【摘要】本文首先分析了逆作法施工技術(shù)的優(yōu)勢(shì),然后探討了逆作法施工中的要點(diǎn)問題,最后就躍層逆作法施工技術(shù)進(jìn)行了研究。本文是個(gè)人的一些觀點(diǎn),可供同行參考。
【關(guān)鍵詞】逆作法;施工
前言
逆作法是建筑項(xiàng)目開挖基坑時(shí),采用盆式挖土,先放坡開挖基坑中心部位的土體,靠近圍護(hù)墻處留土以平衡坑外的壓力,待基坑中心部位開挖至坑底后,由下往上順作施工基坑中心部位地下結(jié)構(gòu)至地下一層的頂板,用作圍護(hù)墻的水平支撐,然后進(jìn)行周邊地下結(jié)構(gòu)的逆作施工,這時(shí)上部結(jié)構(gòu)也可以同時(shí)施工。
一、逆作法施工技術(shù)的優(yōu)勢(shì)分析
逆作法施工技術(shù)的優(yōu)勢(shì)主要有以下3點(diǎn)。
1、能縮短工程施工的總工期。具有多層地下室的高層建筑,由于受技術(shù)和設(shè)備的限制,往往僅能施工地下一層,極少能同步施工上部結(jié)構(gòu)。實(shí)踐證明,逆作法改變了過去只有一層地下工程占部分絕對(duì)工期的傳統(tǒng)施工方法,而讓其他各層地下室與地上結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)同步施工,統(tǒng)籌協(xié)調(diào)好地下結(jié)構(gòu)向超深發(fā)展和上部結(jié)構(gòu)向超高發(fā)展的關(guān)系,將不占絕對(duì)工期,因此,可以大大縮短施工的總工期。
2、施工基坑變形小。采用逆作法施工,可以減小深基坑變形和對(duì)施工周圍環(huán)境的影響,尤其是減少了施工作業(yè)對(duì)周邊居民生活的影響。同時(shí),利用地下室的樓蓋結(jié)構(gòu)作為地上支護(hù)結(jié)構(gòu),借用地下連續(xù)墻的水平支撐體系,其剛度比傳統(tǒng)施工過程中臨時(shí)支撐的剛度大很多。而且,不需要另外增加臨時(shí)支撐,減少了傳統(tǒng)施工時(shí)的拆撐、換撐等環(huán)節(jié),因此可減少圍護(hù)墻在側(cè)壓力作用下的側(cè)向變形。
3、合并基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)。采用逆作法施工,將地下室外墻與基坑圍護(hù)墻兩墻合一,既改變了傳統(tǒng)施工方法中單獨(dú)設(shè)立圍護(hù)墻的做法,又可最大限度地在工程用地范圍內(nèi)擴(kuò)大了地下室的面積,明顯地增加了建筑物的有效使用面積。同時(shí),地上圍護(hù)墻的支撐體系直接由地下室樓蓋結(jié)構(gòu)代替,可以節(jié)省大量支撐費(fèi)用。特別是樓蓋結(jié)構(gòu)即支撐體系,有效地解決了特殊平面形狀建筑或局部樓蓋缺失所帶來的布置支撐的困難,使得整座高層建筑的受力更加合理。
二、逆作法施工中的要點(diǎn)問題分析
1、節(jié)點(diǎn)構(gòu)造。(1)樓板梁與中間支承柱的節(jié)點(diǎn)。在逆作法施工工藝中,中間支承柱是重要的豎向支撐構(gòu)件。在樓板梁與中間支承柱節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)中,水平支撐體系采用剛度較大的主體結(jié)構(gòu)梁板代替鋼筋混凝土支撐或鋼支撐。這樣可以解決梁鋼筋如何穿過中間支承柱或與中間支承柱如何連接的問題,有效地防止和杜絕在深基坑施工由于支撐等各種因素引起的施工事故,不僅確保施工安全,還保證在復(fù)合柱完成后,節(jié)點(diǎn)質(zhì)量和內(nèi)力分布與設(shè)計(jì)計(jì)算完全一致。