葛策策
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摘要:随着结构工程技术的发展,逆作法已日益广泛应用于钢-混凝土组合结构技术体系中,可显著降低水平支撑、竖向支撑构件施工技术难度,加快施工速度,并避免上层楼盖模板拆除安全问题,有着良好的社会经济效益。
关键词:高层建筑;地下室;逆作法;施工技术应用
引言
随着地下空间的深度开发应用,城市用地日趋紧张,深基坑工程凸显出越来越重要的地位。根据支护结构与主体结构相结合的程度,基坑工程支护可分为三大类:①采用临时支护结构顺作法施工;②采用临时围护结构结合坑内主体结构水平梁板体系逆作法施工;③采用永久性围护结构与主体结构相结合逆作法施工。设计应尽可能采用永久性围护结构与主体结构相结合的方式,减少支护结构拆除所造成的噪声、扬尘污染、废弃材料的处置等难题,降低对社会的不利影响和对环境的破坏,节约社会资源。
1逆作法施工技术简介
在高层建筑施工中,其基础一般较为复杂,为节约施工时间以及减小对周边环境的影响,就要采用非常规的施工技术进行地下结构的施工,一般的房屋高层建筑施工都是由下往上施工,逆作法施工技术是先施工结构外层地下连续墙,然后在结构内承重柱的轴线位置,施工支撑柱,这样就可以形成地下1层的承重结构,然后由上往下挖土,挖出1层地下室梁板结构,施工梁板,这样就完成了地下1层的墙、柱和梁板,然后可依次向下施工,在地下1层顶板结构达到强度后,地面部分的结构也可以由下往上施工,这样可以缩短施工时间,促进进度目标的顺利完成。在高层建筑施工中根据应用逆作法施工技术的不同,可分为全逆作法、半逆作法、部分逆作法和分层逆作法,在高层建筑施工中,一般应用全逆作法较多,可以地下地上同时施工,这也是逆作法施工的一大优势。
2高层建筑地下室逆作法施工技术应用
2.1基坑支护方案
经过方案比选,基坑支护采用了“两墙(基坑支护地下连续墙与永久地下室外墙)合一”的结构型式,考虑到侧壁防水及后期施工的楼面结构与之连接的可靠性、便利性因素,连续墙内侧设置了导流沟及砌体内衬墙。逆作法采用“两墙合一”有以下优点:①基坑支护地下连续墙与地下室结构外墙合并,能减少结构墙占用空间、扩大地下室使用面积;②地下室梁板作为支护墙的水平支承构件,能节省临时支撑造价,且能更好的控制基坑变形。地下连续墙典型厚度为1.0m,墙柱帽典型高度600mm。基坑支护设计时需与主体结构设计紧密配合。
2.2沉降技术
在基坑开挖过程中,连续墙会出现下降或上升的情况,这种下降或上升往往是不均匀的,如果超过一定的限度,基坑变形就在所难免,进而对整个工程安全性和稳定性产生威胁,甚至导致重大安全事故的发生。在逆作法施工过程合理使用沉降技术可以有效减少甚至规避上述情况的出现。沉降技术的要点主要体现在以下三个方面:其一,充分利用信息化检测技术,全面监督和检测逆作法施工的进展情况,并根据检测结果科学合理安排土方的开挖和结构的施工,最大限度的减少连续墙的沉降。其二,连续墙的墙体采用后注浆施工技术,以提高其支撑能力和承载能力,减少柱与柱、墙与墙之间的沉降情况。其三,借助搅拌桩等加固基坑底部,增强基坑底部土体的坚实度和稳定性,最终达到减少沉降的目的。
2.3地下室地面浇筑
设计地下室地面采用C20细石混凝土进行浇筑,边浇筑边振捣抹压成型,并在混凝土终凝前进行二次抹压成型,设专人进行养护。
当混凝土强度能保证其表面棱角不受损伤时方可拆除排水沟模板,清理排水沟基层,采用水泥砂浆添加防水剂进行沟底找坡,设计坡度为5%,并在排水沟内涂刷2道水泥基渗透结晶防水涂料,并保证涂抹厚度。
