齐圣
上海城市空间建筑设计有限公司，上海 200092
摘要：上海虹桥国际进口商品展示中心展品仓库4#项目，基础地下室采用逆作法施工，采用支承钢立柱和立柱桩作为竖向承重构件，主体结构永久柱部位的支承立柱分为角钢格构柱和钢管混凝土柱，在梁柱节点内设置钢环板，确保型钢结构梁柱节点的抗震性能满足设计要求。本文就逆作法施工地下室结构设计要点进行了分析。
关键词：逆作法；型钢结构；设计要点
1.研究地下室逆作法结构设计的背景
地下室结构作为工程施工工程中较为基础的一个结构，随着现代工程技术的不断发展，更多新型的施工技术被应用到地下室结构施工建设过程当中，并且在其中发挥着非常积极的作用，比如逆作法施工技术。经过多年的发展，逆作法施工也越来越广泛。现阶段建筑更多是以高层建筑为主，因此，做好其相应的施工工作对于提升整个建筑工程整体质量有着非常积极的意义。通常来说，在其实际的高层建筑施工建设过程中，常用的施工工序为顺施工，即先做桩基及维护工程，然后在做地下室工程，最后做地上工程。随着现代建筑技术的不断进步与发展，逆作法也被广泛的应用到实际的工程施工建设过程中，并且在缩短工期、降低工程成本、提升工程经济效益及社会效益方面发挥着非常积极的意义。
2.工程概况及逆作法概述
2.1工程概况
该工程为地下3层，地上3层（其中1层、2层、3层均局部带有夹层），地下采用钢筋砼框架结构，地上采用钢框架+中心支撑结构体系；底层层高10.50米，二、三层层高8.7米，结构高度为28.1米，标准柱网9x9米、18x18米。地下三层区域基坑面积约为15206m，基坑总延长为526m,基坑开挖深度为16.4m。北侧坡道区域地下一层，开挖深度0~6.85m，坡道基坑在大面积基坑施工完成后实施。
2.2逆作法概述
简单来说，逆作法指的就是在建筑地下结构施工过程中，按照自上而下的方式逐层施工的一种新型的建筑施工方法。现阶段较为常用的逆作法有全逆作法、半逆作法、部分逆作法以及分层逆作法等等。通常来讲，逆作法具有受力合理、降低外界环境干扰、节约工时、最大限度对地下空间进行应用等特点。随着现阶段这一技术的日益成熟，现阶段，逆作法也被广泛的应用到建筑工程施工建设过程当中。
采用“逆筑法”施工，是利用逐层浇筑的地下室结构作为周围支护结构地下连续墙的内部支撑。由于地下室结构与临时支撑相比刚度大得多，所以地下连续墙在侧压力作用下的变形就小得多。此外，由于中间支承柱的存在使底板增加了支点，浇筑后的底板成为多跨连续板结构，与无中间支承柱的情况相比跨度减小，从而使底板的隆起也减少。因此，“逆筑法”施工能减少基坑变形，使相邻的建（构）筑物、道路和地下管线等的沉降减少，在施工期间可保证其正常使用。
对于逆作法而言，其主要的施工方式就是通过沿地下室结构四周进行连续墙或者密排桩施工，然后以此来作为地下室外墙或者建筑基础围护结构，同时，在建筑物内部相关位置内，进行中间支撑桩施工，并将其与地下室结构四周连续墙或者密排桩协作形成一种逆作的竖向承重体系，随后开展相应的施工操作，在施工过程中，按照从上而下的顺序进行土方开挖，并在开挖过程中进行地下室梁板结构浇筑，这样可以将其作为围护结构的水平支撑，对于保证施工安全要求产生着非常积极的影响。通常来讲，逆作法适用于所有基础结构应用灌注桩的高层建筑地下室结构。
对于逆作法施工而言，要想真正的将其应用其中，设计环节是其中非常重要的一个环节，只有根据具体的工程类型，准确的对地下室结构设计要点进行把握，才能有效的保证逆作法工程施工的整体质量。
3.工程关键技术及设计要点分析
3.1地连墙等代桩
本工程采用逆作法施工，围护桩采用“两墙合一”地下连续墙，墙厚1000mm，并设置?850@600三轴水泥土搅拌桩进行槽壁加固。北侧为复合墙，其他各侧为单一墙。逆作阶段利用地下结构梁板作为水平支撑。在地上结构的土建部分完成后，逆作开挖地下室。开挖过程中在结构梁板未形成前，随挖随浇捣各层结构施工素砼垫层，作为临时水平支撑，垫层厚度不应小于150mm厚，同时需满足作为结构施工用排架的基础要求。
