摘要:逆作法由于具有缩短工程总工期、节约项目成本、对环境影响小等优点,在高层建筑地下室中应用广泛。实践证明,利用逆作法施工高层建筑地下结构具有良好的经济效益和社会效益。本论文对逆作法施工工艺原理进行了阐述,最后对高层建筑逆作法施工的关键技术内容进行了分析。
关键词:高层建筑；逆作法；施工技术
近几年,为了节约用地,不断有高层建筑出现在建筑密集地带。高层建设逆作法施工是指地面以下各层地下室采用自上而下的施工顺序,借助地下室楼板结构的水平刚度和抗压强度对基坑产生支护作用,保证基坑的土方开挖。先进行打入式预制混凝土桩施工,然后进行地下室四周的地下连续墙施工,接着在地下室内部柱网及剪力墙与框架梁交接位置,施工人工挖孔护壁井道到基础底板以下,利用柱下(墙下)预制桩(此处桩距缩小),在基础底板下面做两桩或三桩承台。利用护壁井道在承台上安装声400mm×12钢管立柱,待立柱安装固定好之后,浇注钢管立柱内C60微膨胀混凝土。从而以地下室四周的地下连续墙与中间钢管混凝土立柱组成逆作阶段的挡土、阻水与竖向承重结构体系。利用逆作法施工高层建筑多层地下室和其他多层地下结构的具有良好的经济效益和社会效益。
1深基坑逆作法施工关键技术
1.1中间支承柱的施工(1)支承上部荷载的方式。采用逆作法施工的工程,首先必须解决的问题是如何支承已完成结构的自重及其附加荷载。可选用如下方式:大直径工程桩+永久柱承载;钻孔灌注工程桩(或预制桩)+承台+永久柱承载;钻孔灌注工程桩(或预制桩)+承台+临时立柱承载。(2)与立柱桩的连接。在钢管(混凝土)柱底加焊竖向分布筋和环向筋,在钢管(混凝土)柱的锚固段还均匀地开有四个椭圆孔,以利混凝土流动和加强桩、柱之间的连接。(3)中间支承柱垂直度控制。永久承受上部荷载,所以支承柱的定位和垂直度必须严格满足要求。必须要有专门的设备对其进行定位和调垂。
1.2逆作法施工中差异沉降的产生及控制立柱桩之间及立柱桩与地下连续墙之表1围护结构和新建结构的监测间的差异沉降是客观存在的,控制结构的不均匀沉降是逆作法施工的关键技术之一,是关系到基坑工程逆作法施工的成败。主要的控制措施如下:对于立柱之间:(1)如在桩身表面涂布沥青或沥青质材料等,这样虽然对桩的承载力有一定影响,但对减小相邻立柱桩的沉降差十分有效;(2)基坑内增设支撑,增加支撑刚度;合理确定地下连续墙的刚度和入土深度,坑内外进行地基土加固等,设计合理的桩径、桩型、桩长,减少开挖的暴露时间;这些都有利于减少坑底隆起,从而减少坑底隆起对立柱桩的抬升影响;(3)桩底注浆、增大桩径及桩长、选定高承载力的桩端持力层等,增大立柱桩的承载力,从而减小立柱桩的沉降及不均匀沉降;(4)使立柱之间形成刚性较大的整体,共同协调不均匀变形。如在柱间增设临时剪刀撑或尽早形成永久墙体结构等。
1.3土方开挖(1)挖土前检查降水情况是否符合挖土条件,保证施工机械进出场道路通畅和场地排水系统贯通,落实卸土点,作好监测初始记录。(2)挖土时一定要注意控制标高,垫层随挖随浇。挖土机一定要注意不碰撞地下连续墙、格构柱和降水井管。(3)待底板达到一定强度后,开始从下而上逐层施工筒体剪力墙,待墙体的强度均达到100%后拆除钢立柱。
1.4逆作法中地下室浇筑(1)地下结构浇注。考虑到逆作法施工自身的特点,地下结构的施工与顺作法有着较大的不同。(2)注意大体积混凝土裂缝控制。大体积混凝土施工中常见的质量问题是混凝土产生裂缝。造成裂缝的原因比较复杂,受影响的因素较多:外荷载,温度和膨胀、不均匀沉降等因素而引起的开裂。首先注意,控制温度、降低温升。其次,改善约束条件,合理分缝,减轻约束作用,缩小约束范围。与地基接触面上设置适宜的材料为滑动层。将垫层表面压实、抹光,并将桩周围的混凝土垫层凿去后充砂,以减小约束,上海金桥大厦主楼基础工程采用此法。再次,配置抗裂钢筋在结构的表层,应选配间距小,直径细的钢筋达到抗裂目的。此外,结构薄弱部位进行加强。最后,加强混凝土的保温。
1.5施工测量与监测(1)施工测量技术。主要包括三个方面:中间支撑桩的测量控制、建筑物轴线的竖向投测及楼层标高控制测量。中间支撑桩的施工是逆作法的第二步聚,即将钢格构逆作施工监测。
2逆作法技术应用与推广的建议
2.1墙、柱、梁、板书点的优化逆作法使节点二次形成,钢筋通过支座及交叉点时,施工很不方便,并且交叉点处钢筋较密集,不利浇灌混凝土,往往要放大断面尺寸,这在设计与施工都有不尽合适的地方,所以节点要从整体设计、施工体系上加以研究解决,使设计、计算符合实际,方便施工。
2.2进一步研究开发大口径柱桩逆作法施工受力的桩承载限制很大,采用一柱多桩加大了成本与难度。而采用大口径的极可以大大提高承载力,减少沉降,可以放宽对上部结构施工速度的限制,加快施工进度,缩短总工期,节约材料和人工。因此,在逆作法设计与施工中,要深入研究和开发大口径柱桩。
2.3加强设计施工一体化发展逆作法施工技术,就应该实现设计施工进一步一体化,确实加强设计与施工单位密切联系,首先若施工企业中标,即与设计单位联系,进一步了解设计意图及工程要求,根据设计意图现场工况条件提出逆作法施工方案,并向设计单位投交该方案,并就可能出现的各种结构工况,协助设计单位完善图纸设计,积极参与设计深化工作;其次,加大在有条件的地方进行逆作法施工的工程上实施该项技术。
3结语
总之,在现场条件复杂、环境干扰因素多、施工难度大的条件下,采用逆作法施工技术产生了很好的社会与经济效益,但完善这样施工工艺的配套技术还有许多课题尚待解决,要大力推广和发展还应当在如下方面做进一步的研究和突破。相信随着技术的不断完善,逆作法施工技术作为一种十分有效的深基坑支护技术必将得到越来越广泛的应用。
参考文献
[1]郝红云.逆作法在深基坑工程中的应用实例[J].科技创新导报,2008(21).
[2]朱宪辉,汪贵平,顾倩燕.逆作法深基坑在超高层建筑中的设计应用[J].岩土工程学报,2006(S1).