浅谈逆作法与顺作法相结合在地下室结构施工中的应用论文_何明辉, 钟储营

(中国建筑第二工程局有限公司华南公司 广东深圳 518005)

[摘要]针对某纯地下室项目周边环境复杂、场地狭小、基坑深度深、地下室顶板需尽快完成施工特点,采用逆作法与顺作法相结合的施工工艺。对逆作法与顺作法相结合的施工技术进行分析及阐述,达到满足项目施工安全、施工质量及工程总体进度计划的要求,同时节省造价,避免周围地基不不均匀沉降的目的。

[关键词]纯地下室、逆作法、顺作法、相结合、施工技术。

1、工程概况

1.1工程整体概况

某项目为纯地下室项目占地面积约3000㎡,地下室单层面积约2700㎡,长约90m,宽约30m。北侧为已完成地下室施工的在建工程、南侧和东侧为市政主要道路、西侧为写字楼。该工程地下室6层,深度为23m。

1.2基坑支护概况

该工程支护形式四周采用咬合桩+结构楼板作为支撑体系,采用咬合桩形式形成止水帷幕。咬合桩桩径1.2m,A桩为C15超缓凝混凝土素桩;B桩为C30钢筋混凝土桩,混凝土强度。

1.3主体结构概况

该工程地下室6层,B1-B6层层高分别为:3.7m、3.6m、3.6m、3.4m、3.4m、3.0m;该地下室采用逆作法与顺作法相结合施工技术,采用一桩一柱,其中桩为旋挖灌注桩,柱为钢管混凝土立柱,钢管内灌注C50混凝土。结构楼层均为现浇混凝土结构,地下室外墙350mm厚与咬合桩紧贴,正负零结构板设计活荷载标准值为40KN/m2。

2、地质水文概况

2.1地质概况

根据地勘报告, 基坑开挖范围内土层主要为素填土层、杂土层、含有机质粘土层、粗砂层以及粉质粘土层,场地岩土物理力学指标如表1所示。

2.2水文概况

地下水主要赋存于人工填土、第四系各地层及石英砂岩各风化带的裂隙中。受大气降水补给,水位随季节性变化。勘察期间属旱季,地下水位埋深较深,雨季时地下水位会有所上升,地下水稳定水位变化幅度2.00~3.00m,地下水混合水位埋深介于3.60~8.70m。

3、施工工艺流程

3.1整体施工流程

土方开挖深度约23m,总体分为4层进行土方开挖。结构施工依据土方开挖层数总体竖向分为4个区进行施工:竖向分区1(S1):一层结构楼板,竖向分区2(S2):B1层结构、B2层结构楼板,竖向分区3(S3):B3层结构、B4层结构楼板,竖向分区4(S4):B5层结构、基础底板。

3.2土方开挖与结构施工关系

主体结构采取顺作法与逆作法相结合施工工艺分为:4层土方开挖,10次混凝土浇筑完成施工。

第一层土方开挖完成后采用顺作法完成第1次混凝土浇筑:一层结构楼板及相应结构外墙;待混凝土达到临期,拆除模板及支撑体系后方可进行第二层土方开挖。

第二层土方开挖完成后采用逆作法完成第2次混凝土浇筑,顺作法完成第3次及第4次混凝土浇筑待B1层楼板混凝土达到临期后方可进行第三次土方开挖。

第三层土方开挖完成后采用逆作法完成第5次混凝土浇筑,顺作法完成第6次及第7次混凝土浇筑;待B3层楼板混凝土达到临期后方可进行第四层土方开挖。

第四层土方开挖完成后采用逆作法完成第8次混凝土浇筑,顺作法完成第9次及第10次混凝土浇筑。

土方开挖与结构施工关系如图2所示。

4、土方开挖

4.1总体部署

土方开挖总体分为4层,第一层土方开挖采用放坡大开挖方式出土,第二、三、四层土方通过一层楼板预留出土洞口采用垂直抓土机方式出土。

第一层土方开挖:开挖深度约2m,利用PC360挖掘机从西向东依次开挖,土方开挖完成后,挖掘机退场;

第二、三、四层土方开挖:开挖深度6.15m-8m,利用汽车吊将PC200挖掘机由出土洞口吊入土方开挖面,由预留出土洞口位置采取盆式挖土方式向四周外扩开挖,采用挖掘机倒土至预留出土口位置,再由垂直抓土机垂直抓土至正负零板堆放区,挖掘机装车运出场外。

4.2出土口预留

一层楼板根据柱及梁板的宽度关系,预留1个出土洞口,出土洞口尺寸:14m*8m;B1-B5层楼板在一层楼板同位置预留相同洞口尺寸外,紧贴洞口多预留8*8m的洞口,以便于盆式挖土开始时挖掘机的站位及开挖。

