逆作法施工工艺

中国地质大学（武汉）远程与继续教育学院高层建筑施工课程作业1参考答案学习层次：专升本 涉及章节：概述 第 1 章一、概述高层建筑基础工程施工技术的发展。在基础工程方面，高层建筑多采用桩基础、筏式基础、箱形基础、或桩基与箱形基础的 复合基础。存在着深基坑支护、桩基施工、大体积混凝土浇筑、深层降水等施工问题。由于 深基坑的增多，支护技术发展很快，多采用钻孔灌注桩、地下连续墙、深层搅拌水泥土墙、 加筋水泥土墙和土钉墙等。计算理论和施工工艺有很大改进。支撑方式有传统的内部钢管（或 型钢）和混凝土支撑，亦有在坑外用土锚拉固。内部支撑形式也有多种，有对撑、角撑、桁 架式边撑和圆环式支撑等。土锚的钻孔、灌浆和预应力张拉工艺亦有很大提高。在地下连续 墙用于深基坑支护方面，还推广了“两墙合一”和逆作法技术，能有效的降低支护结构费用 和缩短施工工期。近年来土钉墙和复合土钉墙的推广在降低支护结构费用方面亦有显著效 果。在深基坑施工降低地下水位方面，已能利用轻型井点、喷射井点、真空深井泵和电渗井 点技术进行深层降水，而且在预防因降水而引起附近地面沉降方面亦有一些有效措施。桩基础方面，混凝土方桩、预应力混凝土管桩、钢桩等预制打人桩皆有应用，有的桩长 已达 70m 以上，但由于打桩设备和工艺的改善，亦能顺利打人。近年在推广预应力混凝土 管桩方面发展较快。在减少打桩对周围有害影响方面亦总结了一些经验，采用了一些有效措 施。近年来混凝土灌注桩有很大发展，还可施工直径3m、长104m或直径2. 5m、长110m 的灌注桩、成孔机械、成孔工艺和动力试验都有很大提高。而且还可提高混凝土灌注桩的承 载力和减少沉降，对于钻孔灌注桩发展了后压浆技术、挤扩多分支承力盘灌注桩和挤扩多支 盘灌注桩。在沉管灌注桩方面也发展了夯压成型（夯扩桩）灌注桩。而且还研究试用了全套管 法（贝诺特法）施工技术，使混凝土灌注桩桩身能相割，具有了防水能力，在支护结构排桩中 可取消防水帷幕。大体积混凝土裂缝控制的计算理论日益完善，为减少或避免产生温度裂缝，各地都采用 了一些有效措施。由于预拌混凝土和泵送技术的推广，大大提高了大体积混凝土浇筑速度， 上海世贸商城 24000m3 的基础底板 36h 即浇筑完毕。在测温技术和信息化施工方面亦积累 了不少经验。二、概述基坑工程的内容。基坑工程的内容包括：基坑十方开挖的施工工艺一般有两种： 放坡开挖 （无支护开挖 ）和在支护体系保 护下外挖 （有支护开挖 ）。前有既简单又经济，但需具备放坡开挖的条件，即基坑不 太深而且基坑平面之外有足够的空间供放坡之用。因此，在空旷地区或周围环境允 许放坡而又能保证边坡稳定条件下应优先选用。在城市中心建筑物稠密地区，往往不具备基坑放坡开挖的条件，此时就只能采 用在支护结构保护下垂直或基本垂直进行开挖。在有支护开挖的情况下，基坑工程一般包括下述内容：（1）基坑工程勘察；（2）基坑支护结构的设计和施工；（3）控制基坑地下水位；（4）基坑土方工程的开挖和运输；（5）基坑土方开挖过程中的工程监测；（6）基坑周围的环境保护。三、基坑支护结构方案选择的依据有哪些 ？ 基坑支护结构方案选择的依据有： 基坑开挖的深度、基坑的面积及形状。 地下室的层数及结构状况，如地下室层高、底板及中楼板的厚度、地下室墙 板的厚度、内墙分布状况等。 地下室所在场地的工程地质与水文地质，主要是土层分布、 各土层的含水量重度抗剪强度（C、值）、渗透系数、压缩模量、基床系数及地下水位等。 基坑周围环境，包括临近建（构）筑物、地下管线、其他恒荷载及活荷载。 挖土及降水方法及总的施工流向。 施工工期及工程造价。四、支撑 （拉锚 ）设置与拆除应遵循什么原则 ? 支撑（拉锚）设置与拆除应遵循的原则： 支撑及拉锚的拆除在基坑工程整个施工过程中是十分重要的工序，必须严格 按照设计要求的程序进行，应遵循“先换撑、后拆除”的原则，最上面一道支撑 拆除后支护墙一般处于悬臂状态，位移较大，应注意防止对周围环境带来不利影 响。