浅议逆作法现场建筑施工技术

'浅议逆作法现场建筑施工技术　　摘要：为了能有效地利用地下空间，基坑工程不仅数量增多，深度增大，且大量深基础工程集中在市区，工期紧，施工场地狭小，施工条件复杂。实践证明，利用逆作法施工高层建筑多层地下室和其他多层地下结构，具有良好的经济效益和社会效益，因而在地下工程施工中得到广泛应用。本文介绍了逆作法施工技术的考虑因素，结合工程实例探讨了逆作法现场建筑施工技术的应用。关键词：逆作法因素现场建筑施工技术应用中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：逆作法是一项近几年发展起来新兴的基坑支护技术。它是施工高层建筑多层地下室和其他多层地下结构的有效方法。适用于市区建筑密度大，邻近建筑物及周围环境对沉降变形敏感，施工场地狭窄，施工工期紧张，地基软土层厚等工程情况，对于三层及以上的地下室效果尤为明显，在国外如美、日、德、法等国家，已广泛应用，收到较好的效果。虽然逆作法的施工工艺和相关理论都取得一定成果，应用也有一定的普及，但目前仍作为一种特殊施工方法应用，主要用于对工程有特殊要求或用传统方法施工满足不了要求而又十分不经济的情况下。一、逆作法施工技术的考虑因素9 1、基坑深度目前高层建筑地下大部分是二层(一层用于停车场，另一层是设备层）发展到三层，但也有多层地下室。基坑越深，施工的难度就越大。所以，选用逆作方法，首要考虑的是地下深度问题。2、地质土层构造选用逆作法考虑的又一重要因素即为工程地质土层构造，土层较好，虽然四周环境较差，可以采用简单可行的逆作方法，例如上层较差、四周环境又稍好、必须采用可靠的逆作方法。因此在确定逆作方法施工前，切忌简单从事，必须对工程地质进行详细地勘察。3、地下水在基坑开挖中不论采用何种逆作方法，勘察单位不能忽视水文地质勘察工作，因为地下水对基坑开挖的影响很大，所以一定要在施工前将地下水的形成及种类要调查清楚，是承压水、渗流水、还是上层滞水以及水头大小，土层的渗透系数等，以便选用合适的止水方案和降水措施逆作施工时，不能因为水的患害造成基坑失误。二、工程应用——逆作法现场建筑施工技术应用1、工程概况某商业会展中心，占地面积8788.537m2，建筑基底面积5560m2，地上建筑面积10823.1m2，地下建筑面积89009 m2（拟设置二层地下室），总建筑面积19723.10m2，基础形式为人工挖孔桩，基坑支护为“搅拌桩+旋喷桩+喷锚网+放坡”。采用逆作法施工，地下连续墙与土体之间粘结力和摩擦力不仅可利用来承受垂直荷载，而且还可充分利用它承受水平风力和地震作用所产生建筑物底部巨大水平剪力和倾覆力矩，从而大大提高了抗震效应。因该工程体量大、工期紧，为确保工程如期交付使用，同意建设单位提出地下室主体结构采用“逆做法”施工方案。该工程是以人工挖孔桩中预埋钢柱作为中间逆作柱,利用逆作柱作各层面的支撑承重,由首层楼板作为水平分界层,同时向分界层上下各层组织施工,并把逆作柱逐层处理成原设计的结构柱,柱及逆作柱承受临时施工的全部荷载，并将荷载传至人工挖孔桩基础。逆作法施工随之带来了需要解决的问题之一，即本道水平支撑结构施工完毕后进行下一步土方开挖时，已施工完毕的水平支撑结构悬空了，需要设计竖向承重构件来承受各道水平支撑向下传递的荷载，工程设计中通长采用钢格构柱来作为竖向承重构件使用。钢格构柱在工程桩基施工阶段预埋在灌注桩顶，土方开挖后格构柱露出，基坑各道水平支撑结构与之连接，其荷载通过钢格构柱竖向传递到灌注桩，9 以解决逆作法施工中水平支撑结构荷载的竖向传递问题。其中框架柱与格构柱重合位置的柱头施工较为复杂，柱头插筋就是逆作法最重要的施工工序之一，其施工质量直接关系到工程的结构安全。结合该工程特点，工程的重点或难点主要有：（1）降排水及水位监测；（2）基坑周边支护；（3）土方开挖；（4）结构变形监测；（5）地下室防水；（6）地下室结构的防裂、抗渗措施。2、施工部属（1）监测系统安装与降水土方开挖阶段基坑边坡土体及上部主体结构由业主委托专业公司进行监测，监测边坡土体稳定性及建筑物沉降，发现异常情况如变形速率突变、超过允许或设计变形量（沉降量）及其它突发情况应立即停止土方开挖，及时将情况向监理公司、建设单位汇报，并采取应急措施防止发生安全质量事故。（2）±0.00梁板混凝土浇筑现有场地平均标高为5.5m左右，±0.00相对于绝对高程+9.13m，两者高差3.13m左右，满足模板支设空间要求，采用钢管木模板体系支设梁板模。