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本文仅阐述某工程采用全逆向施工法的“一柱一桩”施工的结构设计及施工中的一些重点难点。
反向方法简介
什么是逆向施工法：逆向施工法是采用全部或部分地下主体结构作为支护结构，按照地下结构自上而下施工，与基坑开挖交替进行的施工方法。
其原理是自上而下逐层建造高层建筑的地下结构，即在建筑物地下室周围构筑连续墙或密桩，作为地下室外墙或基坑的围护结构。同时，在建筑物内部的相关位置，将桩支撑在施工层中部，形成逆向竖向承重系统。然后从上到下挖一层土，用土模浇筑一层地下室梁板结构。当达到一定强度时，可作为围护结构。内部水平支撑满足继续施工的安全要求。
同时，由于地下室顶板结构的完成也为上部结构的施工创造了条件，因此地上结构的施工也可以同时逐层进行。
逆向方法分类：
地下各层钢筋混凝土肋形楼板对周边结构形成水平支撑。楼板混凝土整体浇筑，然后在其下方挖土，通过楼板预留孔向外输送土体，向下输送建筑材料。
地下各层钢筋混凝土肋形楼板中预先浇筑的交叉格子肋梁，形成围护结构的框架式水平支撑。土方开挖完成后，再次浇筑肋形楼板。
利用基坑周围局部临时保留的土方，对周围防护结构形成水平阻力，抵消部分侧压力引起的位移。
该方法主要针对周边建筑物。它采用分层逆向施工，而不是一次性完成整体施工。分层反建的围护结构采用土钉墙。
本项目逆向结构概述
2.1.垂直支撑系统
本项目反施工阶段竖向支撑体系采用“一柱一桩”结构形式，即反施工阶段在每个结构柱处设置钢柱和柱桩，钢柱插入柱桩基础中。形成垂直支撑系统，承受相应区域的荷载。
本工程钢柱为钢管混凝土柱，柱桩为旋挖混凝土灌注桩。
钢柱分为临时支撑钢管柱、纯钢管混凝土柱和组合柱（钢管混凝土柱包裹钢筋混凝土，与钢管柱一起形成永久组合柱）三类。
其中临时支撑钢管柱5根，纯钢管混凝土柱22根，叠合柱42根。
2.2.水平支撑系统
逆向施工阶段，水平支撑体系是由结构梁、板、围桩通过腰梁形成的整体水平支撑体系。轿厢坡道、楼板预留开口和后浇带均采用钢支撑加固。
2.3.水平结构与垂直支撑的连接
本工程钢柱为钢管混凝土柱。由于钢管柱为实心腹板结构，钢筋无法穿过，梁柱节点加工困难。本工程梁柱连接节点采用环梁节点和钢环板连接板节点两种连接方式。
环梁节点是在钢管柱周围设置一圈高刚度的钢筋混凝土环梁，形成刚性节点区域。刚性节点区域的整体功用于承受和传递梁端弯矩和剪力。这种连接方式是在环内。梁与钢管柱通过环筋、环板连接为一体，框架梁主筋锚固于环梁内。其结构如下：
纯钢管混凝土柱及圈梁节点BIM设计图
在结构梁筋、底筋标高处设有环形钢环板连接板，并焊接在钢管柱上。环板上设有与梁纵向配筋方向相对应的钢牛腿。梁的筋和底筋分别与钢牛腿焊接，形成梁柱连接节点。
钢环板连接板及梁柱节点BIM设计图
2.4.柱与基础底板的连接设计
钢柱底板设有止水组件，防止地下水渗漏。本工程采用钢柱底板中部周围封闭环形钢板作为止水构件，满足底板的防水要求。
2.5.钢柱与柱桩的连接设计
在逆向施工阶段，所有竖向荷载均由一柱一桩承担，支撑柱最终将所有竖向荷载传递至柱桩上。因此，支撑柱与柱桩之间必须有足够的连接强度，以保证一柱一桩承受竖向荷载。可靠的负载传输。
一方面，钢柱埋入柱桩的深度要足够，一般为3～4m，最后通过计算确定；另一方面，钢柱与柱桩之间应有可靠的抗剪措施。
钢管混凝土柱的柱端截面较大，柱端的力传递是钢管混凝土柱与柱桩之间的主要力传递路径。
为了进一步增加钢管柱的传力面积，设计在底板范围内的钢管柱外缘采用环板和加劲肋。为了增加钢管混凝土柱与柱桩之间的粘结力和锚固强度，在钢管外表面设置足够数量的螺柱。
钢管混凝土柱与灌注桩预埋连接示例
2.6。反向工作面钢管柱与上部混凝土柱连接设计
反向工作面钢管柱与上部混凝土柱通过圈梁、柱帽等过渡节点连接。本工程根据钢柱和上部混凝土柱类型的不同，分为五种连接节点类型。详情如下：
施工中的重点难点（部分）
3.1.地下防水
1、本工程地下室采用全封闭防水设计，防水设防等级为一级，结构自防水混凝土抗渗等级为P6-P10。
