逆作法施工技术Word格式文档下载.docx
《逆作法施工技术Word格式文档下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《逆作法施工技术Word格式文档下载.docx（54页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
（1）可使建筑物上部结构的施工和地下基础结构施工平行立体作业，在建筑规模大、上下层次多时，大约可节省工时1/3。
（2）受力良好合理，围护结构变形量小，因而对邻近建筑的影响亦小。
（3）施工可少受风雨影响，且土方开挖可较少或基本不占总工期。
4）最大限度利用地下空间，扩大地下室建筑面积。
（5）一层结构平面可作为工作平台，不必另外架设开挖工作平台与内撑，这样大幅度削减了支撑和工作平台等大型临时设施，减少了施工费用。
（6）由于开挖和施工的交错进行，逆作结构的自身荷载由立柱直接承担并传递至地基，减少了大开挖时卸载对持力层的影响，降低了基坑内地基回弹量。
（7）逆作法存在的不足，如逆作法支撑位置受地下室层高的限制，无法调整高度，如遇较大层高的地下室，有时需另设临时水平支撑或加大围护墙的断面及配筋。
由于挖土是在顶部封闭状态下进行，基坑中还分布有一定数量的中间支承柱和降水用井点管，目前尚缺乏小型、灵活、高效的小型挖土机械,使挖土的难度增大。
但这些技术问题相信很快会得到解决。
5.经济效益
采用逆作法，一般地下室外墙与基坑围护墙采用两墙合一的形式，一方面省去了单独设立的围护墙，另一方面可在工程用地范围内最大限度扩大地下室面积，增加有效使用面积。
此外，围护墙的支撑体系由地下室楼盖结构代替，省去大量支撑费用。
而且楼盖结构即支撑体系，还可以解决特殊平面形状建筑或局部楼盖缺失所带来的布置支撑的困难，并是受力更加合理。
由于上述原因，再加上总工期的缩短，因而在软土地区对于具有多层地下室的高层建筑，采用逆作法施工具有明显的经济效益。
一般可节省地下结构总造价的25%~35%。
6.环境效益
（１）噪音方面：
由于逆作法在施工地下室时是采用先表层楼面整体浇筑，再向下挖土施工，故其在施工中的噪音因表层楼面的阻隔而大大降低，从而避免了因夜间施工噪音问题而延误工期。
（２）扬尘方面：
通常的地基处理采取开敞开挖手段，产生了大量的建筑灰尘，从而影响了城市的形象；
采用逆作法施工，由于其施工作业在封闭的地表下，可以最大限度的减少扬尘。
7.社会效益
（１）交通方面：
由于逆作法的采取表层支撑，底部施工的作业方法，故在城市交通土建中大有用武之地，它可以在地面道路继续通车的情况下，进行道路地下作业，从而避免了因堵车绕道而产生的损失。
（２）采用了逆作法，＋0.00层平板结构先完成，可以利用结构本身作内支撑。
由于结构本身的侧向刚度是无限大的，且压缩变形值相对围护桩的变形要求来讲几乎等于零。
因此，可以从根本上解决支护桩的侧向变形，从而使周围环境不至出现因变形值过大而导致路面沉陷、基础下沉等问题，保证了周围建筑物的安全。
（３）采用逆作法施工，地下连续墙与土体之间粘结力和摩擦力不仅可利用来承受垂直荷载，而且还可充分利用它承受水平风力和地震作用所产生建筑物底部巨大水平剪力和倾覆力矩，从而大大提高了抗震效应。
我国是个地震多发区，对地震的防治是必不可少的，从建筑业角度来说，采用适宜的施工工艺便可将地震带来的危害降低到最小，逆作法施工便具有这样的优点，所以在深基坑支护中大量运用逆作法具有广泛的社会效益。
8.国内应用及前景
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，是一种很有发展前途和推广价值的深基坑支护技术，在辽宁、上海、广州这类地区应用逆作法施工高层建筑深基坑较多。
较典型的有上海特种基础工程研究所办公楼，位于上海西南角徐家汇天钥桥路。
该建筑物地下2层，地上5层，底板埋置深度为-7.30m。
