摘要:文章对我国现阶段建筑地下工程施工过程中的基本特征及其存在的问题进行了分析,在此基础上探讨了逆作法施工技术的主要内涵,及其在建筑地下工程施工中的应用方法。
关键词:逆作法;施工工艺;建筑地下工程
一、逆作法概念和原理
在现在工程的高城建筑中大部分都运用较为先进的逆作法施工技术。逆作法原理:
先沿建筑物地下室轴线或周围施工地下连续墙或其他支护结构,同时建筑物内部的有关位置浇筑或打下中间支承桩和柱,作为施工期间于底板封底之前承受上部结构自重和施工荷载的支撑。
然后施工地面一层的梁板楼面结构,作为地下连续墙刚度很大的支撑,随后逐层向下开挖土方和浇筑各层地下结构,直至底板封底。同时,由于地面一层的楼面结构已完成,为上部结构施工创造了条件,所以可以同时向上逐层进行地上结构的施工。如此地面上、下同时进行施工,直至工程结束。
二、建筑地下工程基本特征及常见问题
2.1 建筑地下工程基本特征现阶段,我国的建筑地下工程施工主要表现为下述几点基本特征:(1)建筑地下工程的开挖应遵循因地制宜原则,具有较强的区域性。(2)建筑地下工程施工需综合考虑渗流、变形和土力学中强度等相关内容,具有一定的综合性。(3)建筑地下工程时空效应较强,施工的平面形状和深度会直接影响其变形程度和稳定性。(4)建筑地下工程环境效应较强,因而施工前需准确预测其对于市政地下管网、构筑物及相邻建筑物的潜在影响。(5)建筑地下工程事故发生率较高,施工风险较大,且事故的发生具有一定的突发性特征。
2.2 建筑地下工程施工常见问题
2.2.1 忽视施工前的工程勘察,部分建筑地下工程施工单位在施工前并未对现场情况进行仔细勘察,未充分考虑施工现场的水文地质条件,且未预测分析施工对现场水文地质情况造成的潜在影响进而大大增加了施工安全隐患。
2.2.2 质量检验工作力度不够。建筑地下工程质量的验收和检查工作通常没有一定的规律性,这就大大增加了建筑地下工程质量评价和质量检查的难度。同时。我国现阶段尚未建立和实施较为系统的建筑地下工程质量验收制度规范。
2.2.3 建筑基坑工程设计水平较低有些建筑地下工程施工单位对于施工前的设计工作认识不足,认为施工部门不必具备设计资质,同时,岩土工程部门和设计院的介入较少,仅仅由施工单位自己进行施工设计工作,然而,建筑地下工程设计现阶段仍然缺乏有规律的计算方法、参数取值和技术标准,因而施工隐患较大,事故发生率较高。
2.2.4 建筑地下工程施工技术水平较低。建筑地下工程具有工程复杂、工作量大以及开挖深度较深等基本特征,对于中南部地下水位较低的区域,建筑地下工程施工工艺有待于进一步的改进和提高。
三、逆作法施工方式概述
3.1 逆作法的基本内涵
逆作法是一种兴起时间较早的人防工程施工技术,但其在建筑地下工程施工中应用的时间则较晚。逆作法指的是在地下室层数较多的建筑物施工过程中,地下连续墙和中间支撑桩所产生的支撑作用,施工时应首先实施顶板和梁的浇灌,再实施地下空间的剪力墙、梁、楼板的浇灌,最后在底板浇灌的基础上,进行上部结构的施工,这一施工程序正好相反与常规的施工技术。
3.2 逆作法施工的基本优势
逆作法施工技术与常规的施工技术相比,具有下述显著优势:
(1)以永久地下室为支护体系,建筑刚度较好,能够为周围环境的安全提供保证,且开挖过程形变程度较小。(2)有助于地下室建筑面积的扩大,实现城市规划地下空间的充分利用。(3)施工现场附近的地下连续墙能够起到地下工程外墙和挡土截水的作用,因而施工成本较低。(4)能够降低地下室外墙防水层建筑成本。(5)不会受到季节和环境的影响。(6)施工总成本较低,总工期较短。(7)能够减少支模工料消耗量,施工程序更加简单。
3.3 逆作法的分类
3.3.1 分层逆作法。通常适用于周围围护结构的施工,通过分层逆作法进行基坑工程建筑,并非一次性完成,使用土钉墙作为分层逆作周围的围护结构。
3.3.2 部分逆作法。这一施工技术较适用于地下商场、地下车库、地下人防工程等占地面积较大的地下室建设工程,需首先对围护排桩侧向形变程度进行良好控制,后使用部分逆作法进行施工。