钢支撑拆除通常用起重机并辅以人工进行，钢筋混凝土支撑则可用人工凿除 或爆破方法。在支撑拆除过程中，支护结构受力发生很大的变化，支撑拆除程序应考虑支 撑拆除后对整个支护结构不产生过大的受力突变，一般可遵循以下原则： 分区分段设置的支撑，也宜分区分段拆除。 整体支撑宜从中央向两边分段逐步拆除，这对最上一道支撑尤为重要， 它对减小悬臂段位移较为有利。 先分离支撑与围檩，再拆除支撑，最后拆除围檩五、地下连续墙有哪些特点？其适用于什么场合？ 地下连续墙主要有以下优点： 适用于各种土质。除岩溶地区和承压水头很高的砂砾层必须结合其他辅 助措施外，在其他各种土质中皆可应用地下连续墙。 可以在建筑物、构筑物密集地区施工。由于地下连续墙的墙体刚度大、 整体性好，因而结构变形和地基变形都较小，能够紧邻现有建筑物及地下管线开 挖深、大基坑，对沉降及变位较易控制。我国的实践经验是距离现有建筑物 1m 左右就可顺利进行地下连续墙施工。 施工时振动小、噪声低。这也是地下连续墙能够在城市建设工程中得到 飞速发展的重要原因之一，随着对限制“建筑公害”的呼声愈来愈高，这一优点 尤为突出。 防渗性能好。地下连续墙为整体连续结构，防渗性能较好。近年来随着 对地下连续墙接头构造的改进，又大大提高了其防渗性能，除特殊情况下，施工 时坑外不再需要降水。坑内降水是为了降低土壤含水量，便于机械施工。 可与“逆筑法”施工技术结合，加快施工进度，缩短工期。地下连续墙尽管有上述明显的优点，但也有它自身的缺点和尚待完善的方 面，这主要表现在： 弃土及废泥浆的处理问题。除增加工程费用外，如处理不当，会造成新 的环境污染。 地下连续墙若只是用作基坑的支护结构，则造价较高，不够经济。 现浇的地下连续墙的墙面不够光滑，如对墙面的光滑度要求较高，尚需 加工处理或另作衬壁。 需进一步研究提高地下连续墙墙身接缝处抗渗、抗漏能力；提高施工精 度和墙身垂直度的方法和措施。一般来说，地下连续墙在深基坑工程中的适用范围归纳起来有以下几个方 面： 在软土地区适用于开挖深度超过 10m 的深基坑。 在建筑物、地下设施密集地区且环境保护要求较高时施工深基坑。 用于逆筑法施工的基坑支护结构与建筑物主体结构相结合的“两墙合一”。六、论述“逆筑法”的工艺原理及其特点。高层建筑多层地下室传统的施工方法，是放坡大开挖或用支护结构支护后垂直 开挖，挖至设计标高后浇筑钢筋混凝土底板， 再由下而上逐层施工各层地 下室结构， 待地下结构完成后再进行地上结构施工。“逆筑法”的施工程序与传统的施工方法正相反。其工艺原理是：先沿建筑物 周围施工地下连续墙， 在建筑物内部按柱网轴线施工少量中间支承拄 （办称中柱桩 ） 然后进行地下首层的梁板楼面结构施工。完成后同时施工地下、地上结构、待地下 室大底板完成后，再进行复合柱、复合墙的施工。但在地下室浇筑钢筋混凝土底板 之前，地面上的上部结构允许施工的层数要经计算确定。“逆筑法”施工，根据以地面一层楼面结构下挖土是封闭还是敞开，分为“封闭式逆筑法”和“明暗结合式逆筑法”。前者可以地面上、下结构同时进行施工； 后者上部结构不能与地下结构同时进行施工。“逆筑法”施工主要有以下特点： 利用地下连续墙及中间支承柱作为“逆筑法”施工期间承受地上、地下结构 荷载及施工荷载的构件；利用地下室楼板作为地下连续墙支护的支撑。其中地下连 续墙的深度、厚度和中间支承柱的深度和柱径需经过设计计算确定。 ”逆筑法”挖土采用地下室曾层楼板结构完成后，然后挖楼板底下的土，挖 至下一层楼板标高后，浇筑该层楼板结构，然后再挖该层楼板下的土，再浇筑楼板， 如此直至地下室大底扳完成。“逆筑法”开挖土方采用人力开挖、 坑底水平运土，然后由设置在基坑两端的取土口专用设备，将挖出的土方提升、装 车、外运。 地下室楼板采用出模（或者用模板浇筑），用土模时挖土至标高后做出混凝 土垫层，在梁模的搁支点上用砂浆找平，直接待梁模搁置在砂浆找平层上，挖土、 混凝土垫层、砂浆找平，必须按要求严格控制误差。