逆作法施工技术在城市地下工程中的应用

发表时间:2020/12/29   来源:《基层建设》2020年第25期   作者:周文浩
[导读] 摘要:本文以实际工程案例为背景,详细分析了逆作法施工,确保了周边环境安全以及工程的顺利开展,对类似工程有一定的借鉴价值。
        中国建筑第八工程局有限公司  上海市  200000
        摘要:本文以实际工程案例为背景,详细分析了逆作法施工,确保了周边环境安全以及工程的顺利开展,对类似工程有一定的借鉴价值。
        关键词:城市地下工程;逆作法;施工技术
        1逆作法施工技术分析
        深基坑工程施工常用顺作法和逆作法2种方式,2种方式在施工流程和安全性上有很大的区别。
        1.1施工流程分析
        桩基围护施工完成后,顺作法由上而下分层开挖,逐层施工水平临时支撑体系,底板完成后再由下而上逐层拆除临时水平支撑并实施各层地下结构。围护结构与主体结构体系相对独立。逆作法进行地下结构施工时,由上而下分层开挖并实施各层永久结构梁板,利用永久结构梁板作为水平支撑体系,直至底板完成。同时,根据工程需要,有条件在首层结构梁板达到设计强度后同步开始上部结构的施工。
        1.2安全性分析
        逆作法利用结构体系作为水平支撑,刚度较大,基坑开挖安全性较高,且基坑的变形小,对周边环境的影响很小。另外,逆作法在首层结构梁板实施完成后,可以作为材料堆场,解决了场地狭小等问题。综合考虑,在城市核心区的项目开发,深基坑工程采用逆作法施工对项目的开展实施更有利。
        2工程概况
        某医疗大楼为20层,檐口高97.30m,地下7层,建筑面积约6万m2,为框架-剪力墙结构,总荷载为12000kN/柱,建筑物等级为二级。根据勘察资料,拟建场地自上而下分布有人工填土、植被层、粉质黏土、夹带含有机质的粉质黏土、中砂、圆砾、强风化及中风化泥质砂岩等地层。
        根据工程特点,提出“先顶后底”全逆作法施工方案,基坑整体采用逆作法施工,逆作施工阶段同步完成地上20层结构施工,基坑周边采用“两墙合一”的地下连续墙作为围护体,利用地下结构梁板作为水平支撑,采用“一柱一桩”(钢立柱结合柱下钻孔灌注桩)作为竖向支撑构件承受施工阶段结构自重和施工荷载。
        3逆作法施工技术的具体应用
        3.1逆作法预埋件加工与钢筋笼吊装
        地下连续墙的刚度大小与钢筋笼制作技术息息相关,为保证制作钢筋笼的可操作性及工程质量,制作、拼接过程均采用电焊焊接。钢筋的下料、弯曲加工必须提前进行施工放样,成型尺寸正确无误,钢筋纵横向顺直。现场制作钢筋笼制作专用平台,在平台上精细放样、定位进行钢筋笼的制作,保证钢筋间距符合设计要求,预留预埋件位置准确,纵向受力主筋优先采用机械连接,完成后用红色油漆标注轴线记号。为保证接驳器的轴线、标高准确无误,下放钢筋笼时,应设专人控制轴线位移偏差纠偏,用水准仪进行跟踪测量钢筋笼的笼顶标高,下放到位后,用垫块加以固定及调整,确保预埋接驳器的轴线及标高准确。
        根据钢筋笼的质量及现场施工环境情况,现场配置200t和80t履带式起重机各1台,其中,200t履带式起重机作为钢筋笼起吊主吊机,80t吊配合起吊。在吊装起吊前,应检查吊车钢绳是否垂直于钢筋笼的中心线,如果不垂直移动吊车,直到吊车的钢丝绳垂直为止。将钢筋笼平抬提离地面1m左右,检查吊点附近焊点情况和穿扛有无弯曲,有效控制钢筋笼变形。
        3.2下放钢管柱
        根据图纸设计要求,钢管柱应插入桩身2.5m。下放钢筋笼、钢管柱前要安装好激光测斜仪。本工程对格构柱的垂直度实时测量设备是激光测斜仪。激光测斜仪是激光器和倾斜仪的组合。通过激光束的精确指示,调整出倾斜仪在钢立柱柱管上的安装位置,使得激光束与钢立柱管柱体母线平行。在钢立柱竖起后,倾斜仪可与连接配套的显示仪表,直观反映出被测物的垂直度、倾斜角度、偏移尺寸,及钢立柱的X、Y向(如果是双向倾斜仪)的倾角等信息。最终实现倾斜仪实时监测输出钢立柱柱管的倾斜状态。如果辅以相关的调垂设备,即可完成对钢立柱垂直度的实时监测和调整工作。