9 （3）土方开挖在±0.00m梁板混凝土浇筑完毕28d，且在预应力张拉完成以后，地下室土方开挖随即开始，开挖采用机械与人工配合方式，机械以小型挖掘机械为主。在北侧附近各设一个出土口，出土口规格7000mm×6000mm，2个出土口配备一台龙门吊车，在洞口上方安装龙门吊，直接将地下室土方调运至自卸汽车。（4）安装钢管柱地下室钢管柱定位器在人工挖孔桩桩芯混凝土浇筑至设计标高时预先埋设，或者人工挖孔桩浇至承台底150mm，清理浮浆安装定位器后按设计要求浇筑混凝土。应注意校核定位器轴线偏差在允许范围之内，桩基础检测完毕并合格后即分段安装钢管柱，同时在钢管柱底部浇灌1500mm高C35柱芯混凝土，以增强其底部节点的受力性能。（5）±0.00m梁板混凝土浇筑现场实际场地平均高程为6.0m左右，若±0.00m相当于绝对标高9.13m，高差近3.13m，将现有场地平整好后用100厚C15混凝土硬化，在硬化的地面上采用钢管木模板支撑体系浇筑±0.00m梁板混凝土。梁与钢管柱节点处理按设计图纸施工，同时在指定位置预留出土口。（6）土方开挖±0.00m9 梁板混凝土达到设计强度100%后，进行预应力张拉，在拆除支撑系统后即可开始土方开挖，开挖首先用人工自预留洞口开挖，具有一定工作面后由小型挖掘机械施工，出土方式拟同时采用2种方案：①在地下室北侧2个出土预留洞口，采用龙门吊将土方由洞口直接调运至自卸汽车，以免在边坡周边堆放过多土方，防止边坡失稳。②在地下室南侧，利用○E-○A区段以开挖的基坑从侧面向地下室里侧开挖。随着开挖的进行，土钉支护、喷锚网等各种边坡支护形式按相应的支护方案同步施工，避免超挖。在开挖至地下一层板面标高以上500mm时，应停止开挖，对钢管柱进行临时加固（具体是否需要临时加固，须设计院进行受力分析）。（7）地下室底板混凝土浇筑即按通常做法做承台砖胎膜（按整板形式考虑，不设地梁）、C10场地硬化，硬化后做底板防水基层、防水层、防水保护层，然后绑扎底板钢筋，浇筑底板混凝土。3、逆做法施工要点（1）西侧土方开挖与外运首层结构完成并达到一定强度后，须进行出土口的布置和垂直出土龙门吊的安装，9 土石方开挖采用大面积暗挖，用小型挖土机挖土石方，并辅以人工开挖及修方，运输距离远的，可考虑用履带推土机推运至出土口附近，再由挖土机装斗，龙门吊吊出基坑，直接装汽车运出场外。　　每个出土口安排3台小型挖土机施工，2台开挖作业，1台装斗作业，另预备40人作基坑壁、柱面的修方。龙门吊轨道须经过部分首层楼板，对此范围的梁板在结构施工前配筋应做必要的加强处理，满足施工需要。南侧根据○E-○A基坑开挖情况从多个位置向里开挖，土方可由推土机推至堆土点，再集中外运。（2）北侧土方开挖与外运首层结构完成并达到一定强度后，首先开挖搅拌桩与地下室外边线12.0m范围的土方，并留设出土坡道。坡道形成后，安排6台小型挖土机和3台中型挖土机施工，在场地具备工作面后再安排3台推土机将里面的土方推运至装车点。为加快施工进度，根据现场实际情况，计划在现场南侧设一个临时堆土场地，确保白天、晚上均能进行挖土工作，提高晚上土石方外运的强度。根据经验，土方外运速度可按6500m3/d计算。（3）逆作法施工的坑内降水挖土时要保证各降水井及时抽水，根据现场开挖情况在地下室内部设集水坑和排水沟。（4）在施工人工挖孔桩护壁时即进行钢管定位9 预埋件的安装，浇筑桩芯混凝土后，在混凝土初凝前应严格按设计要求剔除桩顶的浮渣层。同时，做好钢管柱定位器的安装、固定和位置校核的工作。钢管柱加工时一次成型，放入桩孔，套于定位器上，并在桩孔壁和钢管外壁之间的空隙中按设计要求填砂。（5）逆作法施工的钢筋工程地下室楼板、梁与地下墙、中间柱的连接，均按设计图的要求采用预埋钢板或插筋，然后与梁板内的钢筋焊接或机械连接。4、逆作法施工的安全措施（1）逆作施工时，坑洞和孔洞较多，要设围护栏杆，上下要设有专用上、下人梯，垂直孔洞的防护应有专项安全方案和具体要求。（2）地下通风、用电和照明，应保证现场施工的要求。（3）利用有效的监测手段进行信息化施工，如发现有地面异常等不利征兆，必须加强监测，并立即采取安全措施处理。（4）认真研究钻探资料，分析地质情况，对可能出现的地质不良现象和有害气体等情况，须作出预防措施和应急措施。（5）施工过程中，应密切注意挖土和排水时基坑的安全，挖土机不得碰撞梁板及支撑柱结构。9 参考文献：[1]王世展.逆作法施工技术现状及发展趋势[J].中国新技术新产品.2009(07)[2]罗邦岳,陶若文.高层建筑地下室逆作法施工探讨[J].中国新技术新产品.2009(12)9'