采用“逆筑法”施工，由于地下室可与地上结构同时施工，因此，可使工程的 总工期缩短；由于利用地下室的梁板楼面结构作为地下连续墙的内部支撑，因而基 坑变形小，相邻建筑物的沉降小；与传统方法比较，“逆筑法”施工基础底板较易 满足抗浮要求，使底板设计趋向合理；由于节省了支护结钩的支撑，还大大降低了施工费用。“逆筑法”施工的缺陷是由于自上而下施工，上面已覆盖，使下面的施 工作业条件较差，需采用一些特殊的施工技术，保证施工质量的要求更加严格。七、简述提高水泥土桩挡墙支护能力的措施。深层搅拌水泥土桩挡墙属重力式支护结构，主要由抗倾覆、抗滑移和抗剪强度 控制截面和入土深度。目前这种支护的体积都较大，为此可采取下列措施，通过精 心设计来提高其支护能力：(1) 卸荷如条件允许可将基坑顶部的土挖去一部分，以减小主动土压力；(2) 加筋可在新搅拌的水泥土桩内压入竹筋等，有助于提高其稳定性。但加筋与水泥土 的共同作用问题有待研究；(3) 起拱 将水泥土桩挡墙做成拱形，在拱脚处设钻孔灌注桩，可大大提高支护能力，减 小挡墙的截面。对于边长大的基坑，于边长中部适当起拱以减少变形。目前这种形 式的水泥土桩挡培 已在工程中应用；(4) 挡墙变厚度 对于矩形基坑，由于边角效应，在角部的主动土压力有所减小。为此于角部可 将水泥土桩挡墙的厚度适当减薄，以节约投资。八、深基坑土方开挖的注意事项有哪些？深基坑土方开挖的注意事项：1土方开挖顺序、方法必须与支护结构设计工况一致，并遵循“开槽支撑， 先撑后挖，分层开挖，严禁超挖”的原则。2防止深基坑挖土后土体回弹变形过大 深基坑土体开挖后，地基卸载，土体中压力减少，土的弹性效应将使基坑底面 产生一定的回弹变形 (隆起)。回弹变形量的大小与土的种类、是否浸水、基坑深度、 基坑面积、暴露时间及挖土顺序等因素有关。如基坑积水，黏性土因吸水使土的体 积增加，不但抗剪强度降低，回弹变形亦增大，所以对于软土地基更应注意土体的 回弹变形。回弹变形过大将加大建筑物的后期沉降。由于影响回弹变形的因素比较复杂，回弹变形计算尚难准确。如基坑不积水， 暴露时间不太长，可认为土的体积在不变的条件下产生回弹变形，即相当于瞬时弹 性变形，可把挖去的土重作为负荷载按分层总和法计算回弹变形。施工中减少基坑回弹变形的有效措施，是设法减少土体中有效应力的变化，减 少暴露时间，并防止地基土浸水。因此，在基坑开挖过程中和开挖后，均应保证井 点降水正常进行，并在挖至设计标高后，尽快浇筑垫层和底板。必要时，可对基础 结构下部土层进行加固。3防止边坡失稳深基础的土方开挖，要根据地质条件 (特别是打桩之后 )、基础埋深、基坑暴露 时间挖土及运土机械、堆土等情况，拟定合理的施工方案。4防止桩位移和倾斜 打桩完毕后基坑开挖，应制订合理的施工顺序和技术措施，防止桩的位移和倾 斜。 对先打桩后挖土的工程，由于打桩的挤土和动力波的作用，使原处于静平衡 状态的地基土遭到破坏。对砂土甚至会形成砂土液化，地下水大量上升到地表面， 原来的地基强度遭到破坏。对粘性土由于形成很大的挤压应力，孔隙水压力升高， 形成超静孔隙水压力，土的抗剪强度明显降低。如果打桩后紧接着开挖基坑，由于 开挖时的应力释放，再加上挖土高差形成一侧卸荷的侧向推力，土体易产生一定的 水平位移，使先打设的桩易产生水平位移。软土地区施工，这种事故已屡有发生， 值得重视。为此，在群桩基础的桩打设后，宜停留一定时间，并用降水设置预抽地 下水，待土中由于打桩积聚的应力有所释放，孔隙水压力有所降低，被扰动的土体 重新固结后，再开挖基坑土方。而且土方的开挖宜均匀、分层，尽量减少开挖时的 土压力差，以保证桩位正确和边坡稳定。5配合深基坑支护结构施工 深基坑的支护结构，随着挖土加深侧压力加大，变形增大，周围地面沉降亦加 大。及时加设支撑 （土锚 ），尤其是施加预紧力的支撑，对减少变形和沉降有很大的 作用。为此，在制订基坑挖土方案时，一定要配合支撑 （土锚 ）加设的需要，分层进 行挖土，避免片面只考虑挖土方便而妨碍支撑的及时加设，造成有害影响。