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摘要：随着社会的发展与进步，我们越来越重视钢结构施工技术，钢结构施工技术对于现实生活中具有重要的意义。本文主要介绍钢结构逆作法施工技术的有关内容。
关键词钢结构；建筑；工程；技术；逆作法；原理；质量；
中途分类号：TU74 文献标识码：A文章编号：
引言
某工程地下室钢结构逆作法施工技术采用“二层逆作基准层+柱支式地下连续墙+喷锚支护+钢管混凝土柱+人工挖孔桩+钢－混凝土组合楼盖” 的集成新技术， 灵活地运用各种基坑支护技术及结构施工技术，由单一施工技术改革为多技术、多路径、多工序可循环的集成技术， 使其更具适应性并实现业主的最大效益目标。
一、逆作法的概述
1.1定义
“逆作法”(Reversed Construction Method)是地下空间开发的一项新施工技术。传统意义上的“逆作法”是以地下结构本身作为挡墙同时又作为水平支撑，自±0.00地面向下作业分层开挖和构筑地下结构，又同时自地面向上作业修筑地上结构的一种施工方法。向下和向上相“逆”进行，故称“逆作法”。
实践证明，逆作法是施工高层建筑多层地下室(或其他地下多层结构)的一种有效方法，国内外已经得到普遍推广。我国建设部也将“逆作法”列为建筑业10项新技术内容之一。
1.2 逆作法的基本原理
以高层建筑为例。逆作法的工艺原理是：先施工地下室的外墙(地下连续墙)或打下基坑的围护结构(灌注桩、止水帷幕)，同时在基坑内部按设计位置打设支承桩和支承柱，作为整个建筑物施工期间在底板封底之前承受所有竖向荷载(结构自重加施工荷载)的支柱。然后施工地面(±0.00)一层的水平结构(梁板楼面)，与外墙或围护墙连接，形成刚度很大的顶板支撑。过后，自地面顶板逐层向下开挖土方和浇筑各层地下室结构，直到底板完成浇筑。与此同时，由地面向上逐层进行地上结构施工。如此地面上、下同时进行施工作业，直到工程结束，这就是典型的逆作法基本原理。
二、钢结构的施工机械
在钢结构建筑施工的过程中需要塔式起重机或液压汽吊车、升降机、卷扬机、手动葫芦、自动焊和半自动焊机、手工电弧焊机、热处理机、碳弧气刨、空压机、角向磨光机等。由于在两种或两种以上的机械共同完成的综合施工过程中,必然有一种机械是主要的,它对综合施工过程的生产率起决定作用,其他机械处于从属和次要地位。
在钢结构机械化施工中,主要机械是焊接机械及设备,这是因为:在该系统中所有机械都与钢结构预制件发生联系,焊接机械焊接预制件、起重机起吊预制件、施工电梯运输钢材、焊接设备和施工人员。钢结构预制件是联系各个机械的纽带,而焊接机械是钢结构生产机械;此外从各机械的使用费用及对施工质量的影响来看,焊接设备的使用费用是各种机械中最高的。钢结构预制件以及拼接的焊缝质量的好坏直接影响到施工质量的优劣。
三、钢结构逆作法施工技术要点
3.1 工艺流程
本工程工艺流程以图表形式体现， 具体如图1所示。
图1工艺流程图
3.2 操作要点
3.2.1机械焊接技术
钢结构具有自重轻、建设周期短、适应性强、外形丰富、维护方便等优点，其应用范围广泛，在机械、石化、冶金、造船等领域都离不开钢结构的应用，这使得焊接技术的应用范围更加广泛。随着焊接技术和设备的发展，目前在钢结构的建设中主要的焊接技术可谓种类繁多，工艺或简单或复杂，但是都在不断地追求焊接技术的进步和焊接质量的提高。
3.2.2柱支式地下连续墙施工
