素材來源丨筑龍博客、微信號：逆作法工程中心、土木在線等
編輯整理丨豆丁施工
在1月21日發(fā)布的文章《從上而下施工丨我國首創(chuàng)300米超高層建筑“全逆作法”施工》中，有朋友詢問全逆作法施工技術(shù)，在查閱資料過程中，發(fā)現(xiàn)之前有人已經(jīng)發(fā)不過不少很詳細(xì)的信息，豆工懶癌發(fā)作，就拿來主義的搬過來了，但這不影響我們一起學(xué)習(xí)。^_^
不得不提的是，南京青奧中心的設(shè)計(jì)出自大家之手，由建筑界的“解構(gòu)主義大師”扎哈·哈迪德設(shè)計(jì)。扎哈·哈迪德是2004年普利茲克建筑獎的獲獎?wù)?。她在中國的設(shè)計(jì)作品主要有北京銀河SOHO和廣州歌劇院。
青奧中心將由三個(gè)主體建筑組成，一棟46.9米高的5層會議中心，一座249.5米的高塔樓，地上58層，地下3層，將建成酒店。另一座高塔樓，高314米，地上68層，地下3層。該幢樓的下部主要是5A級的寫字樓，上面是超星級的酒店。地下也有停車場。
工程概況：
青奧中心效果圖
施工階段：
南京青奧中心雙塔樓創(chuàng)造超高層建筑應(yīng)用“逆作法”施工新紀(jì)錄。
先挖基坑，再一層層向上蓋樓，這幾乎是所有人認(rèn)定的高樓建筑方式。由中建三局華東公司承建的南京青奧中心雙塔樓項(xiàng)目，卻一改“萬丈高樓平地起”的施工方式，采取地上地下同時(shí)施工，創(chuàng)造了我國超高層（200米以上）建筑應(yīng)用“逆作法”施工的新紀(jì)錄。南京青奧中心兩座塔樓高度，分別為249.5米和314.5米，超高層塔樓和裙房均采用逆作法施工，無論是高度、體量還是工期，在國內(nèi)尚屬首例，在世界范圍內(nèi)也非常少見。
所謂逆作法，是先做地面預(yù)留孔洞、四周打維護(hù)，然后從孔洞進(jìn)去挖土，在地下施工梁柱等結(jié)構(gòu)。地面上的工程與地下同時(shí)施工，工期至少可縮短6個(gè)月。
如果采用常規(guī)施工，先一挖到底，再由下而上施工，對周圍環(huán)境影響較大，施工中搭建的臨時(shí)支撐，還會造成大量浪費(fèi)。而“逆作法”工序相反，先把地面做好，然后自上而下逐層完成土方開挖和主體結(jié)構(gòu)施工，產(chǎn)生的地面位移和沉降較小。
全逆作法施工對精度要求極高，地下鋼柱下插校正、地下環(huán)板的焊接要求非常嚴(yán)格。60多噸的鋼柱要從頂上插下去到柱子里面，像穿針一樣，如果樁打得不好，那么鋼筋籠就下不去了。不同尺寸的方柱和圓柱，深度達(dá)到87米，對鋼結(jié)構(gòu)加工的精度、現(xiàn)場施工以及同土建交叉作業(yè)提出很高的要求。地下室鋼柱有218根，第一根鋼柱下插校正，整整用了36個(gè)小時(shí)才“啃下來。基坑開挖
逆作施工
鋼筋進(jìn)場
主體結(jié)構(gòu)施工
主體結(jié)構(gòu)施工
玻璃幕墻施工
地下室采用全逆作法施工，施工難度大，技術(shù)要求高。確定施工方案時(shí)必須綜合考慮結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、現(xiàn)場施工條件和施工工期等各種因素，并進(jìn)行施工全過程計(jì)算機(jī)仿真分析，確保施工過程安全可靠。鋼結(jié)構(gòu)施工主要包括超長、超重倒插柱施工技術(shù)、外框超大環(huán)板轉(zhuǎn)運(yùn)與安裝技術(shù)、復(fù)雜條件下厚板焊接與變形控制技術(shù)和逆作法施工沉降變形控制技術(shù)4部分，采用的主要施工技術(shù)如下。
1、超長（28m）、超重（63.7t）倒插柱施工技術(shù)
（1）車間分段加工的原材圓管采用相貫面等離子火焰管材數(shù)控切割機(jī)進(jìn)行相貫面切割下料。下料切割、坡口、精度控制均由計(jì)算機(jī)完成，精度誤差不大于2mm。
