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1、浅谈高层建筑地下室逆作法施工技术浅谈高层建筑地下室逆作法施工技术摘要:逆作法是比较成熟的地下工程施工技术,文章简要介绍了其工艺原理、施工技术要点, 并结合工程实例,分析了逆作法的施工工艺,以供交流。关键词:地下室;逆作法;施工技术;高层建筑随着生产的发展与城市建设规模的扩大,深基础工程愈来愈多,且大量深基工程集中在市 区,工期紧张,施工场地狭小,施工条件复杂。为了减小基坑开挖对周围构筑物、道路和地下 管线的影响,逆作法施工在建筑工程中得到了广泛应用。1“逆作法”的工艺原理传统的施工多层地下室的方法是开敞式施工,即用支护结构围护后垂直开挖,或用大放坡 开挖,挖至设计标高后浇筑钢筋混凝土底板,再由
2、下而上逐层施工地下室结构,待地下结构完 成后再进行地上结构施工,但上述施工方法存在一些问题:支护结构的设置存在一定困难,由 于基坑很深,支护结构的挡墙长度增大,费用增加;如用井点设备降低地下水时,水位的降低会 引起土体固结,使周围地面产生沉降,如不采取特殊措施,亦会危及基坑附近的建筑物、地下 管线和道路等。因此,当采用地下连续墙作多层地下主体结构的外墙时,可采用“逆作法”施工。它的工艺 原理是:先沿建筑物地下室轴线或周围施工地下连续墙,同时,在建筑物内部的有关位置,浇筑 或打下中间支承柱,作为施工期间于底板封底之前的承受上部结构自重和施工荷载的支撑,然 后由上向下逐层开挖土方和浇筑各层地下结构
3、,直至底板封底。同时,由于地面一层的楼面结 构己完成,为上部结构施工创造了条件,这样可以同时向上逐层进行地上结构的施工(如图 1 所示)。根据地面层底面的梁板结构封闭或敞开的不同情况,“逆作法”施工又可分为“封闭式 逆作法”和“开敞式逆作法”。2“逆作法”的施工技术要点逆作法施工方法是首层楼板结构完成后,即架设专用取土设备,然后地下挖土与地上结构 施工同时进行。根据地下一层的埋深,如施工地下二层楼板开挖深度不大且围护墙经计算满 足悬挑受力要求,可直接明挖一层,施工地下二层楼板后,再地上地下同时施工。地下挖土施 工是先从两端的取土口,直接用取土设备挖出工作面,然后由人力从取土口的挖土工作面向基
4、坑中间开挖。挖出的土方用双轮手推车运至取土口,然后取土设备装车外运。逆作法施工应 注意以下要点:2.1 设计中应进行逆向思维在传统的施工中,地下室的剪力墙如核心筒、人防墙及地下室外墙等作为竖向构件承担 荷载。但在逆作法中,剪力墙是先施工上一层,再施工下一层,受力模式已发生变化,故建立计 算模型时应按大梁输入。2.2 钢管柱与梁板的连接采用环梁节点,须预先在钢管上焊接抗剪环箍,且定位要求精确。当施工期间地下室标高 发生改动时,其处理措施相当麻烦,因为现场补焊环箍操作困难,而且管内混凝土可能因温度 过高而影响受力性能。2.3 钢管柱吊装的垂直度控制由于逆作法的施工工艺的特殊性,决定了地下室的竖向构
5、件必须采用钢管柱或格构式钢 柱,而吊装这一竖向构件时如何控制垂直度成为关键因素,先在桩顶标高以下 1m 处安设一定 位钢板,定位钢板有三个调节螺栓,以调节钢板水平,钢管柱中部采用钢筋制成笼状定位架,在地面也设有井字形定位木架,实践证明,这种定位方法取得较高的精度,可以满足工程需要。2.4 地下室楼面梁与连续墙的连接在逆作法工程中,内衬墙尚未完成,边跨的楼面梁一端支承在钢管柱上,另一端则必须支 承在地下连续墙上。原设计思路在地下连续墙钢筋笼中预埋钢筋,地下室开挖后凿去砼保护 层后,扳出钢筋与梁钢筋焊接即可,但由于施工误差及建筑方案修改,这些预埋钢筋位置偏差 太大而失去作用,实际施工中采用植筋的办
