基坑工程内支撑结构施工

土方开挖的顺序、方法必须遵循“开槽限时支撑、先撑后
挖、分层分段、留土护壁、严禁超挖”的原则
5.3 支撑结构的施工
工程实例：
上海香港广场北拱基坑工程：位于淮 海路，基坑面积约5800平方米，距地铁一 号线下行区间隔约8-9m，开挖深度约 12.55m，围护采用厚800，深约23.66m 地下连续墙，支撑为3道钢支撑 （2φ609×16），加50%的预应力。
工程名称
恒积大厦 明天广场
京沙住业 大厦
11% 12% 10%
90 150 120
5.4 逆作法施工工法

逆作法的发展概况
在国外的发展 在国内的发展
5.4 逆作法施工工法

逆作法在国外的发展
1935年首次应用于日本 1950年地下连续墙工法 60年代机械化施工 70年代立柱被用作永久柱
建筑地下室、地铁车站、地下变电所、及 旧建筑地下室扩建等多个领域。
广泛应用于大平面、大深度及周边环境要求严
格的工程 机械化程度较高 广泛采用信息化施工 具有明显的地域特点
5.4 逆作法施工工法
晴海岛商住楼平面图
198.180m
X 栋
61.980m 68.670m 61.530m
Y 栋 Z 栋 地上44F
5.3 支撑结构的施工
5.3 支撑结构的施工
施工工艺参数：


1）在基坑中间部分采取盆式开挖至该层支撑底面标高; 2) 安装后该范围内设钢支撑； 3）基坑周边土按如图顺序，分块、对称地开挖和支撑。每层 每块土的机械开挖底面，控制在钢支撑顶面，以便开挖下一层 土挖机始终在钢支撑两侧原状土上行驶； 4）每两块对称的土堤开挖后，即在暴露的两处对面的地下墙 上装两幅钢围檩和带八字撑的支撑，以与基坑中间已安装的一 根支撑相连接； 5）支撑安装完毕后，施加预压力至设计轴力50%； 6）每两块土堤的开挖及支撑安装要在24h内完成。
底部结构示意图 （c） 孔口定位器 （d）

逆作方法的灵活多样

逆 作 法 施 工 工 法

全逆作法 （广州粤海进出口公司综合楼 半逆作法 半开敞逆作法 顺逆结合逆作法
大开挖至-3.7m 捣北板带混凝土 中 筒 中 筒
中筒顺作，周边楼板逆作施工示意图
（20））
捣其他板带混凝土，中筒挖土
半开敞式逆作法分为利用主体结构框架 半逆作法（又称盖挖法）是指施工过程 全逆作法指施工好分界楼板 顺逆结合可以使顺作法和逆作法发挥各 梁作支撑向下施工与中间大开口半逆作 中从分界楼板层底向下开挖，由上而下 （±0.00板、地下1层楼板（B1 自的优势。目前采用过的两种形式有： 法两类。当结构体系是框架结构时，利 逐层进行地下结构施工，而不向上进行 板）、或地下2层楼板（B2板）） 中筒顺作，周边楼体逆作，如广州粤海 用主体结构的框架梁作为开挖施工的支 上部结构的施工。半逆作法特别适用于 后，向下开挖，进行地下结构的施 进出口公司综合楼、深圳庐山大厦等； 撑，施工工艺流程与顺作法无太大差异。 顶板行车、行人或堆场有要求的工程， 工，同时向上进行上部结构的施工。 主楼顺作，裙房逆作，如上海明天广场、 如市政中的地铁工程、城市绿地工程、 全逆作法是最能体现逆作法优点的 深圳地王大厦等。 地下广场工程。 施工方法，也是我国在高层建筑逆 作法施工中用得最多的施工方法。
角撑 围檩
对撑
连系杆
立柱
立柱桩
5.3 支撑结构的施工
支撑组成成分 1）围檩的刚度对整个支撑刚度影
响很大； 2）支撑杆由于自重及施工荷载要 求，为一压弯杆件； 3）立柱用型钢或钢格构柱在钢立 柱与混凝土底板的连接处下要设止 水带，止水带通常用钢板满焊； 4）立柱可以借用工程桩，也可单 独设计用于支承立柱。
短撑
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
楼板
后浇带
底板
垫层
5.4 逆作法施工工法

