摘 要 地下結(jié)構(gòu)逆作法集成技術(shù)只有在集成了各個專項的新技術(shù)后,才能在實現(xiàn)效益最大化的目標(biāo)。在結(jié)合各項新技術(shù)時要考慮環(huán)境因素的影響、交通因素的影響、安全因素的影響、成本因素的影響、時間因素的影響以及社會效應(yīng)的影響等各個方面,針對不同地區(qū)、不同工程實際以及各項主要矛盾進行實踐應(yīng)用。大型地下建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計、施工總是圍繞這些問題展開,地下結(jié)構(gòu)逆作法集成技術(shù)以逆作法為主線,在各個工程中按需要結(jié)合不同的新技術(shù),完成相應(yīng)的設(shè)計理念,達到影響最小,效益最大的目的。其技術(shù)集成的思路主要考慮關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)的集。
關(guān)鍵詞 地下 逆作法 設(shè)計思路
一、順、逆作法分界線的設(shè)置
順、逆作法分界線的設(shè)置包括豎向分界及水平分界。豎向分界根據(jù)本同的工程環(huán)境、條件,逆作法施工分界線可以是正負(fù)0.00板、地下一層樓板、地下二層樓板等。從永久結(jié)構(gòu)受力角度分析,在正負(fù)0.00板處使用比較復(fù)雜,屬結(jié)構(gòu)加強層,設(shè)計中樓板承載力較強,可以作為逆作法的分界線,便于實施中靈活處理。日前的逆作法實施中首層也可以采用大開挖方式,即圍護內(nèi)側(cè)留土坡.基坑內(nèi)大開挖,即可以方便施工的挖土,提高施工的速度,又無須采用支撐,這種施工方式適用于用地場地較大,地下一層層高的工程,如后述的琶洲跨國采購中心等地下展示廳工程,取得了較好的效果。
水平分界主要根據(jù)工程平面的大小、剪力墻核心筒設(shè)置位置等平面因素確定,由于剪力墻逆作法存在一定的難度.剪力墻位置正作配合周邊框架逆作可充分發(fā)揮兩種方法的特點,非常適用在剪力墻核心筒居中設(shè)置且周邊框架水平支撐剛度較大的情況,如廣州東湖廣場工程就是應(yīng)用了這種逆作法組合。
二、基坑支護形式的確定
逆作法的圍護與其他順作法圍護形式略有不同,主要有地下連續(xù)墻、鉆孔灌注樁、土釘墻、排樁、鋼板樁或利用土體內(nèi)聚力分級筑墻等形式,從工程實施情況分析各有優(yōu)點。常用的地下室逆作法基坑支護形式為地下連續(xù)墻;另外采用挖孔或鉆孔成型的排樁也可應(yīng)用于逆作法,而改良的半圓排樁構(gòu)造連接及效果由于更接近于地下連續(xù)墻,也有一定應(yīng)用。采用地下連續(xù)墻及排樁時還可配合錨桿、錨索,使其變形控制更理想。地下—層采用大開挖式的逆作法及在土層良好的多層地下室下層施工也可應(yīng)用常規(guī)的淺基坑支護技術(shù),如土釘墻及噴錨支護等,但需根據(jù)場地及土層的具體情況綜合確定。
三、文撐方格及桿距的選擇
支撐立柱是逆作法施工中主要的受力構(gòu)件之一,設(shè)計中應(yīng)綜合考慮下列因素:永久結(jié)構(gòu)體系的布置、荷載分4J及大小,立柱樁的承載能力、地質(zhì)條件,逆作法亡下同時施工的要求和逆作法施工層數(shù)。支撐立柱一般分為永久立柱和臨時立柱,由于水久支撐柱不需在后期拆卸,在逆作法設(shè)計中更適用。
目前常用的中間支撐住結(jié)構(gòu)型式有:直接利用地下室的結(jié)構(gòu)柱作為中間支撐柱;底端插入灌汁樁的內(nèi)設(shè)工字鋼、H型鋼的鋼骨混凝土柱;鋼管混凝土中間支撐柱;鉆孔灌注樁作為中間支撐柱。文撐立柱在地下室開挖時作為臨時承重柱,隨后作為地下結(jié)構(gòu)工程的一部分澆筑在工程柱內(nèi);同時支撐柱要與樓蓋梁連接,由于柱先形成,梁與柱連接節(jié)點的施工有一定的難度。因此在選擇中間支撐柱的結(jié)構(gòu)型式時,一方面要考慮使其有較高的承載能力,另一方面又要便于與梁板的連接方便施工。為此,支撐立柱多采用底端插入灌注樁的H型鋼柱或與鋼管混凝土柱,不僅與樓蓋梁等鋼筋的連接較方便,而且承載力較高,這其中鋼管混凝土柱是首選的中間支撐桿:另外,由于支撐止柱的布置與桿距大小直接影響地下室開挖及施工的難度,合理及大跨度的柱網(wǎng)可為挖土機械提供靈活的操作空間,但過大的柱距有會造成結(jié)構(gòu)經(jīng)濟性較差。