6、法解决,因连续墙中钢筋太密,将梁端弯矩适当调 幅到跨中。3 工程实例3.1 工程概况某工程,地上 21 层,地下 2 层,位于市中心繁华地带,总建筑面积为 26351.60m2,工期为 12 个月。鉴于该工程施工工期短,施工场地小,材料堆放、机械布置困难,施工条件复杂,本工程 地下室采用逆作法施工技术,以便于节省工期,提早进行售楼。3.2 施工准备进场施工前,首先要组建项目经理部,落实施工材料和工作人员,合理安排施工材料和工 作人员,与业主及监理保持密切协作,安排专人负责进料,并由工程师核定,确保井壁管、过滤 管、黏土等材料的质量。3.3 施工工艺3.3.1 地下连续墙施工按照工程计划及设计图
7、纸要求,该建筑采用逆作法进行地下室施工,必 须先完成连续墙和冲孔桩的施工在基坑土方开挖前,随后才进行桩承台基础与钢管柱的接头 节点的施工。本工程的地下连续墙不仅是基础支护结构,而且还是永久承重受力结构,墙体需 留较多埋件。因此,本工程的连续墙厚 0.8m,混凝土强度等级为 C30,按段长 56m 划分槽段, 采用液压抓斗和冲击钻孔桩机联合成槽,液压抓斗用于抓土和抓部分的强风化泥岩,如果岩层 较硬或者当地下障碍物时,则用冲击钻成槽,总之要严格控制导槽的施工质量,以便能有效地 保证连续墙轴线、垂直度、预留件位置质量,本工程的墙体轴线和垂直度质量采用超声波测 壁仪进行监测。为了提高侧墙的整体刚度,减
8、少槽段间的差异沉降,连续墙槽段间采用具有传 递槽段间的竖向剪力和防水双重功能的十字钢板接头。3.3.2 基坑支护桩、工程桩的施工经过设计人员和现场施工人员的多次商榷和论证,本工 程决定采用施工工序简单、工期短的人工挖孔桩的方法进行全部工程桩和部分基坑支护桩 的施工。其中支护桩桩径是 qb1200,由腰鼓桩和圆桩相间密排布置。支护桩嵌固长度为 5m, 成孔深度是为 16.2m,工程桩桩径是 qb1400,持力层为中、微风化岩。3.3.3 中间支承柱施工钢管柱作为塔楼范围内的中间支承柱,钢筋混凝土柱作为塔楼外的 中间支承柱,格构式钢柱作为核心简部分的中间支承柱。中间支承柱在地下室底板未浇筑前 与地
9、下连续墙一起承受地下、地上各层的结构自重及施工荷载。3.3.4 钢管柱施工为了最大限度地保证钢管柱的准确连接,本工程中采用设置限位钢板的 方法来固定钢管柱,在人工挖孔桩上精确安装一块环形钢板,为了固定钢管柱位置,再在其上 焊接三个 16mm 厚限位钢板,然后吊装钢管柱及浇筑 1m 高桩芯混凝土封堵钢管柱脚。在首 层梁板完成后,钢管柱混凝土采用高抛法一次完成。3.3.5 钢筋混凝土柱施工在地下室土方开挖前,从桩顶往上对钢筋混凝土柱进行施工。由 于是在桩内施工,施工难度较大。本工程采用分 3 段的形式对地下部分钢筋混凝土柱进行施 工,以准确控制柱子垂直度和方位。柱模采用专门加工的钢定型模板,在地面
10、拼装后用塔式起 重机吊入桩孔就位,在桩孔内每隔 0.5m 设一道井字型水平支撑将其固定,然后浇筑混凝土。 3.3.6 土方开挖完成地下室桩柱后,可以开始进行基坑土方开挖。分为 2 个阶段,即明挖土阶 段和暗挖土阶段。前者是由 4 台大挖机进行盆式挖土,挖土时盆边盆底一次完成。机械挖至 比设计标高高 20cm 左右,余下的由工人迁土完成;而后者则是机械挖土与人工挖土相结合的盆式挖土方法。4 结语目前,逆作法已列入中华人民共和国国家标准建筑地基基础设计规范,高层建筑推广应用 逆作法,能够提高地下工程的安全性,可以大大节约工程造价,缩短施工工期,防止周围地基出 现下沉,随着经济的发展,高层建筑越来越多,基坑深度越来越大,相信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 张丰钦.浅谈地下室结构逆作法施工技术J.中国科技博览,2010,(4).2 胡建华,田建波.高层建筑地下室逆作法施工技术探讨J.广东建材,2009,(7).3 彭彬秋.关于建筑逆作法施工技术与安全管理的研究J.经济技术协作信息,2009,(15).