为了探索基础结构与上部结构同时施工，以期缩短施工总工期，大楼采用了逆作法施工技术并取得了成功。
又如，由上海第二建筑工程公司施工的恒积大厦工程以逆作法施工地下4层、地上22层，基坑深17m,施工仅用了5个月，整个工期明显加快，并减少支撑费用400万元，周边管线沉降仅为15mm,四周道路及民房位移均在5mm以内，取得了显著的经济效益和社会效益。
由此在上海地区掀起了一股逆作法热，其后相继有明天广场、京沙住业大厦等数十项工程采用逆作法施工。
目前，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计规范；
各地也陆续公布了地下室逆作法施工工法（YJGF02-96）和（YJGF07-98），由此可说明逆作法施工已日趋成熟，其在深基坑支护中的前景乐观。
如果说上个世纪是逆作法起步时期，紧接着在全国范围内迅速发展和大量应用之后，如今它正处于技术成熟期，将会有更大发展的全盛时期。
钻孔咬合桩施工技术
施工工艺及检验验收标准
一、钻孔咬合桩施工技术
二、超缓凝混凝土的施工控制
三、国产MZ系列套管钻机简介
四、机具设备及劳力配置
五、质量控制及验收标准
（一）、质量控制
（二）、验收标准
参考文献：
1、《市政桥梁工程施工及验收规程》（上海市标准
DBJ08-228-97）
2、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）
3、《公路工程质量检验评定标准》（JTJ071-98）
4、《上海市中环线邯郸路地道工程围护结构设计》（铁道部第四勘察设计院2003年7月）
1、工艺原理
钻孔咬合桩，即采用机械钻孔施工，桩与桩之间相互咬合排列的一种基坑围护结构。
桩的排列方式有两种，一种为一个素砼桩（A桩）和一个钢筋砼桩（B桩）间隔，如图一（a）；
另一种排列方式为一个钢筋笼为矩形的砼桩（A桩）和一个钢筋笼为圆形的砼桩（B桩）间隔布置，如图一（b）。
两种排列方式在施工时均先施工A桩，后施工B桩，A桩砼采用超缓凝型砼，要求必须在A桩砼初凝之前完成B桩的施工，B桩施工时，利用套管钻机的切割能力切割掉相邻A桩相交部分的砼，则实现了咬合。
如
图二所示。
2、工艺流程及操行要点
2．1导墙的施工
为了提高钻孔咬合桩孔口的定位精度并提高就位效率，应在桩顶上部施作砼或钢筋砼导墙，这是钻孔咬合桩施工的第一步。
具体步骤：
○1平整场地：
清除地表杂物，填平碾压地面管线迁移的沟槽。
○2测放桩位：
根据设计图纸提供的坐标按外放100mm（为抵消咬合桩在基坑开挖时在外侧土压力作用下向内位移和变形而造成的基坑结构净空减小变化）计算排桩中心线坐标，采用全站仪根据地面导线控制点进行实地放样，并作好护桩，作为导墙施工的控制中线。
报甲方、监理复核。
○3导墙沟槽开挖：
在桩位放样线符合要求后即可进行沟槽的开挖，采用人工开挖施工。
开挖结束后，立即将中心线引入沟槽下，以控制底模及模板施工，确保导墙中心线的正确无误。
○4钢筋绑扎：
沟槽开挖结束后绑扎导墙钢筋，导墙钢筋设计用Ф12螺纹钢，施工时单层双向布置，钢筋间距按200×
200排列，水平钢筋置于内侧，钢筋施工结束并经“三检”合格后，填写隐蔽工程验收单，报甲方、监理验收，经验收合格后方可进行下道工序施工。
○5模板施工：
模板采用自制整体钢模，导墙预留定位孔模板直径为套管直径扩大2cm。
模板加固采用钢管支撑，支撑间距不大于1米，确保加固牢固，严防跑模，并保证轴线和净空的准确，砼浇注前先检查模板的垂直度和中线以及净距是否符合要求，经“三检”合格后报甲方、监理通过方可进行砼浇注。
○6砼浇注施工：
砼浇注采用人工与反铲配合，砼浇注时两边对称交替进行，严防走模。
如发生走模，应立即停止砼的浇注，重新加固模板，并纠到设计位置后，方可式振捣器，振捣间距为600mm
左右，防止振捣不均，同时也要防止在一处过振而发生走模现象。
2．2单桩的施工工艺流程
（1）钻机就位：