2、由于地下室外墙与支撑桩距离仅200mm，不具备设置外部防水的条件。只能采用结构自防水和内部防水，地下室地面卷材防水不能在外墙封闭钢结构立柱地基，造成地下室高压。 ，地下室这里容易漏水。
3、地下室外墙厚度为400-500mm。包括地下室墙体与支撑桩之间的间隙，外墙实际浇筑厚度达到600-700mm。支撑桩表面的互锁部的凹陷与桩体的凸出部形成凹凸不平的接触面。地下室外墙混凝土结构在收缩变形过程中受到连锁桩的限制，产生较大的应力。当应力达到一定程度时，就会导致地下室倒塌。外墙出现垂直裂缝。另外，支撑桩本身存在渗漏，地下室外墙渗漏风险较高。
4、逆向施工法是先施工梁、板，再施工墙柱。因此，墙柱施工缝处的混凝土不易密实，容易形成渗漏点，造成墙体大面积渗漏。
对策：
1、施工地下室外墙时，应优先使用低水化热水泥，以降低水化热水平，减少混凝土温度裂缝。控制混凝土浇筑速度，尽量在前期释放大量的水化热，平衡水化热释放曲线。采用钢模板支撑系统，避免因使用拉力螺栓而导致混凝土渗漏的风险。防水施工前需对混凝土裂缝、蜂窝等进行检查，对缺陷进行加固后方可开始施工。
2、材料及半成品必须有合格证或材料证明及检验报告，经甲方及监理人员核实确认后方可使用。不合格产品不得在工程中投入使用。
3、严格的质量检验和验收。各组在自检和互检的基础上进行交接检查。前一道工序失败，绝不允许进入下一道工序。
4、施工开始前，施工负责人应组织现场操作人员进行技术和进度说明会，确保现场操作人员清楚了解工程作业情况和进展情况。
5、施工应严格按照操作规程和技术方案进行，施工过程中出现的技术问题应及时处理。
6、所有参加本项目的施工人员必须经过技术培训。操作人员必须持证上岗。无证人员不得上岗。
必须进行此项施工。
7、外墙混凝土浇筑前钢结构立柱地基，施工缝处应预先安装止水钢板。腰梁底部不能安装止水钢板。
板上安装两条遇水膨胀止水条，并预先预留注浆管。
8、衬墙施工前，全面检查外墙防水质量，渗漏部位一定要采取灌浆等措施。
为了堵塞泄漏，应在检查一段时间后建造衬里墙，以确保不泄漏。
3.2.一柱一桩
1、柱桩，一般上部为柱，下部为桩。逆向施工法中，在底板密封前作为支撑，承受结构自重和施工荷载。底板浇注后与底板连成一体，作为结构的一部分，将上部结构及其承受的荷载传递给基础。一般适用于跨度较大的基坑。
2、立柱桩的作用是保证水平支撑的纵向稳定性，加强支撑系统的空间刚度，承受水平支撑的竖向荷载。要求自身刚度好，垂直位移小。
3、逆向施工法，在整个逆向施工阶段，所有竖向荷载均通过一柱一桩支撑系统向下传递。同时，大部分钢管柱将作为永久垂直承重构件。因此，一柱一桩的施工定位和垂直度要求极高。一桩一柱不仅起到桩和未来地下室柱的承重作用，而且是基坑施工过程中重要的承重结构。其垂直度和桩基质量要求高于一般工程桩基。一桩一柱施工关键控制主要体现在：孔垂直度控制、钢管柱固定安装、钢管柱竖向调整等方面。设计要求钢柱垂直度控制在≤1/500以内，钻孔桩垂直度控制在国家标准1/100以内。
4、据了解，国内尚无成熟且完全可靠的一柱一桩纠偏工艺。一旦一柱一桩施工出现较大偏差，后期偏差将无法得到有效纠正。因此，只能通过增大柱截面来解决挠度问题。 ，不仅造成建筑垃圾，而且改变构件尺寸，直接影响建筑物的使用功能，还会留下结构安全隐患。因此，钢柱施工的垂直度控制成为整个工程的关键工序。
1、为保证桩的准确位置和垂直度，应重点控制：施工地面的平整度和强度，以满足各种施工机械的载荷，从桩的定位、钻机平台的安装和钻头的垂直度等方面进行控制。从框架滑轮到测量，从斜管和竖向调整框架的安装、计算机数据的分析判断、钢管柱竖向调整的每一个过程都必须认真审核。每个流程从开始到结束都必须至少审查两次。
2、混凝土浇筑过程中，严禁管道、施工机械碰撞垂直调整架及钢管。混凝土浇筑完毕后，必须待混凝土最终凝固后才能拆除竖向调整架，以防止钢管柱移位。钢管柱的偏差很难纠正。作为基坑及后续地下室结构的主要承重构件，其偏差控制必须满足设计要求。
3、采用先进的激光测斜仪监测系统。该方法可以在高程平差过程中提供实时平差数据，有利于高程平差施工。