鋼柱運(yùn)至現(xiàn)場后，為了解決現(xiàn)場鋼柱拼裝自身垂直度的控制難題，在現(xiàn)場設(shè)置的胎架上進(jìn)行拼裝。胎架定位設(shè)置時(shí)，使胎架與鋼柱接觸面標(biāo)高在同一水平面上，每根鋼柱拼接開始前，會根據(jù)柱子分段變化重新調(diào)整支座的位置，并將支座調(diào)整到同一軸線和標(biāo)高。鋼柱就位以后，對兩節(jié)鋼柱進(jìn)行預(yù)拼裝，在鋼柱表面拉設(shè)兩道線以校準(zhǔn)鋼柱水平度，水平度控制在1/1000以內(nèi)，滿足精度要求后進(jìn)入焊接工序。鋼柱拼裝調(diào)校如圖2所示。
（2）施焊前必須清除焊接部位及周邊表面水份、氧化鐵及油污等雜質(zhì)；施焊過程中，若遇到短時(shí)大風(fēng)雨，施焊人員應(yīng)立即采用3~4層石棉布將焊縫緊裹，并在重新開焊之前將焊縫100mm周圍處進(jìn)行預(yù)熱后方可進(jìn)行焊接。同時(shí)，為防止焊接時(shí)焊縫出現(xiàn)層狀撕裂，需要進(jìn)行焊前預(yù)熱以及焊縫后熱處理，嚴(yán)格控制焊接順序。
（3）逆作鋼柱的施工流程(鋼柱拼裝→樁基開孔及鋼筋籠下放→側(cè)斜管安裝→鋼支架安裝→鋼柱吊裝→鋼柱軸線標(biāo)高調(diào)整→垂直度檢測→鋼管柱矯正→鋼柱定位復(fù)測→鋼柱固定→混凝土澆筑支架安裝→鋼管混凝土澆筑。
（4）為避免鋼柱外側(cè)栓釘掛住鋼筋籠，確保鋼柱順利就位，將鋼柱外側(cè)栓釘采用通長鋼筋連接起來。柱內(nèi)外側(cè)栓釘上通長連接鋼筋布置分別如圖3和圖4所示。同時(shí)避免混凝土導(dǎo)管與管內(nèi)栓釘掛住，影響鋼柱垂直度，同樣將栓釘連接起來。
（5）逆作鋼柱實(shí)時(shí)調(diào)垂控制系統(tǒng)
樁柱混凝土澆筑過程中，由于混凝土對鋼立柱的擾動與沖擊，不可避免地會影響鋼立柱吊裝時(shí)的垂直度，這也是一直制約逆作法進(jìn)一步發(fā)展的障礙之一。鑒于這一技術(shù)“瓶頸”問題，結(jié)合以往調(diào)垂方法和施工各工況下的技術(shù)分析，采用先進(jìn)的監(jiān)測技術(shù)、傳動裝置以及人機(jī)交互等技術(shù)研制了一套逆作柱實(shí)時(shí)調(diào)垂系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了混凝土澆筑過程中鋼柱垂直度實(shí)時(shí)監(jiān)測并實(shí)時(shí)糾偏調(diào)垂，其控制精度可達(dá)到1/1000該系統(tǒng)還具有操作簡單、自動化程度高等特點(diǎn)。
調(diào)垂系統(tǒng)架分為上、下兩個(gè)支架平臺，支架下部平臺用于支撐鋼柱，同時(shí)設(shè)有4個(gè)千斤頂和4個(gè)螺桿，用于鋼柱軸心對中調(diào)節(jié)和鋼柱臨時(shí)固定，調(diào)垂過程中作為支點(diǎn)；支架上部平臺設(shè)有4個(gè)千斤頂和4個(gè)螺桿，用于鋼柱垂直度調(diào)節(jié)和鋼柱固定，調(diào)垂過程中作為力的作用點(diǎn)。鋼支架頂部設(shè)置調(diào)節(jié)桿，與鋼柱上部導(dǎo)向柱連接，用以輔助調(diào)節(jié)鋼柱垂直度。
通過施工過程各工況下的計(jì)算分析，支承架設(shè)計(jì)為格構(gòu)柱形式，如圖5所示。
（6）安裝鋼支架
場地硬化后鋼柱安裝前，先測量定位，確定鋼柱的平面位置，然后在場地上彈出十字線，待成孔后，清理泥漿，并重新復(fù)核十字軸線，確保鋼柱定位準(zhǔn)備。由于鋼支架是整個(gè)鋼柱矯正的基礎(chǔ)，因此鋼支架的定位與是否牢固至關(guān)重要。在地面硬化完成后，在地面放出鋼支架的定位軸線，鋼支架安裝精度控制在±5mm內(nèi)；鋼支架每個(gè)腳利用4個(gè)M16膨脹螺栓固定。
（7）鋼管柱安裝就位垂直度控制
鋼柱對中以后，將垂直度監(jiān)控探頭放入側(cè)斜管內(nèi)，根據(jù)PVC管內(nèi)的十字槽分兩個(gè)軸向，每
0.5m采集一個(gè)數(shù)據(jù)，共采集80個(gè)數(shù)據(jù)，繪制出垂直度初始曲線，分析出鋼柱的偏移量；再次將探頭放入側(cè)斜管內(nèi)，實(shí)時(shí)監(jiān)控，使用調(diào)整千斤頂或螺桿進(jìn)行調(diào)校，直至確保垂直度滿足小于1/500的要求，用上、下兩道千斤頂和螺桿將鋼柱固定。
