摘要:本文闡述了逆作法施工技術(shù)的操作要點(diǎn),并結(jié)合某工程實(shí)例詳細(xì)分析了逆作法施工技術(shù),其目的是提高工程的經(jīng)濟(jì)效益,促進(jìn)企業(yè)發(fā)展。
關(guān)鍵詞:逆作法;技術(shù)特點(diǎn);施工技術(shù);質(zhì)量控制技術(shù)
1引言
“逆作法”,是高層建筑主體施工的一種合理縮短工期,提高經(jīng)濟(jì)效益的施工方法。逆作法施工在深基坑支護(hù)中大量運(yùn)用,具有廣泛的社會效益。
2逆作法施工技術(shù)的操作要點(diǎn)
2.1逆作法施工技術(shù)的原理
先沿建筑物地下室軸線或周圍施工地下連續(xù)墻或其他支護(hù)結(jié)構(gòu),同時(shí)建筑物內(nèi)部的有關(guān)位置澆筑或打下中間支承樁和柱,作為施工期間于底板封底之前承受上部結(jié)構(gòu)自重和施工荷載的支撐。然后施工地面一層的梁板樓面結(jié)構(gòu),作為地下連續(xù)墻剛度很大的支撐,隨后逐層向下開挖土方和澆筑各層地下結(jié)構(gòu),直至底板封底。同時(shí),由于地面一層的樓面結(jié)構(gòu)已完成,為上部結(jié)構(gòu)施工創(chuàng)造了條件,所以可以同時(shí)向上逐層進(jìn)行地上結(jié)構(gòu)的施工。如此地面上、下同時(shí)進(jìn)行施工,直至工程結(jié)束。
2.2逆作法施工技術(shù)工藝特點(diǎn)
可使建筑物上部結(jié)構(gòu)的施工和地下基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工平行立體作業(yè),在建筑規(guī)模大、上下層次多時(shí),大約可節(jié)省工時(shí)1/3。施工可少受風(fēng)雨影響,且土方開挖可較少或基本不占總工期。一層結(jié)構(gòu)平面可作為工作平臺,不必另外架設(shè)開挖工作平臺與內(nèi)撐,這樣大幅度削減了支撐和工作平臺等大型臨時(shí)設(shè)施,減少了施工費(fèi)用。由于開挖和施工的交錯進(jìn)行,逆作結(jié)構(gòu)的自身荷載由立柱直接承擔(dān)并傳遞至地基,減少了大開挖時(shí)卸載對持力層的影響,降低了基坑內(nèi)地基回彈量。受力良好合理,圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形量小,因而對鄰近建筑的影響亦小。
3工程應(yīng)用
3.1工程概況
寧波國際會展中心,占地面積8 788.537 m2,建筑基底面積5 560 m2,地上建筑面積10 823.1 m2,地下建筑面積8 900 m2(擬設(shè)置二層地下室),總建筑面積19 723.10 m2,基礎(chǔ)形式為人工挖孔樁,基坑支護(hù)為“攪拌樁+旋噴樁+噴錨網(wǎng)+放坡”。采用逆作法施工,地下連續(xù)墻與土體之間粘結(jié)力和摩擦力不僅可利用來承受垂直荷載,而且還可充分利用它承受水平風(fēng)力和地震作用所產(chǎn)生建筑物底部巨大水平剪力和傾覆力矩,從而大大提高了抗震效應(yīng)。
逆作法施工隨之帶來了需要解決的問題之一,即本道水平支撐結(jié)構(gòu)施工完畢后進(jìn)行下一步土方開挖時(shí),已施工完畢的水平支撐結(jié)構(gòu)懸空了,需要設(shè)計(jì)豎向承重構(gòu)件來承受各道水平支撐向下傳遞的荷載,工程設(shè)計(jì)中通常采用鋼格構(gòu)柱來作為豎向承重構(gòu)件使用。鋼格構(gòu)柱在工程樁基施工階段預(yù)埋在灌注樁頂,土方開挖后格構(gòu)柱露出,基坑各道水平支撐結(jié)構(gòu)與之連接,其荷載通過鋼格構(gòu)柱豎向傳遞到灌注樁,以解決逆作法施工中水平支撐結(jié)構(gòu)荷載的豎向傳遞問題。其中框架柱與格構(gòu)柱重合位置的柱頭施工較為復(fù)雜,柱頭插筋就是逆作法最重要的施工工序之一,其施工質(zhì)量直接關(guān)系到工程的結(jié)構(gòu)安全。結(jié)合該工程特點(diǎn),工程的重點(diǎn)或難點(diǎn)主要有:
