【摘 要】逆作法是一項近幾年發(fā)展起來新興的基坑支護技術(shù),隨著國內(nèi)經(jīng)濟的迅速發(fā)展,高層建筑如雨后春筍般紛紛涌起。在多數(shù)地下室的施工中,均采用傳統(tǒng)的正作法程序,即:開挖基坑——施工基樁——施工底板——施工地下室豎向構(gòu)件——施工地下室梁板。地下室施工耗費的時間占了整棟樓相當(dāng)大的比例。近幾年來,“逆作法”施工新技術(shù)正被逐漸運用并趨于成熟。該技術(shù)適用于市區(qū)建筑密度大,鄰近地鐵線路、建筑物及周圍環(huán)境對沉降變形敏感,施工場地狹窄,施工工期緊張,地基軟土層厚等工程情況,對于三層及以上的地下室效果尤為明顯。在逆做法整體施工過程中,最為重要的工序之一即為:逆做鋼立柱施工。其施工工藝的選擇在很大程度上決定了鋼立柱施工質(zhì)量優(yōu)劣、進度快慢以及成本投入的多少等。逆做區(qū)的基礎(chǔ)及地下室的結(jié)構(gòu)形式一般為鋼混組合結(jié)構(gòu),其中鋼柱為埋入式鋼柱,施工時需將鋼柱插入樁內(nèi)一定深度,因此鋼柱的吊裝需與灌注樁的混凝土澆筑同步交叉進行。鋼柱安裝時需在樁頂安裝定位器,作為鋼柱底部的固定點及支撐點;同時應(yīng)在地表設(shè)立臨時安裝支架,作為鋼柱上部的固定點及鋼柱軸線定位及垂直度的調(diào)節(jié)設(shè)備。而針對鋼立柱的逆做施工,業(yè)內(nèi)一直缺少具體而周密的的工藝操作流程及有效的質(zhì)量保證措施。
【關(guān)鍵詞】逆作法;鋼立柱;工藝流程;質(zhì)量保證
0.工程概況
由我集團公司承建的崗廈河園片區(qū)舊改項目中區(qū)4#地塊工程位于深圳市中心區(qū),工程地點鄰近地鐵,且周邊道路和建筑眾多。該工程屬整個崗廈河園片區(qū)舊改項目的其中一部分,其中南側(cè)約1/3區(qū)域因緊鄰地鐵保護區(qū),需采用逆做,并且是全逆做。該工程位于深圳市中心區(qū),受周邊地鐵影響,本工程采用逆作法施工?;A(chǔ)為旋挖鉆孔樁,地下室豎向結(jié)構(gòu)為鋼管混凝土柱,水平結(jié)構(gòu)為鋼梁及鋼筋桁架板樓板,共有83根鋼管混凝土柱,全部為逆做鋼柱。
1.施工工藝特點
(1)逆做鋼立柱吊裝采取一次性整體吊裝完成,不用分段拼裝。
(2)逆做鋼立柱吊裝需預(yù)先埋置定位器,以確保鋼柱定位精準(zhǔn)。
(3)該施工工藝中鋼柱定位器安裝采取“分離式”安裝,比傳統(tǒng)“整體式”安裝在很大程度上提高了安裝精度。
(4)該施工工藝中鋼立柱砼澆筑先于鋼立柱周邊砂石回填進行,與傳統(tǒng)工序相反,從而避免了柱底雜質(zhì)對鋼管砼產(chǎn)生影響。
(5)該施工工藝中應(yīng)用了自制自動間斷抽水水泵,確保鋼柱底無積水。
2.適用范圍
本施工工藝適用于所有逆做法鋼立柱施工,包括人工挖孔樁基礎(chǔ)和旋挖鉆孔樁基礎(chǔ)。
3.工藝原理
3.1逆做鋼柱整體施工原理
逆做鋼柱主要應(yīng)用于逆作法施工中,鋼柱即為支撐上部正做結(jié)構(gòu)和連接底部樁基礎(chǔ)的豎向構(gòu)件,待樁基礎(chǔ)(人工挖孔樁/鉆孔樁)施工完畢后,形成操作孔洞,即可一次性吊裝鋼柱,通過柱底定位器將鋼柱底部與樁基礎(chǔ)連接固定,然后澆筑鋼管柱砼,并回填鋼柱周邊空孔,隨后鋼柱頂上部結(jié)構(gòu)即可先行施工,底部結(jié)構(gòu)跟隨土方開挖順序由上而下依次逆做施工。