四、立柱樁的施工方式
根據(jù)各地不同的條件,立柱樁的設(shè)計存在著較大的差別。立社樁的設(shè)計應(yīng)滿足承載力和變形的要求,半要采用的立柱樁有挖孔灌注樁、鉆孔灌注樁、采用連續(xù)墻施工方式的樁、沉管灌注樁。最常用的是控孔灌注樁與鉆孔灌這樁,均有成熟的設(shè)計及施工配合技術(shù),其中挖孔灌注樁因定位器安裝方便及鋼柱吊裝準(zhǔn)確等優(yōu)點成為逆作法施工的首選。
五、樓蓋形式的選擇
常規(guī)的地廠室樓蓋為鋼筋觀凝土結(jié)構(gòu)。鋼筋混凝土樓蓋具有水平剛度大的優(yōu)點,但隨著鋼結(jié)構(gòu)及鋼—混凝土組合結(jié)構(gòu)等新技術(shù)越來越多地在工程中應(yīng)用,地下室逆作法施工中部分或全部采用鋼結(jié)構(gòu)可使材料運輸量減少而加快施工速度,并避免上層樓蓋模板拆除過程中的安全問題。
六、連接節(jié)點的設(shè)計
由于逆作法施工方法有較大的區(qū)別,施工時是在地下自上而下進行。工作環(huán)境與施工條件有很大變化,所以各種地下室的結(jié)構(gòu)節(jié)點施工與常規(guī)施工也有較大的變化。逆作法施工的結(jié)構(gòu)節(jié)點設(shè)計,根據(jù)工程實實踐滿足下述要求。
(a)既滿足結(jié)構(gòu)永久受荷狀態(tài)下的設(shè)計要求,又要滿足施工狀態(tài)下的受荷要求。即節(jié)點設(shè)計既要符合結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范的要求.又要滿足施工工況受荷條件下的受力要求。
(b)構(gòu)造必須在工藝上滿足現(xiàn)有的工藝手段與施工能力,即設(shè)計的節(jié)點是可行的、可操作的,在滿足受力前提下愈簡單愈好,同時不要影響建筑物的使用功能。
(c)節(jié)點構(gòu)造必須滿足抗?jié)B防水要求.不能因為節(jié)點施工降低了抗?jié)B性的滲漏。
逆作法施工的幾種主要連接節(jié)點以及其設(shè)計要點如下。
(a)地廠連續(xù)墻與梁節(jié)點連接
地下室樓蓋是地下連續(xù)墻圍護墻的可靠支撐,在結(jié)構(gòu)設(shè)計中樓蓋梁與地下連續(xù)墻多按固接考慮,因此該節(jié)點的可異性十分重要.必須設(shè)法確保梁端受力鋼筋的錨固、梁截面的抗彎和抗剪強度等設(shè)計要求。在設(shè)計地下連續(xù)墻與主體結(jié)構(gòu)接頭時,可根據(jù)結(jié)構(gòu)的實際情況,采用剛性接頭、鉸接接頭和不完全剛性接頭等形式.以滿足不同的要求。
(b)地下連續(xù)墻與底板連接節(jié)點
連接應(yīng)使地下室底板與地下連續(xù)墻連成整體,與設(shè)計假定的剛性節(jié)點一致,并達到防水的要求。為了保證連接質(zhì)量.沿地下連續(xù)墻四周將底板進行加強處理,加配一些鋼筋。在底板與地下連續(xù)墻接觸面處設(shè)止水條,增強防水能力,也可在連接處沒剪力鍵增強抗剪能力:當(dāng)排樁支護作為圍護結(jié)構(gòu)時,可將主體結(jié)構(gòu)的底板和樓板插入樁體內(nèi),在施工挖孔樁到底板或樓板標(biāo)高時,將鋼筋預(yù)先插入挖孔樁內(nèi)并先澆灌一段底板汲凝土。
(c)中間支撐柱與梁連接節(jié)點
梁柱節(jié)點的設(shè)計及構(gòu)造主要取決于中間支撐柱的結(jié)構(gòu)形式:H型鋼中間支撐柱與梁鋼筋的連接,主要有鉆孔鋼筋連接法和傳力鋼板法。
參考文獻:
[1]謝建新.逆作法在高層建筑多層建筑地下室施工中首次較完善應(yīng)用[J].上海建設(shè)科技,1996.3.
[2]任家驥.“仿逆作法“在雙層地下室工程中的應(yīng)用[J].建筑結(jié)構(gòu),l993.2.
(作者單位:河南省扶溝縣住建局)