摘要:我国建筑行业的虽然在不断发展,但是在超高层建筑深基坑中地下结构施工过程中,往往受场地狭小、基坑超深、市政长期排水导致岩层含水丰富、桩径超大等一系列因素制约。基于此,本文对超高层建筑深基坑中地下结构施工特点、存在的问题、超高层建筑深基坑中地下结构施工技术以及加强超高层建筑深基坑中地下结构综合施工的措施进行了分析。
关键词:深基坑;地下结构;施工技术
建筑行业在发展过程中,施工技术也不断提高,出现了多种不同的建筑环境模式,超高层建筑是现阶段建筑工程的主要研究方向,得到了业界内的广泛重视。但在实际施工过程中,超高层建筑深基坑中地下结构是困扰施工发展的主要难题,不仅对施工技术要求较高,施工环境、支撑体系等方面的要求也非常严格。
1 超高层建筑深基坑中地下结构施工特点
随着国家建筑行业的发展,地面面积逐渐减小,对地下空间的开发也在逐渐增加,尤其是近几年里,城市交通改造、地铁建设等大规模地下公共空间综合开发项目不断增加,国内城市地下空间开发水平也在逐渐提高。比如:广州花城广场地下空间,总建筑面积39万m2,集交通枢纽、人防、商业娱乐、市民广场于一体。此外,上海静安大悦城项目地下空间也是非常具有代表性的空间结构。但对于超高层建筑深基坑中地下结构而言,在实际施工过程中存在一定的安全隐患问题,需要在实际施工过程中提高警惕。首先,超高层建筑深基坑中地下结构对裂缝极度敏感,一旦出现安全隐患,修复工作非常困难。其次,相比较常规外露结构而言,超高层建筑深基坑中地下结构对精细化设计要求较强,都必须要充分考虑到多种因素问题,展开全面的计算分析,为后续控制工作奠定良好的基础。最后,超高层建筑深基坑中地下结构的规模庞大,在实际应用过程中,具有环境复杂,场地狭小,工期紧张,区域性强等特点,因此,在施工开发设计时,设计人员、施工人员必须要保证周边环境安全,为施工创造出有利的条件。
2 超高层建筑深基坑中地下结构综合施工存在的问题
深基坑带来的问题不仅是深度层面的,基坑超深时亦会伴生其他问题,如坑内积水、结构超大超长、影响结构耐久性等。基坑深度超深,泵车罐车无法下到坑底,混凝土泵送稳定性及连续性保障是难点之一。基坑超深如何保障人员、物料运输效率亦是问题,必须采用多种措施才可保障运输效率。深基坑坑内积水、岩层含水丰富给混凝土浇筑施工带来了挑战。结构超大超长,如超大直径人工挖孔桩、超厚筏板、超长地下室等,施工质量控制困难。结构超大时由于混凝土体积大,易产生裂缝,地下恶劣的环境对耐久性又极为不利,故裂缝控制是一个应该十分重视的问题。
3 超高层建筑深基坑中地下结构施工技术
超高层建筑一般采用大底盘地下室结构,充分利用了建筑红线,在实际施工过程中,会根据工程土质情况、场地条件、周边环境等因素进行分析,以此确定具体的施工技术,不同施工技术之间的适用范围不同,科学的选择施工技术,可以让施工效率提高,施工质量、施工安全都得到保证。超高层建筑中地下空间结在实际施工过程中,存在较大的危险性和复杂性,想要保证施工过程中,施工安全、质量得到保障,就要在实际施工过程中,采取一个科学合理的技术。
第一,顺作法施工的主要特点。顺作法是目前应用最为广泛的一种,具有任务单一、工艺成熟、支撑架构较为简单等特点。不仅如此,该施工技术的作业条件较好、工程质量控制非常容易。但在实际应用过程中,也存在一定缺点,会对周围环境产生较大的影响,临时支撑投入量相对较大,施工工期时间较长。
第二,逆作法施工的主要特点。