(1)降排水及水位監(jiān)測;
(2)基坑周邊支護(hù);
(3)土方開挖;
(4)結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測;
(5)地下室防水;
(6)地下室結(jié)構(gòu)的防裂、抗?jié)B措施。
3.2施工部屬
(1)監(jiān)測系統(tǒng)安裝與降水
土方開挖階段基坑邊坡土體及上部主體結(jié)構(gòu)由業(yè)主委托專業(yè)公司進(jìn)行監(jiān)測,監(jiān)測邊坡土體穩(wěn)定性及建筑物沉降,發(fā)現(xiàn)異常情況如變形速率突變、超過允許或設(shè)計(jì)變形量(沉降量)及其它突發(fā)情況應(yīng)立即停止土方開挖,及時(shí)將情況向監(jiān)理公司、建設(shè)單位匯報(bào),并采取應(yīng)急措施防止發(fā)生安全質(zhì)量事故。
(2)±0.00梁板混凝土澆筑
現(xiàn)有場地平均標(biāo)高為6 m左右,±0.00相對于絕對高程+9.13 m,兩者高差3.13 m左右,滿足模板支設(shè)空間要求,采用鋼管木模板體系支設(shè)梁板模。
(3)土方開挖
在±0.00 m梁板混凝土澆筑完畢28 d,且在預(yù)應(yīng)力張拉完成以后,地下室土方開挖隨即開始,開挖采用機(jī)械與人工配合方式,機(jī)械以小型挖掘機(jī)械為主。
在北側(cè)附近各設(shè)一個出土口,出土口規(guī)格7 000mm×6 000 mm,2個出土口配備一臺龍門吊車,在洞口上方安裝龍門吊,直接將地下室土方調(diào)運(yùn)至自卸汽車。
(4)安裝鋼管柱
地下室鋼管柱定位器在人工挖孔樁樁芯混凝土澆筑至設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)預(yù)先埋設(shè),或者人工挖孔樁澆至承臺底150 mm,清理浮漿安裝定位器后按設(shè)計(jì)要求澆筑混凝土。應(yīng)注意校核定位器軸線偏差在允許范圍之內(nèi),樁基礎(chǔ)檢測完畢并合格后即分段安裝鋼管柱,同時(shí)在鋼管柱底部澆灌1 500 mm高C35柱芯混凝土,以增強(qiáng)其底部節(jié)點(diǎn)的受力性能。
(5)±0.00 m梁板混凝土澆筑
現(xiàn)場實(shí)際場地平均高程為6.0 m左右,若±0.00m相當(dāng)于絕對標(biāo)高9.13m,高差近3.13m,將現(xiàn)有場地平整好后用100厚C15混凝土硬化,在硬化的地面上采用鋼管木模板支撐體系澆筑±0.00 m梁板混凝土。梁與鋼管柱節(jié)點(diǎn)處理按設(shè)計(jì)圖紙施工,同時(shí)在指定位置預(yù)留出土口。
(6)土方開挖
±0.00 m梁板混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度100%后,進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉,在拆除支撐系統(tǒng)后即可開始土方開挖,開挖首先用人工自預(yù)留洞口開挖,具有一定工作面后由小型挖掘機(jī)械施工,出土方式擬同時(shí)采用2種方案:
①在地下室北側(cè)2個出土預(yù)留洞口,采用龍門吊將土方由洞口直接調(diào)運(yùn)至自卸汽車,以免在邊坡周邊堆放過多土方,防止邊坡失穩(wěn)。
②在地下室南側(cè),利用○E-○A區(qū)段以開挖的基坑從側(cè)面向地下室里側(cè)開挖。
隨著開挖的進(jìn)行,土釘支護(hù)、噴錨網(wǎng)等各種邊坡支護(hù)形式按相應(yīng)的支護(hù)方案同步施工,避免超挖。在開挖至地下一層板面標(biāo)高以上500 mm時(shí),應(yīng)停止開挖,對鋼管柱進(jìn)行臨時(shí)加固。
(7)地下室底板混凝土澆筑
即按通常做法做承臺磚胎膜(按整板形式考慮,不設(shè)地梁)、C10場地硬化,硬化后做底板防水基層、防水層、防水保護(hù)層,然后綁扎底板鋼筋,澆筑底板混凝土。
3.3逆做法施工要點(diǎn)
