浅谈逆作法施工技术在现代建筑中的应用论文_王立仲

浅谈逆作法施工技术在现代建筑中的应用论文_王立仲

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【摘 要】逆作法施工技术是一种新型建筑施工工法,主要面对高层、超高层建筑工程或多层地下室适用。逆作法施工技术已被广泛推广与应用,且从实践经验表明效果上佳。当前,逆作法施工技术从工程实践中拥有一些理论成果,然而它自身存在的一些不足和弊端仍然不容忽视,究其原因在于不同工程具有自身特定的要求。本文主要阐述逆作法施工技术的原理和分类,并针对逆作法施工技术要点和应用于现代建筑所能取得的效益作出归纳与总结。

【关键词】现代建筑;逆作法施工;技术措施;施工原理

时至今日,我国正处在经济蓬勃发展的时代,各大城市高层、超高层建筑如雨后春笋般林立,在其施工过程中,地下空间结构显然十分关键。以往针对地下室结构普遍采取传统施工工法(即正作法)进行施工,其工作流程大致为“基坑开挖→施工基桩→施工底板→施工地下室竖向构件→施工地下室梁板”。从诸多工程实践中我们发现,正作法其实质是一种基于补偿原理的工艺、工法,施工过程未免于安全质量隐患的存在。在现代建筑中应用逆作法施工技术具有两方面利好:其一,充分利用地基承载力;其二,有效利用地下空间。采用逆作法施工技术可大幅度保证建筑内部空间的有效利用率,因而在建筑群较为密集的城市中心、临近建筑物或构筑物受不均匀沉降影响较大、施工现场区域狭小、施工工期短和基坑土质不良等几种情况中较为适用。

1、逆作法施工技术原理

目前,我国现代建筑施工采用逆作法施工技术相对传统的正作法(开敞式)具备的优势有成本小、效率高、进度快和影响不明显等。比如,地下连续墙施工须沿着建筑物地下室的轴线或临近施工舱底予以支护,并将建筑工程的内部浇筑施工作作加强处理,保证中间部位形成良好的支撑桩结构,以此可作为板底封底结构的顶层面。施工过程中楼地面梁板与楼地面须及时做处理,地下梁板则主要用于板底封板的承重结构,设计方面要求具备足够的自重和荷载能力,这一位置也须严格处理现场存在的诸多不合理问题,尽可能为后续施工清除安全质量隐患。因楼地面层的结构施工已经接近完成,为上部结构施工打下良好的基础。与此同时,建筑工程传统施工从底层向上依次持续施工,而逆作法施工的思路是从中部开始向上、向下同步施工,在提升施工作业效率方面效果极佳。

2、逆作法施工技术的分类

逆作法施工技术主要分为四个类别,即全逆作法施工、半逆作法施工、部分逆作法施工和分层逆作法施工。

2.1 全逆作法

高层、超高层建筑工程施工过程中充分利用地下结构工程的钢筋混凝土肋型板为临近结构创造的水平支撑空间,并将楼盖混凝土改进为整体联合结构形式。在以上前提下应用全逆作法施工可对下部基础进行土方开挖施工,利用运输带模装置将废料和渣土向外运送,也可将各种建筑材料运输到施工位置。

2.2 半逆作法

建筑工程钢筋混凝土肋型板的施工可提前对交叉形式的梁构件进行浇筑施工,然后对临近结构施作水平支撑结构,一般以框架结构最为常见。待基坑土方开挖完毕,可对下一位置的钢筋混凝土构件予以浇筑,保证建筑结构的整体性和荷载能力达到设计要求。

2.3 部分逆作法

深基坑四边可暂留局部土体,保证预留土方可以对周边维护结构构成一定水平抵挡作用,以此即可对施工位移量完成一定程度上的抵消。

2.4 分层逆作法

分层逆作法施工主要适用于四边围护结构的情况,采取分层逆作的方式而非一次性完成施工。分层逆作法施工要求对四边围护结构施作土钉墙,可保障混凝土施工质量达到设计要求。

3、逆作法施工技术在现代建筑中的应用

3.1 工程概况

本项目地处某市中心,拟建结构物为市政配套楼。拟建项目总占地面积7300m2,基坑开挖深度约20m。基坑围护结构采取1000mm后地下墙形式,其北侧地墙结构与一栋高层住宅临近,以T型地下墙两边各设置槽壁体予以加固,而槽壁加固则选用Φ850@600 三轴水泥土搅拌桩形式。由于拟建结构物与临边结构呈脱开状态,所以主体结构选用正作法进行施工。除主体结构以外,其他分部工程则采用逆作法予以施工,利用五块板替代水平支撑来保障深基坑的竖向稳定性。

3.2 施工难点

(1)本项目采用“一柱一桩”施工工法。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆前期施工将钢立柱施作为永久性构件,其垂直度是否合格关系到后续施工的质量,且影响楼板构件的应力分布情况,因而要求钢立柱垂直度须保证至少1/500的精确度;

(2)墙体结构施工选用“二墙合一”的形式,须注意接头位置的防渗水、地墙整体垂直度和泥浆配置三方面的要求,这也与其相关结构构件的质量联系紧密;

(3)逆作法土方开挖和主体结构施工同步协调,主要遵循“分层、分块和限时”的基本原则。

3.3 关键措施

(1)为保证地下墙与底板构件之间抗渗性能达到设计要求,土方开挖完成之后要认真清除施工缝位置的泥土和杂物,同时凿除地下墙的保护层,采用钢丝板和清水刷洗表面浮土,保证后浇底板和地下墙之间具有良好连接性,以此提升抗渗性能;