3.2逆做鋼柱定位原理
因鋼柱整體吊裝與樁基固定連接后位置即已固定,進而與上部水平結(jié)構(gòu)連接位置已固定,故鋼柱與樁基連接固定位置準(zhǔn)確性至關(guān)重要,在施工過程中,需要在樁頂預(yù)埋安裝定位器來確保鋼柱的位置,定位器安裝需要施工人員下到樁孔內(nèi)進行定位安裝,只有這樣才能確保定位器安裝的準(zhǔn)確性,進而確保鋼樁插入定位器時的位置準(zhǔn)確性。
3.3鋼管砼澆筑原理
因鋼管柱均為一次性整體式吊裝,故鋼管柱長度較長,且只能從鋼管柱頂進行澆筑,故需采用高拋免震砼進行澆筑。但在澆筑鋼管砼之前,應(yīng)確保鋼管柱底部無積水、無雜質(zhì),否則將會嚴重影響到鋼管柱砼的整體質(zhì)量,故需要采取相應(yīng)針對性措施以確保鋼管柱底清潔度,本工藝采取的是鋼柱底部外側(cè)設(shè)置不間斷抽水裝置,并先澆筑鋼管柱砼后回填鋼管柱周邊空孔以避免泥渣進入鋼管柱內(nèi)部的方法。
4.施工工藝流程及操作要點
4.1施工工藝流程
4.2操作要點
4.2.1人工挖孔樁提供操作空間
根據(jù)設(shè)計要求,若設(shè)計為人工挖孔樁則可一次性形成鋼柱定位器安裝操作空間,若設(shè)計為旋挖鉆孔樁基礎(chǔ),則需先進行旋挖鉆孔樁施工,待旋挖鉆孔樁施工完成后將空孔回填,然后重新進行人工挖空孔施工,挖孔樁直徑需大于原鉆孔樁直徑,且在根部受鉆孔樁頂部鋼筋影響需做擴大孔處理。挖空孔施工嚴格按照人工挖孔樁進行,注意孔內(nèi)通風(fēng),護臂鋼筋及砼嚴格按照設(shè)計執(zhí)行,孔洞形成后及時做好安全防護。如下圖所示:
4.2.2破除樁頭砼浮漿
逆做區(qū)工程樁已施工完成,全部空樁已開挖完畢,空孔直徑較立柱樁直徑大600mm,護壁施工至樁頂標(biāo)以下1.7m(設(shè)計要求首次澆筑樁頂標(biāo)高),鉆孔樁施工完成后頂部有500mm高的浮漿,需進行人工剔鑿,因樁基砼強度較高,需利用風(fēng)鎬破碎,下部破碎操作時,將產(chǎn)生較大的灰塵,工人操作時需佩戴防毒面罩,并應(yīng)做好通風(fēng)措施。
4.2.3樁頭鋼筋綁扎
待樁頭混凝土浮漿破除完畢,抽水并清理孔內(nèi)渣土,隨即進行樁頭十層鋼筋網(wǎng)片綁扎,綁扎此處鋼筋網(wǎng)片時需與安裝定位器錨栓配合進行,鋼筋網(wǎng)片應(yīng)進行滿綁,且間距應(yīng)符合設(shè)計要求。
4.2.4安裝定位器錨栓、固定環(huán)板
樁頭鋼筋綁扎完畢,附加¢25固定支撐鋼筋用于定位器錨栓、固定環(huán)板的輔助安裝,安裝時用鉛錘吊線定位,將定位十字軸線引至底部樁護壁,頂部環(huán)板安裝完畢后,將定位十字軸線引至環(huán)板表面,彈防水墨線。用水平尺校核頂部環(huán)板,確保安裝水平。環(huán)板面標(biāo)高的測設(shè)采用水準(zhǔn)儀、30cm鋼尺及7.5kg錘球相結(jié)合進行。使用鋼尺直接傳遞標(biāo)高時,變動鋼尺三次,直至正確無誤后在樁護壁十字軸線方向?qū)?yīng)做4個點(環(huán)板上1m),以此作為定位器安裝標(biāo)高控制點。如下圖所示:
