作法施工关键技术研究机结构分析】同济大学博士学位论文2007.06.01 3.孙洋波 【软土地区深基坑工作逆作法数值分析及实测研究】同济大学博士学位论文2006.08 4.曹少卫 【高层建筑逆作法施工技术研究】西南交通大学硕士学位论文 2007.04.01