相比较顺作法而言,最大程度弥补了其存在的问题缺陷,不仅对周围环境影响较小,施工工期也相对较短,临时支撑投入量小。但该施工技术的工艺较为复杂、对技术要求校对较高,操作空间相对狭窄,而且对通风照明等作业条件较差,施工效率较低,但比较适合在地下大空间进行施工。
第三,顺逆结合施工主要特点。由上可知,顺作法、逆作法在实际发展过程中,各具优缺,将这两种作法结合在一起,充分发挥出两种作法之间的长处,可以有效提高施工效率,降低施工过程中对周边环境的影响。但在实际应用的过程中,还要充分考虑到顺作法和逆作法之间的顺序问题,要根据实际情况,进行具体的选择。
4 加强超高层建筑深基坑中地下结构综合施工的措施
4.1 深基坑可周转式泵管支撑架
由于基坑超深、周边场地狭小,泵车罐车无法下到坑底,无法采用天泵泵送方式,必须在基坑周边设置泵管架,在基坑周边向下泵送混凝土。在深基坑工程中混凝土泵管架一般采用钢管脚手架,按照该方式施工存在的弊端主要有:①搭设时间长,工期得不到保障,周转困难;②支撑体系后期维护、检修不便;③连接节点较多,支撑体系稳定性不足,影响泵送稳定性。故在地下结构施工阶段,发明一种深基坑可周转式泵管支撑架结构,支撑架采用标准节,架体本身质量好、稳定性高。使用定型化标准节,减少连接节点,在基坑底部及上部增加基础底座,且在支撑体系中部附着支护桩,大大提高混凝土泵送稳定性,真正意义上实现工具式、可移动周转、通用性强的深基坑泵管支撑架。
4.2 深基坑及地下室垂直运输措施
深基坑及地下室垂直运输主要包含人员通行及物料运输,人员通行方面,根据工程现场特点选用标准化模块式施工钢梯马道,可以满足施工进度、施工安全管理、现场安全标准化管理等方面的要求。钢梯马道为工厂制作,现场采用25t汽车式起重机安拆,现场塔式起重机配合安装和拆除作业。
4.3 超长地下室结构裂缝控制
超长地下室结构裂缝产生的原因包含荷载作用及非荷载变形作用。非荷载因素主要包含主体结构不均匀沉降、混凝土收缩、温度应力等。本工程地下室深达5层,且结构侧壁长度远大于其厚度,顶板及底板对侧壁约束作用有限,混凝土硬化过程中会产生较大的水平向收缩应力,大体积混凝土浇筑过程中水化热导致的内外温差产生的温度应力亦不可忽视。本工程地下室裂缝防治针对不同因素釆取不同措施。针对荷载作用,在易开裂部位增设暗梁。顶板及侧壁开洞部位易发生刚度突变,增设斜向钢筋或水平配筋。柱及外墙相交位置因截面突变,墙板和柱形成较大约束力,适当加密水平钢筋或增设附加钢筋。针对混凝土收缩及水化热问题,通过试验选择了合适的混凝土配合比,降低水化热。易收缩开裂部位采用微膨胀混凝土。改施工后浇带为膨胀加强带,可实现结构自防水,降低成本、缩短工期。
地下室结构上层滞水亦可能造成地下室结构开裂。本工程中为减少地下水及地表水渗入对地下室的影响,地下室顶板未覆土之前严格控制地下水位的上升和地表水的渗入。本工程施工过程中首先挖除地下室周边不密实的回填土,以黏性土及灰土分层夯压密实。其次,在地下室周边和内部设置降水井降低地下水位,以做好地下室周边排水措施。
5 结束语
地下结构施工若存在质量缺陷,则修复十分复杂且成本巨大。而深基坑中外部不利因素多,质量控制困难。本文施工技术措施分别可保证深基坑混凝土泵送稳定性、物料及人员运输效率、大直径人工挖孔桩桩身质量、筏板钢筋定位精度、大型地下室无影响结构安全裂缝,解决了超高层建筑深基坑中地下结构施工中的几项普遍问题,可保证施工进度及工程质量,取得较丰硕的成果,具备较好的经济性及推广价值。
参考文献:
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