4.2.5澆筑混凝土至定位器最上一塊固定環(huán)板底
定位器錨栓、固定環(huán)板安裝完畢后,清理樁孔內(nèi)渣土并抽凈積水,確保澆筑樁頭混凝土振搗密實后標(biāo)高平定位器最上一塊環(huán)板頂面,在樁基鋼筋外側(cè)預(yù)埋直徑300的塑料桶,待混凝土初凝后提出作為抽水孔,待混凝土澆筑終凝后,應(yīng)及時清理干凈高出最上一塊環(huán)板表面混凝土及浮漿,并測量復(fù)測定位板標(biāo)高及定位準(zhǔn)確,在定位板上彈出定位軸線,以便下步焊接定位卡。
4.2.6安裝、焊接固定定位卡(定位器導(dǎo)向板)
在進行定位卡焊接之前,應(yīng)抽干凈工作孔內(nèi)積水,并再次清理干凈定位板表面浮漿,用鉛垂儀與7.5kg錘球結(jié)合,復(fù)核環(huán)板面上的定位十字軸線,準(zhǔn)確無誤后,焊接定位卡。從這步開始,至鋼柱吊裝后抹完砂漿止水條強度達到要求,水泵處于一直工作狀態(tài)。(專用干水泵:在水泵出水口安裝止水閥,防止水管內(nèi)的水倒流入工作孔中,另配有水位感應(yīng)器,自動抽水)。 如下圖所示:
4.2.7鋼柱吊裝
在進行鋼柱吊裝之前,應(yīng)在孔口加2mm厚鋼蓋板與鋼柱點焊固定,防止鋼柱安裝后異物落入柱內(nèi)。應(yīng)在工作孔側(cè)壁距孔口往下500mm范圍內(nèi)放出控制標(biāo)高,在柱身上用紅油漆畫出同樣的標(biāo)高標(biāo)記,以便安裝后復(fù)核鋼柱標(biāo)高情況;另外,應(yīng)在孔口放出定位十字線,控制鋼柱安裝定位準(zhǔn)確,及安裝后復(fù)核鋼柱定位。確保抽干凈工作孔內(nèi)積水后,方可吊裝鋼柱。安裝過程中還需控制鋼柱垂直度在設(shè)計要求范圍之內(nèi)??卓诠潭ㄓ貌垆摷颁摻詈附樱⒉垆摱瞬坷庙哦瞻潭?,以確保鋼柱固定穩(wěn)固。如下圖所示:
4.2.8柱腳抹砂漿止水條
在鋼柱吊裝完畢后,應(yīng)抽干凈工作孔內(nèi)積水,立即在柱腳周圈抹150mm*200mm1:2砂漿(摻參金湯水不漏,遇水即凝)止水條,施工過程中抽水不可中斷,砂漿抹完3h內(nèi)嚴禁水面高過環(huán)板表面,確保贓物無法進入柱芯。
4.2.9下導(dǎo)管澆注混凝土
柱腳止水條施工完畢后,沿柱芯下直徑為200mm,長度為12m的PVC導(dǎo)管,柱芯混凝土澆筑完成9m后,抽出導(dǎo)管,利用天泵出料口泵管伸入柱芯澆筑。如此,可以保證導(dǎo)管底部管口距混凝土面高度在3~9m之間(砼拋落高度范圍根據(jù)高拋免震砼配比及拋落試驗確定)。在澆筑前,需在鋼管柱頂部搭設(shè)操作平臺,可利用鋼管搭設(shè)獨立活動式操作平臺,可周轉(zhuǎn)使用,澆筑時,導(dǎo)管需利用塔吊吊住并根據(jù)澆筑高度隨時提升。
4.2.10混凝土澆筑完成后鋼柱校核
待柱芯混凝土澆筑完畢,應(yīng)再次核驗鋼柱的定位、垂直度及標(biāo)高。
4.2.11回填砂石,工作孔內(nèi)澆鋼柱固定環(huán)