        3.3垂直度检测及矫正控制
        当钢立柱放到调垂架对应位置后,固定好钢立柱使之与调垂架连为一体。连接好激光倾斜仪和显示器等,即可直观地反映出被测物的垂直度、倾斜角度和偏移尺寸。据此以调整钢立柱的倾斜状态达到满足要求。实时监测应贯穿整个调垂过程。另外,检查调垂架卡位固定和着力情况,以确保往后的施工操作不会引起调垂架的晃动,导致钢立柱垂直度的变化。混凝土浇捣按施工要求进行,一般在将导管插进钢立柱时,以及浇捣完混凝土后拔除导管速度要慢而且轻,不得撞击钢立柱并随时纠正垂直度。混凝土浇捣到要求位置后,待混凝土终凝后,拆除激光倾斜仪等,并做好相关垂直度的数据记录。必须待混凝土浇筑完,并使混凝土完全终凝之后方能拆除调垂架(≥12h),可以循环使用。
        3.4结构梁板与钢格构立柱交接位置节点处理
        钢格构立柱外围需要绑扎主筋以共同形成工程柱骨架,而结构梁主筋需要穿越钢格构立柱,因此在梁柱的交接位置,需要很高的钢筋制作、安装施工精度,务必保证格构柱正常受力、结构柱梁规范施工。(1)地下结构梁的钢筋在穿越格构柱时位置要求十分精确,因此必须加强测量放线的复核,绑扎梁筋之前施工单位应在模板上划线,标出主筋位置(要兼顾穿孔位置和保护层厚度),通长梁筋下料、制作、安装要做好交底。(2)在格构柱上,打孔位置要准确无误,开孔大小要根据格构柱承载力及穿越的钢筋直径而定,要事先做好计算和找出梁柱节点钢筋与钢格构柱的交叉关系,根据模板上已经标出的主筋位置确定打孔位置,并做好标记。(3)底板或楼板内需穿越立柱缀板的钢筋,其中心如离缀板边缘≤3cm,可切割该范围缀板后放置钢筋,但应在该缀板对侧补足被切割缀板面积;对于结构梁、柱需穿越立柱缀板的钢筋,其中心如离缀板边缘>3cm时,在所穿越钢筋位置打孔。(4)结构梁、柱需穿越格构柱角钢的钢筋,如果其中心离角钢边缘<2cm,可割去部分角钢,但被割范围应不大于钢筋直径+2mm;如果其中心离角钢边缘>2cm,则应在所穿越角钢位置打孔,孔径等于钢筋直径+2mm;每根角钢同一平面位置不得穿越2根钢筋,不得任意扩大角钢横截面积损失。
        3.5顶板施工
        顶板开挖前对钢管混凝土桩位置做相应保护,防止施工机械损毁成桩。为了精确控制梁标高和梁柱的钢筋连接,土方一次开挖至梁底以下20cm,距开挖设计标高20cm采用人工清除。为保证顶板下支撑稳定性和刚度要求,要求基槽凸凹不平处铺上砂垫,并使用0.8t小夯实机具压实压平。
        3.6底板施工
        在底板施工过程中,考虑到结构荷载越来越大,为保证安全应按轴号对称划分若干单元,对称单元出土、钢筋绑扎、底板浇筑等工作。浇筑过程中,注意分区分界处和柱板连接处的钢筋连接和混凝土浇筑,保证施工质量。
        3.7混凝土浇筑
        内衬墙与板、梁及钢管柱与板、梁二次连接节点的钢筋密集,连接方式复杂,混凝土很难透过密集钢筋区形成均匀密实包裹层,所以混凝土优先选用高流动性的自密实混凝土。浇筑前对分区分界结合面凿毛湿润,墙板浇筑过程中控制施工节奏,杜绝冷缝。钢筋密集区加强振捣,施工分界交界处务必保证延伸扩大振捣区域,减小沉降量。逆作法先施工梁再浇筑柱混凝土,外包混凝土柱浇筑比较困难,特别是柱顶与梁底交接处极易收缩造成空鼓,所以在立模过程中须预埋注浆口,通过后期注浆解决空鼓、不密实等问题。
        4结语
        综上所述,逆作法施工技术可以最大限度利用场地空间,创造施工作业面。同时通过主体结构与临时支护体系相结合,形成水平支撑体系,减少深基坑施工对周边环境的影响。近年来,逆作法施工技术已广泛地应用于城市地下工程建设。有利于提高施工效率、缩短工程工期。
        参考文献:
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        [3]徐玉亮,王长录,程林丽,许艳苗,李文艳.复杂地层深基坑逆作法地下连续墙施工技术[J].施工技术,2020,49(S1):141-144.
        [4]王剑非,王长录,王晓燕,许艳苗,程林丽.逆作法施工立柱调垂新方法及其应用[J].施工技术,2020,49(S1):214-216.
 
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