地下室采用深浅槽段相间布置、 地下连续墙与喷锚网相结合的围护结构方案。 地下连续墙深槽段约占25%， 由底板起进入微风化岩3 m或中风化岩4.5 m，墙底标高-24.900m； 浅槽段约占75%， 嵌入强风化岩层内，墙底标高-13.400m，以下采用喷锚网支护。 该支护结构，既起挡土、防渗、抗浮的作用，又作为建筑物承重结构，节省了连续墙嵌入岩层段的工程量，大大降低深基坑造价。而穿越透水层的地下连续墙体完成后，可为人工挖孔桩施工提供条件。
3.2.3 圆形及带约束拉杆异型钢管混凝土柱（墙）施工
（1） 基础工程桩采用圆形和椭圆形人工挖孔桩，桩径为1.4～5.5m， 便于首层以下部分圆形和异型钢管混凝土柱和钢构架柱的吊装及施工， 桩芯预埋卡销式钢管柱底座定位器。
（2） 对于超长、超大、超重的钢管混凝土及带约束拉杆钢管混凝土柱（墙）加工时一次成型，采用多台汽车起重机抬吊滑移入桩孔，套于定位器上进行固定，然后在钢管柱内浇筑C70和C80高强高性能混凝土，浇筑钢管柱混凝土时用导管法施工并用高频振捣密实。
（3） 按设计要求将砂填入孔壁和钢管外壁之间的空隙，并振实以固定竖向构件，同时减小构件的长细比以增加其稳定性。
（4） 钢结构施工节点处理简单，整体吊装施工速度快。
3.2.4 钢－混凝土组合楼板施工
（1） 钢梁吊装施工
钢梁吊装顺序由柱顶往下，先主梁后次梁，利用汽车起重机逐层吊装，吊装过程用激光经纬仪进行定位监控。
（2） 压型钢板的施工
采用压型钢板为永久性模板， 以避免搭设大量的超高支模体系， 加快地下室土方开挖进度及地下室结构施工进度。
（3） 在地下室楼面梁、板与地下连续墙连接部位，均改为混凝土梁、板结构，以避免钢梁和压型楼板伸入连续墙时切断墙的竖向钢筋， 并保证与地下连续墙很好地结合（图2）。地下连续墙须在所有与楼面框架梁连接处预埋PVC管，以便后续将其凿开与框架梁连接，此法改变了以往使用梁盒预埋件的老方法， 节省了大量钢材、简化了施工工序（图3）。
图2嵌岩连续墙与内壁墙连接平面示意
图3框架梁与连续墙连接大样
3.2.4 土方开挖
该工程地下室土方开挖分3个阶段进行，采用全机械化施工。 首先由原地面开挖至-5.500m，在地下连续墙周边预留宽3m、高2.5m的反压土，然后进行首层楼盖施工；首层楼盖施工完成后由-5.500m开挖至-9.000m，随即进行地下一层楼盖施工，完成后由-9.000 m开挖至-20.700m的底板处，并以-14.000m为界分上下两层先后开挖。对于解决地下室大量的土方运输问题， 该工程在地下室垂直运输出土处安装垂直运输系统， 在±0.000层用门式起重机吊挂特制的吊土桶，用于吊土外运。
3.2.5 降水工程
地下室土方开挖过程中的降水采用在人工挖孔桩内的钢构架柱外设置降水井的方法，无须另设降水井，降低了相关的施工费用
3.2.6 地下空间通风技术
土方开挖过程中，通过结构通风井并利用鼓风机、送风管从地面引入新风，向结构施工面送风；在施工面上部安装排风机，通过预留孔向地面排出废气。利用隧道或地下室专用轴流风机，克服普通轴流风机风量大、压力小，离心机余压大、风量小的缺点，大大提高排气通风效果，使地下空气质量得到较大改善，满足逆作法施工对作业环境的要求。
三、质量要求
本技术按照 《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202－2002），《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204－2002），《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205－2001）及有关规范标准施工。
（1） 原材料必须有出厂合格证、检验报告。