(2)地下墙挖槽可采用成槽机械,因该机械自带纠偏仪表,可即时跟踪并观测成槽的垂直度,如出现偏差问题自动纠正位置,最终可以保证成槽垂直度达到1/400的要求。同时,成槽所需泥浆应预先试配并完成试成槽工序,由此加以调整;

(3)本项目主体结构的柱构件长度普遍超过20m,“一柱一桩”施工要求其垂直度达到1/500以上,利用全自动化液压调垂盘法配合激光测斜设备对柱构件的垂直度予以检测,并适当调整;

(4)本项目除主体结构以外,其他分部工程均采用逆作法施工。逆作法施工对取土口位置的设置、梁柱构件受力节点处置、钢筋混凝土节点处置、“二墙合一”连接位置的处置以及钢管柱节点处置均为施工要点。

3.4 工程施工技术

3.4.1 土方开挖

第一皮土方采取三台1m3挖掘设备执行大开挖工作,开挖到顶板底部标高位置为限,随后完成混凝土垫层的浇筑施工,带垫层达到初期强度即可搭设排架和安装BO板完成对±0.000楼板的施工,最后在取土口位置安置四台抓斗式挖掘设备,以备后续开挖工作使用。带每层楼板钢筋混凝土强度达到初期强度,可进行下一皮土方的开挖工作,可保证每个工作日出土量不低于2500m3。通常,开挖土方从中间部位开始向两部递进,先于取土孔位置以人工挖土的方式放坡。后续开挖以1:2坡度的依次推进开挖,为便于集土可将取土口位置的局部开挖深度加大1.5m左右。当坑底“盆边”的土方开挖殆尽,并浇筑混凝土垫层连成整体。待局部加深部位开挖和底板浇筑完成,即可撤走取土设备。值得注意的是,土方开挖不能以单边掏空的方式进行。土方开挖须在完成坑内降排水与加固处置以后分层分段进行,部分需要一次性完成开挖且超过2m深的须预留台阶,每级台阶宽度不低于6m。基坑坑底也应预留300mm厚的土基,由人工平整,避免机械开挖造成坑底土体扰动。逆作法开挖基坑土方因本项目要求深度为20m,开挖期间应保持良好通风和照明,地下照明可选用水银灯,管线于上一层楼板混凝土浇捣施工即需预埋。

3.4.2 基坑降排水

本项目①、②-1、②-2、③-1、③-2、③-3 和③-4各层土体结构内含有少量潜水或承压水。以每200m2平均设置一口疏干井,共须配置36口。基坑土方开挖须降排坑内浅层潜水和③-3 层内承压水,基坑外部合理设置③-6层应急回灌井和观测井,共须配置8口。基坑外部总共配置浅层潜水和水位观测井共计2口,其作用主要是水位观测,如基坑水位发生异常变化,由水位观测井即可发现,如若有此问题须及时寻得成因,并采取相应的堵漏措施。

3.4.3 混凝土支撑拆除施工

本项目临近建筑物或构筑物主要有高层住宅和一些三层商铺,因而在本项目拟建结构物中对钢筋混凝土支撑结构的拆除可选用静力切割的方式。结合实际情况,本项目拟建结构物的混凝土支撑拆除顺序为:首先,拆除第四、第三道撑;其次,拆除第二、第一道撑。钢筋混凝土支撑结构的拆除应选用钢管脚手架配合支撑柱作为主要承重支架,利用金刚链式切割设备配合钻孔设备实现分段切割。按照本项目的实际需求,分段切割的长度也应与吊装设备的工作性能与参数来确定,为保障混凝土支撑结构的吊运安全,每个分段钢筋混凝土支撑梁的重量约为5t,如处栈桥位置其吊运重量还需继续下调。

3.4.4 应用效果分析

本项目拟建地周围环境较为复杂,采取顺逆相结合的施工方法可以达到预期效果。从监测结果来看,本项目施工至底板,地下连续墙累计最大水平位移约为7.13mm;立柱桩的最大沉降量约为0.7mm;周围建筑物或构筑物、地下管线等最大沉降量约为12.1mm;周边地表最大沉降量为9.3mm。由此可见,本项目的围护变形和周围建筑物或构筑物、地下管线、地表沉降、梁板应力等均在控制范围以内。

4、结束语

逆作法施工是现代高层、超高层或多层建筑地下室结构施工最为常见的一种施工方法,其施工中不断利用先进技术和设备进行处理。我们知道,逆作法已被列入2001年颁布的中华人民共和国国家标准建筑地基基础设计规范;各地也陆续公布了地下室逆作法施工工法(YJGF02-96)和(YJGF07-98),由此可说明逆作法施工已日趋成熟,其在深基坑支护中的前景乐观。如果说上个世纪是逆作法起步时期,紧接着在全国范围内迅速发展和大量应用之后,如今它正处于技术成熟期,将会有更大发展的全盛时期。

参考文献:

[1]李定江,钟铮,梅英宝,王祺国.深基础工程中跃层逆作法施工关键技术研究[J].建筑施工,2009,(05):313-315.

[2]巢国军.深基坑逆作法施工的重点与难点[J].中国新技术新产品,2013,(03):193-193.

[3]冯海涛,王祺国,钟铮,李定江.跃层逆作法在某深基坑工程中的应用[J].岩土工程学报,2010,(S1):271-274.

论文作者:王立仲

论文发表刊物:《低碳地产》2016年13期

论文发表时间:2016/10/19

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