3.3.3 半逆作法。其基本特征主要表现为,需要分两次浇筑楼盖混凝土,首先进行 T 形楼盖边梁与肋梁的浇筑,使两者共同构成交叉梁系的正交平面,构成框格形式的水平内支撑,并将下方土方开挖改为半开敞式,从而对框格中的空间进行充分利用。
3.3.4 全逆作法。整体浇筑楼盖混凝土后,在其下方掏土,利用预留的楼盖洞孔,将建筑材料向下运入以及向外运出。
四、建筑地下工程中逆作法施工技术的选择
地下工程中逆作法指的是在地下基础工程施工过程中,同时实施地上建筑物的建筑,在地上建筑物达到特定层数后,全部完成地下各层基础工程的建设。在城市内的高层建筑施工过程中,通常施工现场的环境较差,施工场地附近地下管线、道路和邻近建筑物较为复杂,因而施工过程中应避免对其造成破坏作用,所以,在建筑地下工程施工过程中,应充分发挥出地下结构对于坑壁所具有的支护作用,也就是通过创新和应用地下结构技术,支撑板、梁、柱、桩等结构。
五、建筑地下工程逆作法施工流程和关键技术
5.1 建筑地下工程逆作法施工流程
在使用逆作法进行建筑地下工程施工时,应对工程可操作性、主体结构形式、工程的具体要求和条件等相关营销因素进行充分考虑,按照地下——地上——地上地下同时的顺序进行。
5.2 建筑地下工程逆作法施工关键技术
5.2.1 施工过程中的基坑监测。在建筑地下开始施工直至完成地下室建设的整个过程中,相关的基坑监测部门应对基坑支护施工质量进行连续监测,并以监测所得数据为基础,对整个施工过程进行适当改进,从而提高支护结构的安全性。主要的监测项目包括:保证管的导槽应与支护结构面保持垂直角度;斜管安装和埋置规定顺序为钻孔-清孔-下测斜管-灌水泥净浆;使用钻机进行斜孔成孔处理,并保持与基坑边线之间 1.5m 左右的距离;按照工程设计要求,对测斜孔、位移和沉降观测点进行科学布置。工程检测周期为:地下室建设过程中,每 2 周进行 1 次以上的监测;地下土方开挖过程中,每周进行 1 次以上监测;地下室施工过程中,每周进行 2 次以上监测;地下土方开挖过程中,每天进行 1 次以上的位移和沉降监测。
5.2.2 地下围护桩和工程桩的建设。根据施工设计图的规定,施工方应准确复核与移交控制点放线,在获得监理单位的许可后,可以进行桩身土方开挖。护壁浇注过程中,需首先将孔内积水抽干,并将混凝土使用钢钎或模板捣实,若护壁上存在蜂窝漏水问题,需及时导流或堵塞。灌桩身浇筑混凝土时,应使用串筒输送混凝土,并于灌注面下方 2m 处下落,混凝土积水深度应控制在 50mm 以内。
5.2.3 喷锚支护施工和土方开挖。保证钻孔位置的准确性,并在施工过程中对锚孔位置进行及时调整,避免发生相互交错或是高低参差不齐现象。在使用钢筋前,需对相关性能指标进行仔细检查,若指标检测结果不达标,需及时进行处理或更换。拔出钻机钻杆后,在孔内留置外套,避免发生坍孔现象,但留置时间不应过长,避免发生堵塞。
结束语
逆作法的施工方法与常规方法相比是有过之而不及的。它可以让整个楼体的地下基础和地上的楼层同时施工,如果规模大时,相对可以节省很多工时。受力方面也非常合理,楼体的维护结构和一般方法相比变化较小,施工时还减少自然气候对它的影响,还不占用总工期。能有更多的地下空间并增加地下室的面积。通过对以上分析研究.我们知道逆作法虽然是现代比较先进的但还是有问题存在的,还是需要我们去认真改进的。如水平支撑和基坑的连续墙在施工时如何减少开挖土方时的影响、楼层的粱板节点和连续墙之间准确的定位、底板和承台间的缝如何更好的处理等,以上都是需要进行实践并改进的。
参考文献:
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[4]朱明强.逆作法施工技术在地下基础施工中应用浅析[J].建筑施工,2014.02.
论文作者:彭永强
论文发表刊物:《防护工程》2018年第27期
论文发表时间:2018/12/13
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