(第三学期)高层建筑施工阶段性作业1

'中国地质大学（武汉）远程与继续教育学院中国地质大学(武汉)远程与继续教育学院高层建筑施工课程作业1（共4次作业）学习层次：专升本涉及章节：概述——第1章一、高层建筑结构工程的施工有那些成套技术？二、论述高层建筑基础工程中采用的新技术。三、概述基坑工程的内容。四、地下连续墙有哪些特点？其适用于什么场合？五、论述“逆筑法”的工艺原理及其特点。六、简述提高水泥土桩挡墙支护能力的措施。七、论述钢支撑的施工要求。八、深基坑土方开挖的注意事项有哪些？ 中国地质大学（武汉）远程与继续教育学院参考答案一、高层建筑结构工程的施工有那些成套技术？（1）组合模板：55系列钢模板；肋高70、75mm的中型组合钢模板；钢框竹(木)胶合板模板；早拆体系。（2）大模板工艺：在剪力墙结构和简体结构中已广泛应用，已形成“全现浇”、“内浇外挂”、“内浇外砌”成套工艺，且已向大开间建筑方向发展。（3）楼板：各种预制、现浇板外，还应用了各种配筋的薄板叠合楼板。（4）爬升模板：首先用于上海，工艺已成熟，不但用于浇筑外墙，亦可内、外墙皆用爬升模板浇筑。爬模工艺，是用于高层剪力墙结构施工的一种主要工艺技术，其特点是既具有大模板一次能浇筑一个楼层墙体混凝土的长处，又具有滑动模板可以随楼层升高而连续爬升，不需要每层拆卸和拼装模板的特点。上海88层的金茂大厦的核心筒体就是采用这种施工方法，最快达到两天一层。（5）滑模工艺：可施工高耸结构、剪力墙或简体结构的高层建筑，亦可施工一些特种结构(如沉井等)，如深圳的国贸大厦（50层，高160米）和武汉的国际贸易中心（地上53层，地下3层，高212米，筒中筒结构，1996年建成）等50多层的超高层建筑，都采用了滑动模板，并成功的采用了大吨位千斤顶，如今滑模工艺也可用于框架和筒体结构，但由于其不能适应日趋丰富多变的建筑物立面要求和墙体与楼板连接节点的抗震要求，目前已经很少在高层建筑上部结构施工中采用。二、论述高层建筑基础工程中采用的新技术。在基础工程方面：归纳起来一般包括桩基础施工技术、基坑工程技术、桩基承台或混凝土底板的大体积混凝土施工技术以及地下结构的混凝土浇筑技术。桩基础方面，混凝土方桩、预应力混凝土管桩、钢桩等预制打入桩都有应用，有的桩长已达70m，近年来混凝土灌注桩有很大发展。钻孔灌注桩发展了后压浆技术、挤扩多分支承力盘灌注桩和挤扩多支盘灌注桩。在沉管灌注桩方面也发展了夯压成型（夯扩桩）灌注桩以及全套管法施工工艺。与此同时，我国还完善了桩的检测技术，桩的检测包括成孔后的检测和成桩后的检测。深基坑支护技术发展很快，多采用钻孔灌注桩、地下连续墙、深层搅拌水泥土墙、加筋水泥土墙和土钉强等。计算理论和施工工艺有很大改进。支撑方式有传统的内部钢管（或型钢）和混凝土支撑，也有在坑外用土锚拉固。在深基坑降低地下水方面，已能利用轻型井点、喷射井点、真空深井泵和电渗井点技术进行深层江水，而且在预防因降水而引起的附近地面沉降方面也有一些有效措施。大体积混凝土裂缝控制的计算理论日益完善，采取了有效裂缝控制措施，预拌混凝土和泵送技术，大大提高了大体积混凝土浇筑速度。在测温技术和信息化施工方面也积累了不少经验。三、概述基坑工程的内容。 中国地质大学（武汉）远程与继续教育学院基坑工程的内容包括：基坑土方开挖的施工工艺一般有两种：放坡开挖(无支护开挖)和在支护体系保护下外挖(有支护开挖)。前有既简单又经济，但需具备放坡开挖的条件，即基坑不太深而且基坑平面之外有足够的空间供放坡之用。因此，在空旷地区或周围环境允许放坡而又能保证边坡稳定条件下应优先选用。在城市中心建筑物稠密地区，往往不具备基坑放坡开挖的条件，此时就只能采用在支护结构保护下垂直或基本垂直进行开挖。在有支护开挖的情况下，基坑工程一般包括下述内容：(1)基坑工程勘察；(2)基坑支护结构的设计和施工；(3)控制基坑地下水位；(4)基坑土方工程的开挖和运输；(5)基坑土方开挖过程中的工程监测；(6)基坑周围的环境保护。四、地下连续墙有哪些特点？其适用于什么场合？地下连续墙主要有以下优点：①适用于各种土质。除岩溶地区和承压水头很高的砂砾层必须结合其他辅助措施外，在其他各种土质中皆可应用地下连续墙。②可以在建筑物、构筑物密集地区施工。