在逆作施工阶段，采用支承钢立柱和立柱桩作为竖向承重构件，主体结构永久柱部位的支承立柱分为角钢格构柱和钢管混凝土柱。使用阶段在钢立柱外包混凝土形成永久框架柱。
本工程利用地下结构梁板作为施工阶段的水平支撑体系，逆作施工阶段在主体结构永久坡道及楼梯等竖向构件位置留设开口，并设置钢筋混凝土临时支撑或临时封板，与结构梁板共同形成水平支撑体系。桩承载力，考虑主体结构正常使用状态和逆作法施工状态两种工况。主体结构正常使用状态下，抗浮工况起控制作用。逆作法施工时，基坑处于降水状态，抗压起控制作用，考虑上部结构自重和施工活荷载。逆作法施工时，周边梁板，以及临时围护支撑，均支撑在地墙上。地墙不仅作为挡土围护构件，而且也不可避免承担了一部分竖向荷载。地墙与工程桩共同协调承担上部荷载。
周边地下连续墙，厚1米，基础板下长度22米，墙下均注浆加固。桩端持力层5-3土层。柱跨为9米，取每4.5米为一单位长度等代为一根桩，桩长度和地墙一致。计算时不考虑端承力，未考虑注浆提高，仅考虑基础板下墙两侧的摩阻力。
3.2梁柱节点方案
逆作法方案采用圆管柱作为立柱桩，为满足梁柱节点处钢筋与柱端部的连接满足规范要求，梁柱节点处均设置钢筋混凝土环梁，梁主筋进人环梁并满足锚固长度即可。
钢筋施工流程:
1、Ｈ型钢燥接—钢环板辉接—抗剪钢筋、角铁焊接—梁主筋绑扎、焊接—柱竖向钢筋 插筋。
2、钢筋弯起设置：考虑到钢筋需从圆管柱两侧绕行，如钢筋起弯点设置在框架柱截面 内，钢筋弯起角度过大，拟在框架梁靠近框架1 5 0 0ｍｍ范围内增加水平加腋，水平加腋 最宽处同框架柱宽，钢筋从水平加腋起弯后绕过圆管柱 。
3、施工时必须着重控制钢筋绑扎及钢环板设置高度的误差控制。在梁底模铺设完毕后， 在底模上弹出钢筋排列分布线（尤其标明钢筋弯起位置）,并在圆管柱上用红三角标识出上 下钢环板设置标尚线。
3.3结构超长
本工程属超长结构（最长方向长度约158m），有效控制混凝土收缩应力和温度应力影响，是确保地下室结构安全、正常使用的设计重点，必须慎重对待，对结构的配筋控制是关键。
构件配筋考虑温度影响，除计算需要外，适当提高构件最小配筋率：
①基础底板及地下室顶板的最小配筋率适当提高，并采用双层双向配筋+附加配筋的配筋方式。
②梁的腰筋配筋率，控制在每侧0.20％；且腰筋细而密，间距控制在150mm以内。
③由于地下室外墙养护较困难，受温度影响大，水分蒸发速率大，容易开裂。为了控制温差和干缩引起的垂直裂缝；适当提高墙体的水平钢筋配筋率，控制在每侧0.25%左右，钢筋间距控制在100mm～150mm。
④对于地上结构YJK结构整体计算时考虑温度应力，考虑升温25摄氏度，降温25摄氏度，复核钢梁柱应力；采用YJK楼板有限元计算结果分析楼板在中震应力下的楼板应力分布，找出应力集中部位并采取加强措施，按计算应力配足钢筋，由钢筋承受全部拉应力。
有限元计算表明，从各层应力分布来看，应力较大部位主要出现在平面洞口周边的楼板，以及楼板和框架柱相交的应力集中区域。楼板根据计算采用双层双向布置配筋；对应力集中区采取附加钢筋形式予以加强；各层楼板总体采用不小于Φ10@200双层双向拉通钢筋另加附加钢筋的方式配筋。
4结语
逆作法施工通过沿地下室结构四周进行连续墙以此来作为地下室外墙或者建筑基础围护结构，这种方法具有着较强的协同性，对保证地下室施工整体质量以及提升工程整体质量有着非常积极的影响，因此，在施工前对整体进行科学合理的设计，准确地对逆作法施工的各项要点进行把控是关键，这样才能保证逆作法施工的积极开展，确保工程顺利进行。
参考文献
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