（2） 全熔透对接焊缝必须开坡口， 焊缝必须进行100%超声波检验，不合格的部位必须剔除重焊。
（3） 安装摩擦型高强螺栓时，穿孔不得强行敲打、气割扩孔、破坏喷砂摩擦面。
（4） 柱安装完毕后 ，顶部必须加盖板 ，以防止雨水、杂物掉入柱内。
（5） 做好柱脚的防水措施，预防地下水从柱脚与桩承台接口的薄弱处渗漏入室内。
四、效益分析
该地下室工程采用该技术， 大大缩短了工期，有效减少了对周围环境的不利影响，基坑的安全性得到了最大保证； 同时又节省了大量的挡土临时支撑构件，其中减少三道支撑，就已经节省投资800万元， 采用柱支式地下连续墙技术大量减少了施工困难的入岩段工程量，直接节省工程费用达600万元，综合经济效益达1400万元。采用该技术后， 施工进度的加快使发展商减少了支出， 同时地面以上结构的同步施工增强了投资者的信心并增加了物业销售金额。
结束语
逆作法施工技术因具有安全度高及节省工期两大优点而得到较广泛的应用， 拥有良好的发展前景，但是传统的逆作法存在技术集成复杂、施工节点处理困难、地下室施工有障碍及造价偏高的缺点，设计及施工往往因考虑不周而遗留很多工程隐患和造成不必要的浪费，缩短施工工期和节约投资成本效果不明显，不少投资方仍旧难以接受。因此，重视钢结构逆作法具有重要的意义。
参考文献
1. 魏昆 淺谈钢结构逆作法施工技术管理-城市建设理论研究2011(16)
2. 许方毅.于明刚 监理对"钢桁架工程施工组织设计"的审查要点-建设监理2009(7)
3. 陈林凡 论钢结构逆作法施工技术-建筑安全2011,26(3)
4. 张海旭 扣件式钢管脚手架施工中的要求-甘肃科技纵横2010,39(4)
5. 贺五一.龙源.谭雪刚.晏俊伟.HE Wu-yi.LONG Yuan.TAN Xue-gang.YAN Jun-wei 线型聚能切割技术爆破拆除高耸筒形钢结构物-爆破2005,22(4)
6. 王檀 浅谈建筑施工扣件式钢管脚手架搭设与拆除的安全技术要点-建筑安全2006,21(12)
关键词钢结构；建筑；工程；技术；逆作法；原理；质量；
中途分类号：TU74 文献标识码：A文章编号：
引言
某工程地下室钢结构逆作法施工技术采用“二层逆作基准层+柱支式地下连续墙+喷锚支护+钢管混凝土柱+人工挖孔桩+钢－混凝土组合楼盖” 的集成新技术， 灵活地运用各种基坑支护技术及结构施工技术，由单一施工技术改革为多技术、多路径、多工序可循环的集成技术， 使其更具适应性并实现业主的最大效益目标。
一、逆作法的概述
1.1定义
“逆作法”(Reversed Construction Method)是地下空间开发的一项新施工技术。传统意义上的“逆作法”是以地下结构本身作为挡墙同时又作为水平支撑，自±0.00地面向下作业分层开挖和构筑地下结构，又同时自地面向上作业修筑地上结构的一种施工方法。向下和向上相“逆”进行，故称“逆作法”。
实践证明，逆作法是施工高层建筑多层地下室(或其他地下多层结构)的一种有效方法，国内外已经得到普遍推广。我国建设部也将“逆作法”列为建筑业10项新技术内容之一。
1.2 逆作法的基本原理
以高层建筑为例。逆作法的工艺原理是：先施工地下室的外墙(地下连续墙)或打下基坑的围护结构(灌注桩、止水帷幕)，同时在基坑内部按设计位置打设支承桩和支承柱，作为整个建筑物施工期间在底板封底之前承受所有竖向荷载(结构自重加施工荷载)的支柱。然后施工地面(±0.00)一层的水平结构(梁板楼面)，与外墙或围护墙连接，形成刚度很大的顶板支撑。过后，自地面顶板逐层向下开挖土方和浇筑各层地下室结构，直到底板完成浇筑。与此同时，由地面向上逐层进行地上结构施工。如此地面上、下同时进行施工作业，直到工程结束，这就是典型的逆作法基本原理。