（8）混凝土澆筑的實(shí)時(shí)糾偏
在鋼柱管內(nèi)混凝土澆筑時(shí)，混凝土和泥漿返漿等對鋼柱有一定的沖擊作用，隨時(shí)會影響鋼管柱的垂直度?；炷翝仓^程中，需進(jìn)行次垂直度調(diào)整，分別為混凝土澆筑至鋼柱前、人工填筑石子基本結(jié)束時(shí)?；炷翝仓瓿蓵r(shí)$根據(jù)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)通過千斤頂或螺桿對鋼柱進(jìn)行實(shí)時(shí)微調(diào)，以使鋼柱滿足垂直度要求。
混凝土剛進(jìn)入鋼管柱時(shí)，最容易影響鋼管柱的垂直度。因此，混凝土澆筑時(shí)，必須根據(jù)樁體的澆筑量計(jì)算充盈系數(shù)，準(zhǔn)確判斷混凝土進(jìn)入鋼管柱的時(shí)間，加強(qiáng)對導(dǎo)管的輕微晃動，使鋼管柱內(nèi)外壓力保持平衡。需要指出的是，大的泥漿結(jié)塊極易造成返漿不暢，從而在混凝土進(jìn)入鋼管柱時(shí)，使鋼管柱偏位。因此，清孔時(shí)，必須確保樁孔內(nèi)泥漿無大的結(jié)塊。
2、地下室外框超大環(huán)板安裝轉(zhuǎn)運(yùn)與安裝技術(shù)
外框牛腿由兩個(gè)類L形的超大環(huán)板組成，大部分環(huán)板的尺寸為3200mmx2750mmx50mm，重達(dá)3.5t，如圖7所示。
（1）根據(jù)深化圖紙中環(huán)板的標(biāo)高，在柱上側(cè)設(shè)環(huán)板定位線；用打磨機(jī)清理外框方柱焊接位置外表面上的浮銹、泥土等污物，保證環(huán)板焊接質(zhì)量，如圖8所示。
（2）吊裝前，對環(huán)板定位角度、標(biāo)高、牛腿的標(biāo)號、長度、截面尺寸、螺孔直徑及位置、節(jié)點(diǎn)板表面質(zhì)量等進(jìn)行全面復(fù)核!符合要求后才能進(jìn)行安裝。
（3）先用塔吊將鋼梁由出土口吊裝至相應(yīng)層，然后采用5t叉車倒運(yùn)至安裝位置相應(yīng)下方，最后采用采用5t手拉葫蘆提升至設(shè)計(jì)位置，如圖9所示。
3、復(fù)雜條件下厚板焊接與變形控制技術(shù)
焊接變形的控制及焊接殘余應(yīng)力的消減措施
鋼柱與牛腿拼接過程中，由于板材較厚且有一端為自由端、單面坡口，因此焊接后容易出現(xiàn)熔池收縮產(chǎn)生拉力，導(dǎo)致自由端向上翹起。為防止出現(xiàn)上述焊接變形問題，在焊接前將鋼梁或牛腿上表面與鋼柱之間焊接斜向支撐，如圖10所示。
4、逆作法施工沉降變形控制技術(shù)
沉降差控制措施
（1）鋼構(gòu)件安裝與焊接施工流程
大底板形成之前焊接順序如何合理安排均關(guān)系到支承柱的不均勻沉降的大小，因此，同一塔樓所有地下室環(huán)板采用“跳倉法和對稱法”的順序安裝和焊接。
（2）在核芯筒鋼管柱之間設(shè)置臨時(shí)鋼支撐
核心筒內(nèi)鋼管柱塔樓全逆作施工過程中，核心筒鋼柱作為承擔(dān)上部荷載主要受力桿件，在鋼管混凝土柱兩個(gè)相互垂直的方向增加交叉支撐（圖11），增加支撐后有效地控制了鋼管混凝土柱的計(jì)算長度，又使鋼柱連成整體!能夠有效地控制鋼柱之間的不均勻沉降，支撐位于筏板混凝土內(nèi)，澆筑筏板時(shí)不再拆除此部分支撐!直接澆筑在筏板內(nèi)，又可減少支撐拆除及專用工作量，有利于現(xiàn)場整體施工進(jìn)度。
（3）鋼構(gòu)件安裝與焊接施工監(jiān)測
在逆作法施工和基礎(chǔ)施工期間對地下管線、地下連續(xù)墻水平位移和沉降、支承柱沉降進(jìn)行了跟蹤監(jiān)測；一般情況下每2天觀測1次，上部結(jié)構(gòu)施工一個(gè)樓層后一周內(nèi)應(yīng)每天觀測,1次，各點(diǎn)高程均用二次閉合測量。若出現(xiàn)沉降差超過報(bào)警值時(shí)，立即采取措施。
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