等导墙有足够的强度后，拆除模板，重新定位放样排桩中心位置，将点位反到导墙顶面上，作为钻机定位控制点。
移动套管钻机至正确位置，使套管钻机抱管器中心对应定位在导墙孔位中心。
（2）取土成孔：
在桩机就位后，吊装第一节管在桩机钳口中，找正桩管垂直度后，磨桩下压桩管，压入深度约为2.5—1.5m，然后用抓斗从套管内取土，一边抓土、一边继续下压套管，始终保持套管底口超前于开挖面的深度≮2.5m。
第一节套管全部压入土中后（地面以上要留1.2—1.5m，以便于接管），检测垂直度，如不合格则进行纠偏调整，如合格则安装第二节套管继续下压取土……，如此继续，直至达到设计孔底标高。
（3）吊放钢筋笼：
如为钢筋砼桩，成孔检测合格后进行安放钢筋笼工作，安装钢筋笼时应采取有效措施保证钢筋笼标高的正确。
（4）灌注混凝土：
如孔内有水时需采用水下砼灌注法施工，如孔内无水时则采用干孔灌注法施工，此时应加强振捣。
（5）拔管成桩：
一边浇注砼一边拔管，应注意始终保持套管底低于砼面≮2.5m。
咬合桩单桩施工工艺流程如图三所示：
图三
单桩施工工艺流程图
2．3排桩的施工工艺流程
总的施工原则是先施工A桩，后施工B桩，其施工工艺流程是：
A1—A2—B1—A3—B2—A4—B3……，如图四所示：
3、关键技术
3.1孔口定位误差的控制
为了保证钻孔咬合桩底部有足够的厚度的咬合量,应对其孔口的定位误差进行严格的控制,孔口定位误差的允许值可按表-1来进行选择。
孔口定位误差允许值
表-1
桩
长
咬合厚度10m以下10~15m15m以上
100mm±
10±
10
150mm±
15±
200mm±
20±
为了有效的提高孔口的定位精度，应在钻孔咬合桩桩顶以上设置砼或钢筋砼导墙，导墙上定位孔的直径宜比桩径大20mm，如图五所示。
钻机就位后，将第一节套管插入定位孔并检查调整，使套管周围与定位孔之间的空隙保持均匀。
3.2桩的垂直度的控制
为了保证钻孔咬合桩底部有足够厚度的咬合量，除对其孔口定位误差严格控制外，还应对其垂直度进行严格的控制，根据我国《地下铁道工程施工及验收规范》规定，桩的垂直度标准为3‰。
成孔过程中要控制好桩的垂直度，必须抓好以下三个环节的工作。
（1）套管的顺直度检查和校正
钻孔咬合桩施工前在平整地面上进行套管顺直度的检查和校正，首先检查和校正单节套管的顺直度，然后将按照桩长配置的套管全部连接起来进行整根套管（15～25m）的顺直度偏差宜小于10mm。
检测方法：
于地面上测放出两条相互平行的直线，将套管置于两条直线之间，然后用线锤和直尺进行检测。
（2）成孔过程中桩的垂直度监测和检查
①地面监测：
在地面选择两个相互垂直的方向采用经纬仪或线锤监测地面以上部分的套管的垂直度，发现偏差随时纠正。
这项检测在每根桩的成孔过程中应自始自终坚持，不能中断。
②孔内检查：
每节套管压完后安装下一节套管之前，都要停下来用测斜仪或“测环”进行孔内垂直度检查，不合格时需进行纠偏，直至合格才能进行下一节套管施工。
具体细节见“钻孔咬合桩垂直度检测方法”
（3）纠偏
成孔过程中如发现垂直度偏差过大，必须及时进行纠偏调整，纠偏的常用方法有以下三种：
①利用钻机油缸进行纠偏：
如果偏差不大于或套管入土不深（5m以下），可直接利用钻机的两个顶升油缸和两个推拉油缸调节套管的垂直度，即可达到纠偏如果A桩在入土5m以下发生较大偏移，可先利用钻机油缸直接纠偏，如达不到要求，可向套管内填砂或粘土，一边填土一边拔起套管，直至将套管提升到上一次检查合格的地方，然后调直套管，检查其垂直度合格后再重新下压。
③B桩的纠偏：
B桩的纠偏方法与A桩基本相同，其不同之处是不能向套管内填土而应填入与A桩相同的砼，否则有可能在桩间留下土夹层，从而影响排桩的防水效果。
3.3钻孔咬合桩咬合厚度的确定
相邻桩之间的咬合厚度d根据桩长来选取，桩越短咬合厚度小（但最小不宜小于100mm），桩越长咬合厚度越大，按下式进行计算：
d－2（kl+q）≥50mm
（即保证桩底的最小咬合厚度不小于50mm）
式中
l——桩长