2.4地下连续墙施工
在高层建筑施工中,应用逆作法施工技术最为重要的一点就是控制好地下连续墙的施工,因为地下连续墙既是高层建筑的地下室外墙结构,又是基础开挖过程中的支护结构,因此对于其定位和施工质量一定要严格把控,先根据测量确定好的准确位置施工导墙,然后用成槽机进行地下连续墙施工,在施工时,要注意对钢筋混凝土的质量控制,最为关键的是要做好墙体接头之间的处理,包括转角接头和平直段接头,保证支护结构的稳定性和整体性。
2.5中间支承柱的施工
①支承上部荷载的方式在高层建筑施工中应用逆作法施工时,地下连续墙和支承柱共同组成了支护系统,中间的支撑柱受力一定要合理计算,一般通过支撑柱和地下立柱桩的合理连接将上部荷载传递至土体,保证系统的稳定性。②与立柱桩的连接为在真正意义上实现立柱桩的有效连接,可在实际施工时在钢管底部进行分布筋和环向钢筋加焊。同时注意在钢管混凝土底部加开4个椭圆孔,这对混凝土流动性以及加强桩柱之间的连接有重要作用。③中间支承柱垂直度控制为了确保中间支承柱的受力要求,同时能将上部荷载传递至下层桩及地基,一定要保证支承柱的垂直度,避免出现柱倾斜,在荷载作用下导致柱构件损坏,影响支撑系统的稳定性。
2.6新型中心岛+局部逆作法
中心岛+局部逆作法适用于基坑面积较大的项目或分期开发的项目。在面积较大的地下空间传统逆作法设计中,采用完整地下室水平梁板作基坑水平支撑体系,施工周期长,前期建造成本较高。中心岛+局部逆作法可有效减少大基坑临时水平对撑数量,降低前期地下室建造成本,加快施工进度。中心岛+局部逆作法技术原理为:利用靠近基坑边的主体钢-混凝土组合核心筒(剪力墙)构件作竖向支撑构件及水平抗侧力构件,通过中间的土墩(中心岛)作为支点搭设水平支护系统进行局部逆作法施工。支护结构的支撑形式为角撑、环梁式或边桁架式,中心岛周边预留反压土体;局部逆作区域,设置核心筒(剪力墙)作为水平支撑的抗侧力构件,完成逆作区域的地下室结构施工,再分区逐层开挖反压区的预留土体,采用顺作法施工剩余分区的地下室结构。由于核心筒(剪力墙)抗侧刚度大,可承受主体结构的竖向荷载、风荷载及地震的水平荷载,同时承受水、土和施工阶段的侧向压力。局部逆作法中钢-混凝土组合核心筒(剪力墙)结构应用范围灵活,施工方便,受力明确。核心筒(剪力墙)可采用分离式地下连续墙分块施工完成,为了提高抗侧刚度,分离式地下连续墙可采用钢板剪力墙,各分块通过钢构件连成整体,支护结构同时充当主体结构的竖向受力构件,将支护结构与主体结构结合为一体,节省成本,同时降低工程开发对环境的破坏。
2.7节点构造的设计
在传统的高层建筑地下结构施工中,梁柱节点一直是一个关键构造节点,在混凝土浇筑时一起浇筑,由于此处钢筋较多,须注意混凝土振捣到位,保证梁柱节点的受力要求,而采用逆作法施工不同于常规方法,梁柱一般都是分开浇筑,要在设计中重点考虑地下室外墙连接段的节点构造,做好其防水处理和整体连接,保证地下室外墙的整体性和防水要求。
结语
由于逆作法具有较好的经济性,同时对于周围环境的影响较小,此技术已经被广泛应用到高层建筑地下结构施工中来,为更好地促进逆作法技术的应用和我国高层建筑施工技术的发展,针对当前逆作法在高层建筑应用中存在的一些问题,要进行优化解决,同时要掌握逆作法施工技术要点,以便逆作法能更好地应用到高层建筑施工中,进一步促进我国高层建筑行业的发展。
参考文献
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