二、钢结构的施工机械
在钢结构建筑施工的过程中需要塔式起重机或液压汽吊车、升降机、卷扬机、手动葫芦、自动焊和半自动焊机、手工电弧焊机、热处理机、碳弧气刨、空压机、角向磨光机等。由于在两种或两种以上的机械共同完成的综合施工过程中,必然有一种机械是主要的,它对综合施工过程的生产率起决定作用,其他机械处于从属和次要地位。
在钢结构机械化施工中,主要机械是焊接机械及设备,这是因为:在该系统中所有机械都与钢结构预制件发生联系,焊接机械焊接预制件、起重机起吊预制件、施工电梯运输钢材、焊接设备和施工人员。钢结构预制件是联系各个机械的纽带,而焊接机械是钢结构生产机械;此外从各机械的使用费用及对施工质量的影响来看,焊接设备的使用费用是各种机械中最高的。钢结构预制件以及拼接的焊缝质量的好坏直接影响到施工质量的优劣。
三、钢结构逆作法施工技术要点
3.1 工艺流程
本工程工艺流程以图表形式体现， 具体如图1所示。
图1工艺流程图
3.2 操作要点
3.2.1机械焊接技术
钢结构具有自重轻、建设周期短、适应性强、外形丰富、维护方便等优点，其应用范围广泛，在机械、石化、冶金、造船等领域都离不开钢结构的应用，这使得焊接技术的应用范围更加广泛。随着焊接技术和设备的发展，目前在钢结构的建设中主要的焊接技术可谓种类繁多，工艺或简单或复杂，但是都在不断地追求焊接技术的进步和焊接质量的提高。
3.2.2柱支式地下连续墙施工
地下室采用深浅槽段相间布置、 地下连续墙与喷锚网相结合的围护结构方案。 地下连续墙深槽段约占25%， 由底板起进入微风化岩3 m或中风化岩4.5 m，墙底标高-24.900m； 浅槽段约占75%， 嵌入强风化岩层内，墙底标高-13.400m，以下采用喷锚网支护。 该支护结构，既起挡土、防渗、抗浮的作用，又作为建筑物承重结构，节省了连续墙嵌入岩层段的工程量，大大降低深基坑造价。而穿越透水层的地下连续墙体完成后，可为人工挖孔桩施工提供条件。
3.2.3 圆形及带约束拉杆异型钢管混凝土柱（墙）施工
（1） 基础工程桩采用圆形和椭圆形人工挖孔桩，桩径为1.4～5.5m， 便于首层以下部分圆形和异型钢管混凝土柱和钢构架柱的吊装及施工， 桩芯预埋卡销式钢管柱底座定位器。
（2） 对于超长、超大、超重的钢管混凝土及带约束拉杆钢管混凝土柱（墙）加工时一次成型，采用多台汽车起重机抬吊滑移入桩孔，套于定位器上进行固定，然后在钢管柱内浇筑C70和C80高强高性能混凝土，浇筑钢管柱混凝土时用导管法施工并用高频振捣密实。
（3） 按设计要求将砂填入孔壁和钢管外壁之间的空隙，并振实以固定竖向构件，同时减小构件的长细比以增加其稳定性。
（4） 钢结构施工节点处理简单，整体吊装施工速度快。
3.2.4 钢－混凝土组合楼板施工
（1） 钢梁吊装施工
钢梁吊装顺序由柱顶往下，先主梁后次梁，利用汽车起重机逐层吊装，吊装过程用激光经纬仪进行定位监控。
（2） 压型钢板的施工
采用压型钢板为永久性模板， 以避免搭设大量的超高支模体系， 加快地下室土方开挖进度及地下室结构施工进度。
（3） 在地下室楼面梁、板与地下连续墙连接部位，均改为混凝土梁、板结构，以避免钢梁和压型楼板伸入连续墙时切断墙的竖向钢筋， 并保证与地下连续墙很好地结合（图2）。地下连续墙须在所有与楼面框架梁连接处预埋PVC管，以便后续将其凿开与框架梁连接，此法改变了以往使用梁盒预埋件的老方法， 节省了大量钢材、简化了施工工序（图3）。
图2嵌岩连续墙与内壁墙连接平面示意
图3框架梁与连续墙连接大样
3.2.4 土方开挖