k——桩的垂直度
q——孔口定位误差容许值
d——钻孔咬合桩的设计咬合厚度
3.5如何克服“管涌”
如图六所示，在B桩成孔过程中，由于A桩砼未凝固，还处于流动状态，A桩砼有可能从A、B桩相交处涌入B桩孔内，称之为“管涌”，克服“管涌”有以下几个方法：
①
A桩砼的坍落度应尽量小一些，不宜超过18cm，以便于降低砼的流动性。
②
套管底口应始终保持前于开挖面一定距离，以便于造成一段“瓶颈”，阻止砼的流动，如果钻机能力许可，这个距离越大越好，但至少不应小于2.5m。
③如有必要（如遇地下障碍物套管底无法超前时）可向套管内注入一定量的水，使其保持一定的反压力来平衡A桩砼的压力。
阻止“管涌”的发生。
④
B桩成孔过程中应注意观察相邻两侧A桩砼顶面，如发现A桩砼下陷应立即停止B桩开挖，并一边将套管尽量下压。
一边向B桩内填土或注水，直到完全制止住“管涌”为止。
3.6遇地下障碍物的处理方法
总的来说，套管钻机施工过程中如遇地下障碍物处理起来都比较困难，特别是施工钻孔咬合桩还要受时间的限制，因此在进行钻孔咬合桩施工前必须对地质情况十分清楚，否则会导致工程失败。
对一些比较小的障碍物，如卵石层、体积较小的孤石等，可以先抽干套管内积水，然后再吊放作业人员下去将其清除即可。
3.7克服钢筋笼上浮的方法
由于套管内壁与钢筋笼外缘之间的空隙较小，因此在上拔套管的时候，钢筋笼将有可能被套管带着一起上浮。
其预防措施主要是：
B桩砼的骨料粒径应尽量小一些，不宜大于20mm。
②在钢筋笼底部焊上一块比钢筋笼直径略小的薄钢板以增加其抗浮能力。
3.8分段施工接头的处理方法
往往一台钻机施工无法满足工程进度，需要多台钻机分段施工，这就存在在先施工段的接头问题。
采用砂桩是一个比较好的方法，如图七所示。
在施工段与段的端头设置一个砂桩（成孔后用砂灌满），待后施工段到此接头时挖出砂灌上砼即可。
3.9钻进入岩的处理方法
如前所述,钻孔咬合桩仅适用于软土地质，但施工中遇到局部小范围区域少量桩入岩情况，可采用“二阶段成孔法”进行处理：
第一阶段，不论A桩还是B桩，先钻进取土至岩面，然后卸下抓斗改换冲击锤，从套管内用冲击锤冲钻至桩底设计标高，成孔后向套管内填土，一边填土一边拔出套管，即第一阶段所成的孔用土填满；
第二阶段，按钻孔咬合桩正常施工方法施工。
3.10事故桩的处理方法
在钻孔咬合桩施工过程中，因A桩超缓混凝土的质量不稳定出现早凝现象或机械设备故障等原因，造成钻孔咬合桩的施工未能按正常要求进行而形成事故桩，事故桩的处理主要分以下几种情况：
①背桩补强
如图八所示，B1桩成孔施工时，其两侧A1、A2桩的砼均已凝固，在这种情况下，则放弃B1桩的施工，调整桩序继续后面咬合桩的施工，以后在B1桩外侧增加三根咬合桩及两根旋喷桩作为补强、防水处理。
在基坑开挖过程中将A1和A2桩之间的夹土清除喷上砼即可。
②预留咬合企口
如图九所示，在B1桩成孔施工中发现A1桩砼已有早凝倾向但还未完全凝固时，此时为避免继续按正常顺序施工造成事故桩，可及时在A1桩右侧施工一砂桩以预留出咬合企口，待调整完成后再继续后面桩的施工。
二、超缓凝砼的施工控制
钻孔咬合桩施工工艺所需的特殊材料是超缓凝砼（因为其缓凝时间特别长，所以称为超缓凝砼），这种砼主要用于A桩，其作用是延长A桩砼的初凝时间，以达到其够在A桩砼初凝之前完成，这样便给套管钻机切割A桩创造了条件，由此可以看出超缓凝砼是钻孔咬合桩施工工艺成败的关键。
1、超缓凝砼的技术参数
为了满足钻孔咬合桩的施工工艺的需要，超缓凝砼必须达到以下技术参数的要求。
①A桩砼缓凝时间≥60小时，其确定的方法如下：
a
测定时间
单桩成桩所需时间t应根据工程具体情况和所选钻机的类型在现场作成桩试验来测定。
试验结果t为12~15小时，取上限值t=15小时。
b确定A桩混凝土缓凝时间T
根据下式计算A桩砼的缓凝时间，可根据下式进行计算。
T=3t+K
式中：
T——A桩混凝土的缓凝时间（初凝时间）
K——储备时间，一般取1.0t