由于地下连续墙的墙体刚度大、整体性好，因而结构变形和地基变形都较小，能够紧邻现有建筑物及地下管线开挖深、大基坑，对沉降及变位较易控制。我国的实践经验是距离现有建筑物1m左右就可顺利进行地下连续墙施工。③施工时振动小、噪声低。这也是地下连续墙能够在城市建设工程中得到飞速发展的重要原因之一，随着对限制“建筑公害”的呼声愈来愈高，这一优点尤为突出。④防渗性能好。地下连续墙为整体连续结构，防渗性能较好。近年来随着对地下连续墙接头构造的改进，又大大提高了其防渗性能，除特殊情况下，施工时坑外不再需要降水。坑内降水是为了降低土壤含水量，便于机械施工。⑤可与“逆筑法”施工技术结合，加快施工进度，缩短工期。地下连续墙尽管有上述明显的优点，但也有它自身的缺点和尚待完善的方面，这主要表现在：①弃土及废泥浆的处理问题。除增加工程费用外，如处理不当，会造成新的环境污染。②地下连续墙若只是用作基坑的支护结构，则造价较高，不够经济。③现浇的地下连续墙的墙面不够光滑，如对墙面的光滑度要求较高，尚需加工处理或另作衬壁。④需进一步研究提高地下连续墙墙身接缝处抗渗、抗漏能力；提高施工精度和墙身垂直度的方法和措施。一般来说，地下连续墙在深基坑工程中的适用范围归纳起来有以下几个方面：①在软土地区适用于开挖深度超过10m的深基坑。②在建筑物、地下设施密集地区且环境保护要求较高时施工深基坑。③用于逆筑法施工的基坑支护结构与建筑物主体结构相结合的“两墙合一”。 中国地质大学（武汉）远程与继续教育学院五、论述“逆筑法”的工艺原理及其特点。高层建筑多层地下室传统的施工方法，是放坡大开挖或用支护结构支护后垂直开挖，挖至设计标高后浇筑钢筋混凝土底板，再由下而上逐层施工各层地下室结构，待地下结构完成后再进行地上结构施工。“逆筑法”的施工程序与传统的施工方法正相反。其工艺原理是：先沿建筑物周围施工地下连续墙，在建筑物内部按柱网轴线施工少量中间支承拄(办称中柱桩)，然后进行地下首层的梁板楼面结构施工。完成后同时施工地下、地上结构、待地下室大底板完成后，再进行复合柱、复合墙的施工。但在地下室浇筑钢筋混凝土底板之前，地面上的上部结构允许施工的层数要经计算确定。“逆筑法”施工，根据以地面一层楼面结构下挖土是封闭还是敞开，分为“封闭式逆筑法”和“明暗结合式逆筑法”。前者可以地面上、下结构同时进行施工；后者上部结构不能与地下结构同时进行施工。“逆筑法”施工主要有以下特点：①利用地下连续墙及中间支承柱作为“逆筑法”施工期间承受地上、地下结构荷载及施工荷载的构件；利用地下室楼板作为地下连续墙支护的支撑。其中地下连续墙的深度、厚度和中间支承柱的深度和柱径需经过设计计算确定。②”逆筑法”挖土采用地下室曾层楼板结构完成后，然后挖楼板底下的土，挖至下一层楼板标高后，浇筑该层楼板结构，然后再挖该层楼板下的土，再浇筑楼板，如此直至地下室大底扳完成。“逆筑法”开挖土方采用人力开挖、坑底水平运土，然后由设置在基坑两端的取土口专用设备，将挖出的土方提升、装车、外运。③地下室楼板采用出模（或者用模板浇筑)，用土模时挖土至标高后做出混凝土垫层，在梁模的搁支点上用砂浆找平，直接待梁模搁置在砂浆找平层上，挖土、混凝土垫层、砂浆找平，必须按要求严格控制误差。采用“逆筑法”施工，由于地下室可与地上结构同时施工，因此，可使工程的总工期缩短；由于利用地下室的梁板楼面结构作为地下连续墙的内部支撑，因而基坑变形小，相邻建筑物的沉降小；与传统方法比较，“逆筑法”施工基础底板较易满足抗浮要求，使底板设计趋向合理；由于节省了支护结钩的支撑，还大大降低了施工费用。“逆筑法”施工的缺陷是由于自上而下施工，上面已覆盖，使下面的施工作业条件较差，需采用一些特殊的施工技术，保证施工质量的要求更加严格。六、简述提高水泥土桩挡墙支护能力的措施。深层搅拌水泥土桩挡墙属重力式支护结构，主要由抗倾覆、抗滑移和抗剪强度控制截面和入土深度。目前这种支护的体积都较大，为此可采取下列措施，通过精心设计来提高其支护能力：(1)卸荷如条件允许可将基坑顶部的土挖去一部分，以减小主动土压力；(2)加筋可在新搅拌的水泥土桩内压入竹筋等，有助于提高其稳定性。但加筋与水泥土的共同作用问题有待研究；(3)起拱将水泥土桩挡墙做成拱形，在拱脚处设钻孔灌注桩，可大大提高支护能力，减小挡墙的截面。