(1)西側(cè)土方開挖與外運(yùn)
首層結(jié)構(gòu)完成并達(dá)到一定強(qiáng)度后,須進(jìn)行出土口的布置和垂直出土龍門吊的安裝,土石方開挖采用大面積暗挖,用小型挖土機(jī)挖土石方,并輔以人工開挖及修方,運(yùn)輸距離遠(yuǎn)的,可考慮用履帶推土機(jī)推運(yùn)至出土口附近,再由挖土機(jī)裝斗,龍門吊吊出基坑,直接裝汽車運(yùn)出場外。
每個出土口安排3臺小型挖土機(jī)施工,2臺開挖作業(yè),1臺裝斗作業(yè),另預(yù)備40人作基坑壁、柱面的修方。龍門吊軌道須經(jīng)過部分首層樓板,對此范圍的梁板在結(jié)構(gòu)施工前配筋應(yīng)做必要的加強(qiáng)處理,滿足施工需要。南側(cè)根據(jù)○E-○A基坑開挖情況從多個位置向里開挖,土方可由推土機(jī)推至堆土點(diǎn),再集中外運(yùn)。
(2)北側(cè)土方開挖與外運(yùn)
首層結(jié)構(gòu)完成并達(dá)到一定強(qiáng)度后,首先開挖攪拌樁與地下室外邊線12.0 m范圍的土方,并留設(shè)出土坡道。坡道形成后,安排6臺小型挖土機(jī)和3臺中型挖土機(jī)施工,在場地具備工作面后再安排3臺推土機(jī)將里面的土方推運(yùn)至裝車點(diǎn)。
為加快施工進(jìn)度,根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況,計(jì)劃在現(xiàn)場南側(cè)設(shè)一個臨時(shí)堆土場地,確保白天、晚上均能進(jìn)行挖土工作,提高晚上土石方外運(yùn)的強(qiáng)度。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),土方外運(yùn)速度可按6 500 m3/d計(jì)算。
(3)逆作法施工的坑內(nèi)降水
挖土?xí)r要保證各降水井及時(shí)抽水,根據(jù)現(xiàn)場開挖情況在地下室內(nèi)部設(shè)集水坑和排水溝。
(4)在施工人工挖孔樁護(hù)壁時(shí)即進(jìn)行鋼管定位
預(yù)埋件的安裝,澆筑樁芯混凝土后,在混凝土初凝前應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求剔除樁頂?shù)母≡鼘?。同時(shí),做好鋼管柱定位器的安裝、固定和位置校核的工作。鋼管柱加工時(shí)一次成型,放入樁孔,套于定位器上,并在樁孔壁和鋼管外壁之間的空隙中按設(shè)計(jì)要求填砂。
(5)逆作法施工的鋼筋工程
地下室樓板、梁與地下墻、中間柱的連接,均按設(shè)計(jì)圖的要求采用預(yù)埋鋼板或插筋,然后與梁板內(nèi)的鋼筋焊接或機(jī)械連接。
3.4逆作法施工的安全措施
(1)逆作施工時(shí),坑洞和孔洞較多,要設(shè)圍護(hù)欄桿,上下要設(shè)有專用上、下人梯,垂直孔洞的防護(hù)應(yīng)有專項(xiàng)安全方案和具體要求。
(2)地下通風(fēng)、用電和照明,應(yīng)保證現(xiàn)場施工的要求。
(3)利用有效的監(jiān)測手段進(jìn)行信息化施工,如發(fā)現(xiàn)有地面異常等不利征兆,必須加強(qiáng)監(jiān)測,并立即采取安全措施處理。
(4)認(rèn)真研究鉆探資料,分析地質(zhì)情況,對可能出現(xiàn)的地質(zhì)不良現(xiàn)象和有害氣體等情況,須作出預(yù)防措施和應(yīng)急措施。
(5)施工過程中,應(yīng)密切注意挖土和排水時(shí)基坑的安全,挖土機(jī)不得碰撞梁板及支撐柱結(jié)構(gòu)。
4結(jié)語
逆作法就是一項(xiàng)近幾年發(fā)展起來新興的基坑支護(hù)技術(shù)。它是施工高層建筑多層地下室和其他多層地下結(jié)構(gòu)的有效方法。成功完成一個逆作法施工的工程涉及到的因素還很多,但節(jié)點(diǎn)的處理是否恰當(dāng)毫無疑問也是重要的因素之一。本文介紹的質(zhì)量控制技術(shù)是經(jīng)過工程實(shí)踐,不但證明是可行的,而且質(zhì)量也是可控的。