逆作法施工一方面有利于缩短超高层主楼的建造总工期，另一方面裙楼区域逆作首层板可提前形成施工场地，有利于施工场地总部署 ^[1]。本文依托董家渡金融城逆作法项目，对逆作法一柱一桩垂直度控制、后期结构接缝超灌工艺、逆作梁柱节点连接等逆作法关键技术进行针对性系统研究，并在项目得以应用。

　　 工程位于上海市南外滩核心城区，超高层建筑T1及裙楼区域基坑总面积为30 000m²，平均挖深为24.0m，地下结构4层，如图1所示。超高层建筑T1主楼占地面积约5 800m²，平均挖深约26m，为顺作法基坑。裙楼基坑东侧紧邻历史保护建筑，西邻旧城厢棚改区，北邻新建高层高端住宅，并三面包围本项目300m超高塔楼顺作基坑，考虑超高层塔楼地下及上部结构施工场地需求、减少深基坑施工对周边环境影响，故采用逆作法施工。

　　 竖向支承桩柱(又称一柱一桩)在逆作法施工中承担主体结构梁板自重和施工荷载，竖向支承柱的垂直度控制影响逆作竖向支承系的承载力及稳定性 ^[2,3]。项目立柱钢管一般为550×16，钢立柱插入工程桩桩身5.0m。钻孔灌注桩桩径800mm，插入段高度范围桩径扩大至1 400mm。一柱一桩钢管柱垂直度精度≤1/600，垂直度控制要求高，需对一柱一桩的调垂设备及工艺进行专项研究。

　　 常规的一柱一桩调垂工艺为钢管外或管内安装1台激光测斜仪监测垂直度，存在局限性。放置外侧无法考虑钢管侧面自身的垂直度偏差，标定效率低。放置内侧时后期浇筑桩身及管内混凝土会被拆除，无法监测后期钢立柱垂直度变化。因此需研发一种符合工艺要求的高精度、可实现一柱一桩施工全过程垂直度动态监测的系统———双联式一柱一桩垂直度监测系统。系统主要包括手持式垂直度监测仪及主、副2台激光测斜仪(见图2)。

　　 1)利用圆周三点定位法对圆心的定位理论，研发可调式碳纤维光靶。通过对准光靶圆心，在另一端钢管圆心处安装主激光测斜仪。

　　 2)通过主激光测斜仪，将钢管吊装至桩孔内设计标高位置并完成调垂。然后安装副激光测斜仪，通过手持式垂直度监测仪与副激光测斜仪使数据一键同步。

　　 3)浇筑管内混凝土前拆除管内主激光测斜仪。通过副激光测斜仪全程监测钢管柱在浇捣混凝土时垂直度的变化。混凝土凝固后，监测仪显示钢管柱最终垂直度。

　　 4)本项目逆作法基坑一柱一桩共401根，施工完成的一柱一桩调垂施工控制精度如表1所示。由表1可知，98%的一柱一桩垂直精度满足要求。

　　 逆作后期，钢立柱外包混凝土共同形成结构柱。后期结构与先期施工的梁板间可能形成施工缝，影响竖向结构受力的有效传递，因此研究逆作法施工缝新型的施工工艺至关重要。

　　 项目采用浇捣孔或喇叭口等措施浇筑混凝土，使浇筑面超出施工缝一定高度，通过超灌部分自重原理实现。通过多次进行模型试验，依据流动性、密实性与强度试验结果，确定超灌高度为450mm时混凝土最佳的坍落度。

　　 试验采用倒T形木模板，由于2个浇捣口间距1 500mm，因此模板右端最远距离设计为800mm。模具左端400mm处设计长50mm的挡板，以模拟止水钢板模板的混凝土浇筑情况。本工艺试验主要验证混凝土在模具内的流动性能，是否能达到混凝土密实。

　　 浇筑混凝土强度等级为C35，分别选取125,155,175,205mm 4种坍落度。由表2可知，坍落度≥175mm时，右端混凝土均基本密实。在左端15mm浇捣口处出现少许孔洞，与模具设计、模板振动及振动棒振捣等有关，施工时应加强止水钢板处振捣，如表2所示。

　　 为验证接缝处混凝土强度，设计第2个试验方案，如图3所示。采用C35强度等级混凝土，超灌高度450mm。分别选取145,160,175,200mm 4种坍落度。由表3可知，接缝处混凝土强度均能达到C35设计要求。

　　 由表2和表3可知，当超灌高度>450mm，坍落度选取175mm，接缝处密实度和强度均满足设计要求，因此采用超灌工艺是可行的。

　　 逆作法梁柱节点处由于梁主筋无法穿越钢管柱，靠近钢管柱边缘的钢筋可从钢管柱边绕过，当梁主筋过多无法全部绕过时，可采用环梁节点和焊接钢牛腿等连接方式。

　　 由于现场焊接质量不易控制，且人工需求量大，在环筋节点不影响建筑本身设计的通风、电梯等使用空间的情况下，尤其在框架梁配筋数量、配筋层数较多的情况下优先选用环梁节点法(见图4)。

　　 梁柱节点紧靠建筑规划的通风井、电梯井、环形坡道等功能部位，当采用环梁做法影响上述建筑功能正常使用的情况下，采取环板连接的做法，环板均开挖后现场焊接于管身衬板上，衬板及抗剪栓钉于工厂内预焊接。钢牛腿环板连接法如图5所示。

　　 针对逆作法B0层梁板结构梁柱节点，通常采取倒置埋件的形式。即当首层土方开挖后，将立柱桩割除至梁底标高，然后将事先做好的埋件与钢立柱(钢管柱、格构柱)焊接连接，倒置埋件如图6所示，此节点确保B0板主筋在节点处连续，同时又满足节点受力要求。施工方便，受力清晰。

　　 本项目裙房为钢结构，结构柱采用矩形钢柱。但逆作立柱为圆钢管，如何实现圆钢管和矩形钢柱的连接成为设计难点。基于结构设计受力与施工方便，提出上部裙房较大尺寸方柱采用钢板进行截面尺寸转换，并在与下部钢管柱连接处设置1道水平向传力钢板及在钢管柱开槽焊接4道竖向钢板进行结构连接，如图7所示。

　　 依托董家渡金融城逆作法项目，对逆作法一柱一桩垂直度控制、后期结构接缝超灌工艺、逆作梁柱节点连接等技术进行研究，得到以下结论。

　　 1)相比常规一柱一桩调垂工艺，双联式一柱一桩垂直度监测系统可实现全过程(吊装、浇筑混凝土、挖土等)的垂直度检测，精度可达1/1 000，大大减少后期立柱纠偏的处理费用。

　　 2)通过接缝超灌法工艺试验，可确保竖向结构后期结构与先期施工的接缝饱满度，实现结构受力的有效传递。

　　 3)依据逆作立柱不同部位的节点，采用环梁法、倒置埋件连接法、转换节点等新型连接技术，实现高效方便、结构安全。