传统的基坑施工方法是敞开式顺作法
问题：
基坑施工占总工期的四分之一，甚至
三分之一 内支撑只作为临时结构 有时难以满足地面交通或商业的要求
5.4 逆作法施工工法
逆作法施工，是将常规的地下结构施工方
法（顺作法）的次序颠倒过来，待施工完 基坑围护结构及将工程桩接升到地面的中 间支撑柱后，直接施工地下结构的顶板或 先开挖坑内土体至基坑一定深度再进行地 下结构的顶板、中间柱的施工，然后再依 次逐层向下进行向地面以下的挖土和各层 楼板的建造，直至底板施工。在顶板施工 完毕以后，施工地下结构的同时，可进行 地上结构的施工。
地铁车站
5.4 逆作法施工工法
1
监测预警值 监测对象 监测项目 比较对象 1次预警值 水平变位 水压、土 压力 应力 弯矩 立柱
周边构筑物、 周边地层
2次预警值 —— ——
设计允许值 设计侧压力 允许应力 允许弯矩
允许压缩轴力
100% 100%
地下连续 墙
80%
100%
轴力
沉降、倾斜、 水平位移
与构筑物业主或相应管理部门协 商确定
5.4 逆作法施工工法

逆作法的特点： 减少工程造价； 缩短施工工
期； 施工对周围环境影响小
上海已完成的三个逆作法工程经济效益统计表
节省 投资 总额 缩短 工期 （天） 管线累计最 大水平/垂 直位移 （mm） 14.6/17 18.4/24.9 23.5/16.5 地下墙累计 最大水平位 移（mm） 33 19 37.5 相邻柱累计 最大差异沉 降（mm） 13.7 8.5 7
1
1 5 3
1 5 3 5
1 5 7
2
6 4 4
（a）一柱一桩
（b）一柱多桩
（c）一柱多桩
（d）临时柱桩
结构柱 钢立柱 结构梁
柱
结构梁
临时承台
钢立柱 预留柱主筋 临时承台
在地下水位较深的地区，立柱安装的垂直度 控制并不困难，因此应尽可能提高立柱安装 钢管砼柱安装初偏心对极限承载力的影响 精度，如广州四建制定的地下室逆作法施工 工法（YJGF07-98）规定中间逆作柱每层的垂 1 直度偏差不应大于柱长的1/1000，平面位置 0.95 偏差不大于 5mm。在地下水位较高的地区，如 0.9 上海，立柱安装是在水下进行，垂直度较难 0.85 控制，过分强调立柱的垂直度往往会影响到 施工进度，而且对立柱的承载力提高意义不 0.8 大。上海二建制定的高层建筑多层地下室结 0.75 1/100 1/200 1/300 1/400 YJGF02-96 1/500 1/600 1/700 1/800 1/900 1/1000 构逆作法施工工法（ ）规定中柱的 控制垂直度为1/300，平面偏差为50mm。
第五章 基坑工程施工
§5.1 概述 §5.2 地下连续墙施工工法 §5.3 支撑结构的施工 §5.4 逆作法施工工法
5.3 支撑结构的施工
5.3.1 支撑结构种类和结构形式 1、按其材料分：钢管支撑、型钢支撑、
钢筋混凝土支撑，钢和钢筋混凝土的组合 支撑
5.3 支撑结构的施工

上海机场城市航站楼逆作法施工工序
格构柱 地 下 连 续 墙
施工地下墙， 格构柱
逆 作 法 施 工 工 法
工程桩
（a）施工地下连续墙；施工坑内土体加固；施工工程桩、格构柱
-7.00m
格构柱 地 下 连 续 墙
盆式开挖 到-7.0m
工程桩
（b）首层进行盆式挖土，挖土时随浇捣混凝土垫层
固定吊
专用抓斗
施工B0板
5.3 支撑结构的施工
三、考虑时空效应的土方开挖
选择基坑分层、分步、对称、平衡、限时开挖，并确定各
工序的时限在施工组织设计中定出如下的施工参数： Ni---开挖分层的层数； ni----每层分部的数量； TCI----分部开挖的时间限制； TsI---分部开挖后完成支撑的时间限制； Ni----支撑预加轴力（采用钢支撑时） B、h----紧靠挡土墙的支承土堤每步开挖的宽度和高度； Tr------开挖卸载后无支撑暴露时间。
沉降 地铁隧道 水平变位 影响计算值 70% 100%