4.3第二层至第四层土方开挖工况

4.3.1工况一

采用汽车吊将挖掘机由预留出土洞口吊入土方开挖面,从预留洞口处开始进行土方开挖。

4.3.2工况二

1:1放坡开挖预留洞口位置土方, 开挖深度约3-4m,随着土方开挖深度挖掘机站位于已开挖面。

4.3.3工况三

预留洞口位置土方开挖至设计标高,采取盆式挖土,由预留出土口外置向四周放坡开挖。

4.3.4工况四

由预留出土口外置向四周放坡开挖,采用挖掘机进行倒土至预留出土口垂直抓土机出土位置。

5.结构施工

5.1楼层板施工

本工程结构楼板模板支撑体系分为两种形式:顺作法楼板施工形式、逆作法楼板施工形式。顺作法楼板施工形式采用采用扣件式钢管满堂架+50*100mm木枋+18mm厚菲林板做为支撑体系;逆作法楼板施工形式采用混凝土垫层+油毡布的模板支撑体系。

5.1.1逆作法楼层板施工

逆作法楼板施工的楼层板有:B2层楼板、B4层楼板,土方开挖至楼板标高以下100mm。施工前先在经过平整、夯实的土面上浇筑100mm的C15混凝土垫层,垫层上铺设一层油毡作为支撑底模;柱帽位置采用灰砂砖砌筑240mm后砖胎膜,外表面铺设油毡布;再在油毡布上绑在楼板钢筋浇筑混凝土。

5.1.2顺作法楼层板施工

逆作法楼板施工的楼层板有:一层楼板、B1层楼板、B3层楼板及B5层楼板。扣件式钢管满堂架纵横向间距1000mm,步距1500mm,可调节顶托内采用双钢管作为主龙骨,次龙骨为50*100mm木枋,间距250mm。

5.2地下室外墙施工

5.2.1模板加固体系

模板采用18mm厚菲林木模板,竖肋为200×80×27木工字梁,横肋采用双12#槽钢;木工字梁水平间距为260mm,横背楞最大间距1200mm;在单块模板中,多层板与竖肋(木工字梁)采用钉子连接,竖肋与横肋(双槽钢背楞)采用连接爪连接,在竖肋上两侧对称设置吊钩。两块模板之间采用芯带连接,用芯带销插紧。

模板拼装流程:放置背楞→木梁组装→多层板上弹线下料→铺面板→弹线铺木梁竖肋上槽钢背楞和吊钩→钉端头木方→模板吊升靠在堆放架上。

5.2.2施工缝留置

该工程施工缝留置关键在于逆作法楼层的外墙施工缝留置处的节点处理,节点处理如下图所示:

5.3混凝土施工

混凝土浇筑采用泵送混凝土,在正负零板由出土洞口接泵管至混凝土浇筑面,遵循“先墙柱、后梁板”的顺序进行浇筑。第4次、第7次、第10次混凝土浇筑时,上下楼层板均已浇筑完成混凝土,仅浇筑墙体。浇筑前墙体模板加固上口利用模板制安150高通长浇筑喇叭口,施工人员站于单侧支模三角形支架上的操作平台进行墙体混凝土浇筑;浇筑口混凝土浇筑密实,待拆模后剔除浇筑口处凸出的混凝土。

6、降排水施工

在土方开挖前施工降水井提前进行降水,通过水泵抽排至排水沟,经沉淀排至市政污水管网,提前将水深度降至土方开挖标高以下1.5m。

7、通风及照明

7.1通风系统

该工程通风系统通过板面预留孔将通风管穿过,从而将新风送到地下室作业层,在地下室向下逆作过程中,逐层加接、加长至操作层内;暗挖第一阶段开始时即启用通风系统。

7.2照明系统

在施工施工楼层现场照明采用10台大型LED投光灯,分别有专用配电箱控制,单体动力机械设备近距离照明采用防护罩节能灯。

8、总结

经过该项目的应用实践,在地下室结构施工中逆作法与顺作法相结合应用技术具有加快施工进度、安全、节省投资等优点。改变了单逆作法挖一层土施工一层板的节奏,加快了施工进度;土方开挖中能够使用较为大型的挖掘机进行开挖,提高土方开挖效率,节省土方开挖成本。

参考文献

[1] 《浅谈地下室结构逆作法施工技术》张丰钦 中国科技博览 2010

[2] 《论逆作法施工技术原理及在高层建筑中的应用》吴培军 商品与质量·建筑与发展 2010

[3] 《浅谈基础逆作法施工技术的推广及应用》李媛.冬海涛 城市建设 2010

[4] 《逆作法在高层建筑施工技术中的应用》于东峰 探索科技 2012

[5] 《论逆作法施工技术在高层建筑施工中的应用》宋磊 科技创新与应用 2016

[6] 《深基坑逆作法施工技术应用现状与展望研究》刘增 建筑技术开发 2017

[7] 《地下建筑工程逆作法技术规程》JGJ165-2010中国建筑工业出版社

论文作者:何明辉, 钟储营

论文发表刊物:《建筑实践》2019年第14期

论文发表时间:2019/10/29

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