该工程地下室土方开挖分3个阶段进行，采用全机械化施工。 首先由原地面开挖至-5.500m，在地下连续墙周边预留宽3m、高2.5m的反压土，然后进行首层楼盖施工；首层楼盖施工完成后由-5.500m开挖至-9.000m，随即进行地下一层楼盖施工，完成后由-9.000 m开挖至-20.700m的底板处，并以-14.000m为界分上下两层先后开挖。对于解决地下室大量的土方运输问题， 该工程在地下室垂直运输出土处安装垂直运输系统， 在±0.000层用门式起重机吊挂特制的吊土桶，用于吊土外运。
3.2.5 降水工程
地下室土方开挖过程中的降水采用在人工挖孔桩内的钢构架柱外设置降水井的方法，无须另设降水井，降低了相关的施工费用
3.2.6 地下空间通风技术
土方开挖过程中，通过结构通风井并利用鼓风机、送风管从地面引入新风，向结构施工面送风；在施工面上部安装排风机，通过预留孔向地面排出废气。利用隧道或地下室专用轴流风机，克服普通轴流风机风量大、压力小，离心机余压大、风量小的缺点，大大提高排气通风效果，使地下空气质量得到较大改善，满足逆作法施工对作业环境的要求。
三、质量要求
本技术按照 《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202－2002），《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204－2002），《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205－2001）及有关规范标准施工。
（1） 原材料必须有出厂合格证、检验报告。
（2） 全熔透对接焊缝必须开坡口， 焊缝必须进行100%超声波检验，不合格的部位必须剔除重焊。
（3） 安装摩擦型高强螺栓时，穿孔不得强行敲打、气割扩孔、破坏喷砂摩擦面。
（4） 柱安装完毕后 ，顶部必须加盖板 ，以防止雨水、杂物掉入柱内。
（5） 做好柱脚的防水措施，预防地下水从柱脚与桩承台接口的薄弱处渗漏入室内。
四、效益分析
该地下室工程采用该技术， 大大缩短了工期，有效减少了对周围环境的不利影响，基坑的安全性得到了最大保证； 同时又节省了大量的挡土临时支撑构件，其中减少三道支撑，就已经节省投资800万元， 采用柱支式地下连续墙技术大量减少了施工困难的入岩段工程量，直接节省工程费用达600万元，综合经济效益达1400万元。采用该技术后， 施工进度的加快使发展商减少了支出， 同时地面以上结构的同步施工增强了投资者的信心并增加了物业销售金额。
结束语
逆作法施工技术因具有安全度高及节省工期两大优点而得到较广泛的应用， 拥有良好的发展前景，但是传统的逆作法存在技术集成复杂、施工节点处理困难、地下室施工有障碍及造价偏高的缺点，设计及施工往往因考虑不周而遗留很多工程隐患和造成不必要的浪费，缩短施工工期和节约投资成本效果不明显，不少投资方仍旧难以接受。因此，重视钢结构逆作法具有重要的意义。
参考文献
1. 魏昆 淺谈钢结构逆作法施工技术管理-城市建设理论研究2011(16)
2. 许方毅.于明刚 监理对"钢桁架工程施工组织设计"的审查要点-建设监理2009(7)
3. 陈林凡 论钢结构逆作法施工技术-建筑安全2011,26(3)
4. 张海旭 扣件式钢管脚手架施工中的要求-甘肃科技纵横2010,39(4)
5. 贺五一.龙源.谭雪刚.晏俊伟.HE Wu-yi.LONG Yuan.TAN Xue-gang.YAN Jun-wei 线型聚能切割技术爆破拆除高耸筒形钢结构物-爆破2005,22(4)
6. 王檀 浅谈建筑施工扣件式钢管脚手架搭设与拆除的安全技术要点-建筑安全2006,21(12)