(2}地下連續(xù)墻與樓板、梁節(jié)點(diǎn)。在逆作法施工技術(shù)中,地下室樓蓋是作為地下連續(xù)墻的可靠支撐來設(shè)計(jì)的,因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,樓蓋梁與地下連續(xù)墻的連接必須按固結(jié)進(jìn)行考慮,為了確保其與樓板、梁等節(jié)點(diǎn)的可靠性,要設(shè)法使梁端受力鋼筋的錨固或連接、梁斷面的抗彎和抗剪強(qiáng)度等達(dá)到設(shè)計(jì)要求。(3)地下連續(xù)墻與底板的連接。地下連續(xù)墻作為基坑支護(hù)結(jié)構(gòu),其適用于各種復(fù)雜施工環(huán)境和多種地質(zhì)條件。而在逆作法施工技術(shù)中,地下連續(xù)墻與地下室底板的連接節(jié)點(diǎn)必須滿足2個(gè)要求:一是地下室底板與地下連續(xù)墻要連成一個(gè)整體,使之與設(shè)計(jì)假定的剛性節(jié)點(diǎn)一致。二是地下室底板與地下連續(xù)墻應(yīng)連接緊密,地下連續(xù)墻與墻體混凝土的抗?jié)B等級(jí)不得小于0.6 MPa,二層以上地下室不能小于0.8 MPa,這樣才能達(dá)到防水的要求。
2、土方開挖。(1)挖土方式。一是明挖。該方法具有施工簡(jiǎn)單、快捷、經(jīng)濟(jì)、安全等優(yōu)點(diǎn),但是對(duì)周圍環(huán)境影響較大。在明挖施工過程中,如果基坑的平面面積很大時(shí),一般基坑對(duì)撐困難,可以采用部分逆作法,即“中順邊逆”法。該方法采用放坡和中心島開挖相結(jié)合,繼續(xù)保留周邊土體,使之達(dá)到有效控制圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形和減少懸臂彎矩的目的。二是暗挖。暗挖實(shí)質(zhì)上是掏挖,主要采用小型挖土機(jī)與人工挖土相結(jié)合,而地下水平運(yùn)輸則采用人力拖車運(yùn)輸?shù)匠鐾量谙?,再由專門的抓土行車通過吊運(yùn)來完成。(2)取土口的布置。一是半封閉式的逆作法,其取土口的布置可按傳統(tǒng)的順作法直接用挖土機(jī)出土,通過土方車運(yùn)出場(chǎng)地。二是全封閉式逆作法,因?yàn)槭┕な窃陧敳繕巧w封閉的條件下進(jìn)行,當(dāng)進(jìn)行地下各層地下室結(jié)構(gòu)施工時(shí),應(yīng)考慮施工設(shè)備、土方、模板、鋼筋、混凝土等的上、下運(yùn)輸問題,在不互相干擾和影響的情況下,必須設(shè)計(jì)并預(yù)留出幾個(gè)上、下貫通的垂直運(yùn)輸通道,以保證設(shè)備、土方、模板、鋼筋和混凝土的運(yùn)送通暢。(3)取土口的尺寸。取土口的形狀大小不僅要滿足挖土機(jī)械、支撐及材料運(yùn)輸?shù)囊?,而且還應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)受力的要求,特別是在土壓力作用下能有效地傳遞水平力,應(yīng)盡可能采用大開口,以加快出土速度。同時(shí),應(yīng)不改變地下室頂板的受力,而且不能改變柱、梁結(jié)構(gòu)的布置。
三、躍層逆作法施工技術(shù)的應(yīng)用問題分析