对于边长大的基坑，于边长中部适当起拱以减少变形。目前这种形式的水泥土桩挡培已在工程中应用；(4)挡墙变厚度对于矩形基坑，由于边角效应，在角部的主动土压力有所减小。为此于角部可将水泥土桩挡墙的厚度适当减薄，以节约投资。 中国地质大学（武汉）远程与继续教育学院七、论述钢支撑的施工要求。钢支撑常用H型钢支撑与钢管支撑。当基坑平面尺较大时，支撑长度超过15m时，需设立柱来支承水平支撑，防止支撑弯曲，缩短支撑的计算长度，防止支撑失稳破坏。立柱通常用钢立柱，长细比一般小于25，由于基坑开挖结束浇筑底板时支撑立柱不能拆除，为此立柱最好做成格构式，以利底板钢筋通过。钢立柱不能支承于地基上，而需支承在立柱桩上，目前多用混凝土灌注桩作为立柱支承桩，灌注桩混凝土浇至基坑面为止，钢立柱插在灌注桩内，插入长度一般不小于4倍立柱边长，在可能情况下尽可能利用工程桩作为立柱支承桩。立柱通常设于支撑交叉部位，施工时立柱桩应准确定位，以防偏离支撑交叉部位。钢支撑皆用钢腰梁，钢腰梁多用H型钢或双拼槽钢等，通过设于围护墙上的钢牛腿或锚固于墙内的吊筋加以固定。钢腰梁分段长度不宜小于支撑间距的2倍，拼装点尽量靠近支撑点。如支撑与腰梁斜交，腰梁上应设传递剪力的构造。腰梁安装后与围护墙间的空隙，要用细石混凝土填塞。钢支撑受力构件的长细比不宜大于75，联系构件的长细比不宜大于120。安装节点尽量设在纵、横向支撑的交汇处附近。纵向、横向支撑的交汇点尽可能在同一标高上，这样支撑体系的平面刚度大，尽量少用重叠连接。钢支撑与钢腰梁可用电焊等连接。八、深基坑土方开挖的注意事项有哪些？深基坑土方开挖的注意事项：1．土方开挖顺序、方法必须与支护结构设计工况一致，并遵循“开槽支撑，先撑后挖，分层开挖，严禁超挖”的原则。2．防止深基坑挖土后土体回弹变形过大深基坑土体开挖后，地基卸载，土体中压力减少，土的弹性效应将使基坑底面产生一定的回弹变形(隆起)。回弹变形量的大小与土的种类、是否浸水、基坑深度、基坑面积、暴露时间及挖土顺序等因素有关。如基坑积水，黏性土因吸水使土的体积增加，不但抗剪强度降低，回弹变形亦增大，所以对于软土地基更应注意土体的回弹变形。回弹变形过大将加大建筑物的后期沉降。由于影响回弹变形的因素比较复杂，回弹变形计算尚难准确。如基坑不积水，暴露时间不太长，可认为土的体积在不变的条件下产生回弹变形，即相当于瞬时弹性变形，可把挖去的土重作为负荷载按分层总和法计算回弹变形。施工中减少基坑回弹变形的有效措施，是设法减少土体中有效应力的变化，减少暴露时间，并防止地基土浸水。因此，在基坑开挖过程中和开挖后，均应保证井点降水正常进行，并在挖至设计标高后，尽快浇筑垫层和底板。必要时，可对基础结构下部土层进行加固。3．防止边坡失稳深基础的土方开挖，要根据地质条件(特别是打桩之后)、基础埋深、基坑暴露时间挖土及运土机械、堆土等情况，拟定合理的施工方案。4．防止桩位移和倾斜打桩完毕后基坑开挖，应制订合理的施工顺序和技术措施，防止桩的位移和倾斜。对先打桩后挖土的工程，由于打桩的挤土和动力波的作用，使原处于静平衡状态的地基土遭到破坏。对砂土甚至会形成砂土液化，地下水大量上升到地表面，原来的地基强度遭到破坏。对粘性土由于形成很大的挤压应力，孔隙水压力升高，形成超静孔隙水压力，土的抗剪强度明显降低。如果打桩后紧接着开挖基坑，由于开挖时的应力释放，再加上挖土高差形成一侧卸荷的侧向推力，土体易产生一定的水平位移，使先打设的桩易产生水平位移。软土地区施工，这种事故已屡有发生，值得重视。为此，在群桩基础的桩打设后，宜停留一定时间，并用降水设置预抽地下水，待土中由于打桩积聚的应力有所释放，孔隙水压力有所降低，被扰动的土体重新固结后，再开挖基坑土方。而且土方的开挖宜均匀、分层，尽量减少开挖时的土压力差，以保证桩位正确和边坡稳定。 中国地质大学（武汉）远程与继续教育学院5．配合深基坑支护结构施工深基坑的支护结构，随着挖土加深侧压力加大，变形增大，周围地面沉降亦加大。及时加设支撑(土锚)，尤其是施加预紧力的支撑，对减少变形和沉降有很大的作用。为此，在制订基坑挖土方案时，一定要配合支撑(土锚)加设的需要，分层进行挖土，避免片面只考虑挖土方便而妨碍支撑的及时加设，造成有害影响。'