t——单桩成桩所需时间
②混凝土坍落度：
16~18cm
确定原则：
a水下混凝土灌注的需要
b满足防止“管涌”措施的需要，
C为防止“管涌”，砼坍落度d随时间t的损失曲线应尽量陡一些，即d损失的快一些。
③砼的3天强度值R3d不大于3Mpa。
其作用是：
在施工过程中遇到意外情况（如设备故障等）拖延了时间，以致于在A桩混凝土终凝后才施工B桩，这时，由于砼早期强度不高，使A桩咬合部分混凝土处理起来方便。
④最终强度
满足设计要求（本工程设计为C30）
⑤超缓凝砼技术参数表
强度等级坍落度初凝时间3天强度
满足设计要求16~18cm≥60h≤3Mpa
2、超缓凝混凝土生产、使用
①生产
在确定混凝土相关参数后，委托砼供应商进行混凝土的配比设计和生产。
由于钻孔咬合桩施工工艺的特殊性，要求超缓混凝土的缓凝期必须稳定，不能波动，否则将有可能给工程带来很大的损失，因此要求砼供应商设置专用生产线来生产超缓混凝土，其所用的设备、人员、原材料都相对固定，以减少出错的机会，确保混凝土的质量。
②使用
四、机具、设备及劳力配置
1、机具、设备配置表
主要机具设备配置表
序号机具设备名称型号及规格用途
1液压摇动式套管钻机国产MZ系列（配30T以上履带吊车）钻孔咬合桩成孔、砼灌注
2钢筋切割机GQ40钢筋加工
3钢筋弯曲机GW40钢筋加工
4钢筋对焊机UN100钢筋加工
5电焊机BX-500、AX-300钢筋加工
6反铲挖掘机SK60土石方清运、挖装
7自卸汽车土石方外弃
8空气压缩机VY-12/7清孔及障碍物破除
9装载机ZL-50材料\土石方等转运
10履带吊车或汽吊20T以上钢筋笼转运及安装
11潜水泵2.2KW抽排水
12清洗机PX-40B清洗上路车辆
13导管或串筒自制砼灌注
14插入式振捣器
15侧斜仪或“测环”检测桩孔垂直度
16
2、劳动力组织
根据工程的特点及施工匠要求设置组织机构，配备劳动定员，明确岗位职责，主要劳动力组织见下表（表中人数按一台钻机一个班施工考虑）：
劳动力组织表
序号工种人数主要工作内容
1施工技术人员2施工技术指导、质量记录
2机长1指挥钻机运转、人员调度
3钻机操作
4
5
6
7
8
9
钢筋笼制作要求
（a）钢筋笼制作前应清除钢筋表面污垢、锈蚀，钢筋下料时应准确控制下料长度。
（b）钢筋笼采用环形、矩形模制作，制作场地保持平整。
（c）钢筋笼焊接选用E50焊条，焊缝宽度不应小于0.7d，厚度不小于0.3d。
（d）钢筋笼焊接过程中，应即时清渣，钢筋笼两端的加强箍与主筋应全部点焊，必须焊接牢固，其余部分按设计要求进行焊接。
（e）钢筋笼主筋连接根据设计要求，采用单面焊接，
焊缝长度≥10D，且同一截面接头数≤50％错开。
（f）在每只钢筋笼上、下各设置一道钢筋定位控制件，每道沿圆周布置3只。
保护层厚度为50mm。
（g）成型的钢筋笼应平卧堆放在平整干净的地面上，堆放层数不应超过2层。
○2钢筋笼安放
A
钢筋笼安放标高，由套管顶端处的标高来计算，安放时必须保证桩顶的设计标高，允许误差为±
100mm。
B
钢筋笼下放时，应对准孔位中心，采用正、反旋转慢慢地逐步下放，放至设计标高后立即固定。
C
钢筋笼安装入孔时和上下节笼进行对接施焊时，钢筋笼保持垂直状态，对接钢筋笼时两边对称施焊。
D
孔口对接钢筋笼完毕后，进行中间验收，合格后方可继续下笼进行下一节笼安装。
E
为防止钢筋笼在浇注混凝土时上浮，在钢筋笼底部焊上一块比钢筋笼直径略小的薄钢板以增加其抗浮能力。
2.2.2
主要施工工艺
导墙的结构形式如下图所示：
⑵钻机就位：
后，吊装第一节管在桩机钳口中，找正桩管垂直度后，磨桩下压桩管，压入深度约为2.5—1.5m，然后用抓斗从套管内取土，一边抓土、一边继续下压套管，始终保持套管底口超前于开挖面的深度≮2.5m。
在钻孔完成后，清除孔底浮土，对孔深、桩孔垂直度进行检查，报监理工程师复检合格后进行下道工序施工。
⑷吊放钢筋笼：
○1钢筋笼制作要求
（d）钢筋笼焊接过
升级会员 