逆作法是一種主體結(jié)構(gòu)與支護(hù)結(jié)構(gòu)相結(jié)合的施工方法,與傳統(tǒng)的順作法相比,更加科學(xué),但也更加復(fù)雜,尤其是躍層逆作工藝。躍層超挖后,部分樓層的地下結(jié)構(gòu)梁板需要后施工,直接挖至地下二層結(jié)構(gòu)梁板底標(biāo)高,不但躍過地下一層結(jié)構(gòu)梁板,而且在基坑開挖過程中,圍護(hù)結(jié)構(gòu)少了一道水平支撐。作為水平支撐體系的地下結(jié)構(gòu)梁板則受力更大,需要對(duì)更多的地方進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗壓與抗彎驗(yàn)算和監(jiān)控,同時(shí)加強(qiáng)樓板局部的設(shè)計(jì),采取局部加大主體結(jié)構(gòu)梁的尺寸與配筋、多增設(shè)臨時(shí)水平支撐和封板等措施。在超挖過程中,應(yīng)采取留土護(hù)坡措施,防止一次性開挖過大引起圍護(hù)結(jié)構(gòu)及周邊環(huán)境產(chǎn)生變形過大的現(xiàn)象?;訃o(hù)結(jié)構(gòu)的變形必須根據(jù)擬定的工況進(jìn)行嚴(yán)格的計(jì)算分析,圍護(hù)結(jié)構(gòu)的計(jì)算沿基坑縱向取單位長(zhǎng)度,采用豎向彈性地基梁桿系有限元法進(jìn)行受力分析,并考慮基坑開挖、支撐安裝、主體結(jié)構(gòu)混凝土澆筑等施工過程的特點(diǎn),按“先變形、后支撐”的原則模擬實(shí)際施工的工況,使之在規(guī)范規(guī)定的允許范圍內(nèi)進(jìn)行。
(1)主體結(jié)構(gòu)梁板支撐體系受力計(jì)算。躍層逆作施工由于減少了水平支撐的道數(shù),因此通過圍擦傳遞到結(jié)構(gòu)梁板上的圍壓更大。為保證基坑開挖的安全,加強(qiáng)撐采用了斜撐或內(nèi)嵌環(huán)梁的形式,并且重點(diǎn)針對(duì)主體結(jié)構(gòu)梁板支撐體系的內(nèi)力及變形情況進(jìn)行分析,為基坑設(shè)計(jì)及施工提供參考和校核。
(2)留土護(hù)坡。該施工方法簡(jiǎn)便,周邊土方分塊挖土順序遵循對(duì)角對(duì)稱施工、對(duì)邊對(duì)稱施工的原則,將周邊逆作區(qū)分為幾個(gè)部分,其中有角區(qū)域、跨中區(qū)域,采用先角后中的順序施工。該施工方法無需增加額外的施工費(fèi)用,是一種有效減少圍護(hù)結(jié)構(gòu)位移的方法。
(3)取土工藝及設(shè)備。采用鋼筋混凝土坡道與出土口的垂直升降機(jī)相結(jié)合的取土方法,使土方車直接進(jìn)人開挖面,而且分級(jí)通向,極大地簡(jiǎn)化了土方外運(yùn)的流程和提高了運(yùn)輸速度,實(shí)現(xiàn)了互不干擾和影響即各走其道的目的。特別是挖機(jī)的土可以直接裝上土方車,極大地提高了外運(yùn)速度。同時(shí),坡道出土對(duì)上部結(jié)構(gòu)的施工沒有影響,加快了整個(gè)項(xiàng)目逆作法施工的進(jìn)度。
四、結(jié)語
建筑施工技術(shù)是研究建筑工程的施工規(guī)律、施工工藝、施工方法、質(zhì)量要求和施工安全措施的學(xué)科,根據(jù)工程的具體條件,選擇經(jīng)濟(jì)、合理的施工方案,采用先進(jìn)的施工技術(shù),在保證工程質(zhì)量和施工安全的前提下,實(shí)現(xiàn)技術(shù)與經(jīng)濟(jì)的統(tǒng)一,保證工程優(yōu)質(zhì)、如期完成。隨著高層建筑的不斷增加,逆作法施工工藝應(yīng)運(yùn)而生。本文以上就此展開論述。
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