逆作法施工呈现明显的地域特点
我国地域辽阔，按地质情况基本可分为：深 钢立柱水下安装就位示意图 天安门地铁站半逆作法主要施工步骤 基岩的软土地区，包括上海、杭州、福州、 天津等城市，以上海为典型；浅基岩的软土 钢柱 三角架 钢管柱 地区，包括广州、深圳、厦门、南京等城市， 井字架 基础小隧道 梁式基础 以广州为典型；粘土、砂土地区，以砂卵石 填充砂 或砂砾作持力层，包括北京、青岛、石家庄、 定位锥尖 （a） （b） 钢管立柱 沈阳、哈尔滨、重庆等城市，以北京为代表。 路面 中间钢隔板 B1F 定位杯座 B2F 持力层的不同导致围护结构、立柱桩施工方 十字加劲钢板 B3F 法等方面存在明显的差异，使逆作法施工在 钢管桩 填充砂浆 各城市间呈现较明显的地域特点。 底板
公团工区
60.930m
Y 栋
154.8m
地上39层
组合2工区
地上33F
组合1工区
组合2工区
会所
68.460m
A
X 栋 公团工区
Z 栋 组合1工区
A
31.0m
公团工区
运河 道路边界线 地下连续墙 GL -41.5m
A-A断面图
（a）地下部分平面图
（b）断面图
5.4 逆作法施工工法
山王帕科达大厦逆作法机械挖土示意图
5.3 支撑结构的施工
施工步骤：
一、支撑结构的安装 二、考虑时空效应的土方开挖 三、支撑的拆除
5.3 支撑结构的施工
5.3.2 支撑结构的施工 一、支撑结构的安装与拆除顺序
应同基坑支护结构的设计工况相一致
5.3 支撑结构的施工
二、支撑的安装 1、在基坑竖向的平面内，土方施工应严格遵守 分层开挖、先支撑后开挖的原则
中 筒 捣中筒底板墙体混凝土 捣中筒中板混凝土 ±0.00楼面混凝土捣固 +1.0 负二层挖土，上部继续施工 捣底板、负二层墙体混凝土，上部 继续施工
关 键逆 技作 术法 的施 分工 析

立柱设计与施工特点
立柱承受上部荷载的支承方式
立柱施工偏心的影响 立柱与立柱桩的连接处理

地下连续墙防渗施工要点 梁柱节点施工 逆作条件下模板施工工艺
5.3 支撑结构的施工
支撑结构的施工要求 1）相邻支撑之间水平距离应满足土方工程施工要求，
通常不小于4m，当采用机械挖土时，不宜小于8m。 2）上、下各层水平支撑的轴线应尽量布置在同一竖向 的平面内，竖向相邻支撑的净距不宜小于3m，当采用 机械下坑开挖及运输不宜小于4m。 3）当为多层支撑时，最下一层支撑的标高在不影响主 体结构底板施工条件下，应尽可能降低。
支撑排架 地 下 连 续 墙
格构柱
工程桩
（c）施工B0板，局部洞口加撑，安装取土架
固定吊
专用抓斗
格构柱
地 下 连 续 墙
对称开挖 盆边土
工程桩
逆 作 法 施 工 工 法
（d）施工上部一层结构，同时对称抽条开挖盆边土
固定吊
专用抓斗
施工B1板
地 下 连 续 墙
格构柱
工程桩
（e）施工B1板
固定吊
格构柱 专用抓斗 地 下 连 续 墙
钢板
钢板 开槽架设支撑示意图
钢板
5.3 支撑结构的施工
2 钢支撑预加压力 目的：可以较有效的进行基坑变形的主动控


制。 1） 在支撑安装完毕后，经检查确认各节点连接 状况符合要求后方可施加预压力。 2）预压力的施加宜在支撑两端同步对称进行。 3）预压力应分级施加重复进行、一般情况下， 预压力为50%~80%支撑设计轴力。 4）预压力加至设计要求额定值后，应检查各连 接点，待额定压力稳定后予以锁定。 5）支撑端部八字撑可在主支撑施加压力后安装。

5.4 逆作法施工工法

逆作法在国内的发展



1955年首次在哈尔滨地下人防工程 中应用 1985年首次在上海采用全逆作法施 工 1993年首次在上海应用于地铁车站 1997年首次在天津应用于市政工程 1999年首次在上海应用于钢结构工 程
5.4 逆作法施工工法
发展趋势：覆盖了高层建筑地下室、多层
钢支撑安装时间不超过24h，钢筋混凝土支撑安装时间不
超过48h。
5.3 支撑结构的施工
四、支撑的拆除（主体结构换
撑）
1、主体结构的楼板或底板混凝土强

度达到设计强度的80%以上才可拆除 支撑； 2、主体结构与围护墙之间应设置可 靠的换撑传力构造。 1）一般填砂，但在变形严格要求高 的地区慎用； 2）设后浇带； 3）设短撑。
盆式开挖 到-10.7m
工程桩
（f）盆式挖土至-10.7m，同时施工上部二层结构
格构柱
逆 作 法 施 工 工 法
底板
地 下 连 续 墙
施工大底 板
工程桩
（g）施工大底板，拆除取土架
格构柱 后包柱
置换筒体 后包柱
底板
地 下 连 续 墙
施工后包柱、 剪力墙
工程桩
（h）施工地下后包柱、剪力墙、上部结构继续向上施工
2、按受力形式分


1) 单跨压杆式支撑 2）多跨压杆式支撑 3）对撑式双向多跨 压杆式支撑 单跨压杆式支撑 4）钢筋混凝土的水 平封闭式框架支撑
多跨压杆式支撑
对撑式双向多跨压杆式支撑
钢筋混凝土的水平封闭式框架支撑
5.3 支撑结构的施工
二、支撑组
成成分和施 工要求 1、支撑结 构体系: 围 檩, 水平支 撑，立柱， 立柱桩