待鋼管柱砼澆筑完成,且砼強度達到75%以上時,即可對鋼樁周邊空孔部位進行回填,采用石粉回填,另外,塔樓柱須在每層樓層梁下500位置澆筑300厚C20微膨脹混凝土固定環(huán)。在石粉回填時,利用小型挖機圍繞柱邊均勻回填,嚴禁單側(cè)回填壓力不均勻造成鋼柱偏移,回填過程中應(yīng)有測量人員監(jiān)控。
5.質(zhì)量控制
5.1關(guān)鍵工序質(zhì)量要求
(1)鋼柱定位精度要求:鋼柱的豎向偏位小于±3mm,柱底的的水平偏位小于±50mm。
(2)鋼管砼質(zhì)量要求:鋼管內(nèi)砼澆筑之前,鋼管柱底積水高度≤50mm,且嚴禁柱底存在泥渣、雜物等。 (下轉(zhuǎn)第236頁)
(上接第223頁)5.2施工應(yīng)注意的質(zhì)量問題
(1)當(dāng)原設(shè)計為鉆孔灌注樁而需要回填重新進行人工挖空孔施工時,應(yīng)注意人工挖孔護壁嚴禁在回填及周邊的軟弱土上施工,應(yīng)在原狀堅實的土上進行挖孔護壁施工,以確保后期操作空間的安全穩(wěn)定性。
(2)定位器導(dǎo)向板與定位器底板焊接施工時,因操作環(huán)境潮濕,應(yīng)確保焊縫質(zhì)量,以確保鋼柱吊裝施工時底部有足夠的抗剪力,確保鋼柱整體穩(wěn)固性。
(3)定位器底板下部澆筑砼必須確保砼密實度,即砼完成面與鋼板頂面相平,不得有空隙,以確保鋼柱豎向力傳遞均勻。
(4)鋼管免震砼澆筑,砼的拋落高度應(yīng)嚴格遵守砼廠家及試驗測試的要求,避免砼因拋落高度過大或者過小產(chǎn)生的離散或者不密實。
6.安全措施
(1)施工前應(yīng)編制施工組織設(shè)計或制訂施工方案,明確安全技術(shù)要點和保證安全的技術(shù)措施。每道工序施工前均應(yīng)進行安全技術(shù)教育和安全技術(shù)交底。
(2)所有施工人員必須戴安全帽,高空作業(yè)人員必須佩安全帶,穿防滑鞋,帶工具袋。
(3)人工挖孔樁常見的安全隱患主要有窒息中毒、觸電、盲炮、坍塌、墜落。施工過程中應(yīng)針對以上情況進行安全巡查。
(4)吊裝工作開始前,應(yīng)對起重吊裝設(shè)備以及所用索具、卡環(huán)、夾具、卡具等的規(guī)格、技術(shù)性能進行細致檢查或試驗,發(fā)現(xiàn)有損壞或松動現(xiàn)象,應(yīng)立即調(diào)換或修好。
(5)所有電力線路和用電設(shè)備,必須由持證電工安裝,在混凝土澆注期間安排專人負責(zé),保證電力的正常供應(yīng)和用電設(shè)備的安全;其他人員不得私自亂接、亂拉電線。
7.結(jié)語
該施工工藝應(yīng)用于深圳市崗廈河園片區(qū)城中村改造項目中區(qū)4#號地塊工程,通過采用逆做鋼柱施工工法,有效保證了鋼柱施工質(zhì)量,進而保證了逆做結(jié)構(gòu)體系的總體質(zhì)量,并在很大程度上縮短了施工工期,節(jié)約了施工成本,鋼柱施工質(zhì)量得到了建設(shè)單位、設(shè)計單位和監(jiān)理單位的好評,值得在同類施工中借鑒和推廣。對于目前社會上越來越多的逆做法施工,起到了很好的促進和推廣的作用,使得逆做法施工更容易操作,被更多的建設(shè)方及設(shè)計方所采納,對于高度密集的城市群建設(shè)具有非常積極的意義。 [科]
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