论文部分内容阅读
【摘要】本文首先分析了逆作法施工技术的优势,然后探讨了逆作法施工中的要点问题,最后就跃层逆作法施工技术进行了研究。本文是个人的一些观点,可供同行参考。
【关键词】逆作法;施工
前言
逆作法是建筑项目开挖基坑时,采用盆式挖土,先放坡开挖基坑中心部位的土体,靠近围护墙处留土以平衡坑外的压力,待基坑中心部位开挖至坑底后,由下往上顺作施工基坑中心部位地下结构至地下一层的顶板,用作围护墙的水平支撑,然后进行周边地下结构的逆作施工,这时上部结构也可以同时施工。
一、逆作法施工技术的优势分析
逆作法施工技术的优势主要有以下3点。
1、能缩短工程施工的总工期。具有多层地下室的高层建筑,由于受技术和设备的限制,往往仅能施工地下一层,极少能同步施工上部结构。实践证明,逆作法改变了过去只有一层地下工程占部分绝对工期的传统施工方法,而让其他各层地下室与地上结构实现同步施工,统筹协调好地下结构向超深发展和上部结构向超高发展的关系,将不占绝对工期,因此,可以大大缩短施工的总工期。
2、施工基坑变形小。采用逆作法施工,可以减小深基坑变形和对施工周围环境的影响,尤其是减少了施工作业对周边居民生活的影响。同时,利用地下室的楼盖结构作为地上支护结构,借用地下连续墙的水平支撑体系,其刚度比传统施工过程中临时支撑的刚度大很多。而且,不需要另外增加临时支撑,减少了传统施工时的拆撑、换撑等环节,因此可减少围护墙在侧压力作用下的侧向变形。
3、合并基坑支护结构。采用逆作法施工,将地下室外墙与基坑围护墙两墙合一,既改变了传统施工方法中单独设立围护墙的做法,又可最大限度地在工程用地范围内扩大了地下室的面积,明显地增加了建筑物的有效使用面积。同时,地上围护墙的支撑体系直接由地下室楼盖结构代替,可以节省大量支撑费用。特别是楼盖结构即支撑体系,有效地解决了特殊平面形状建筑或局部楼盖缺失所带来的布置支撑的困难,使得整座高层建筑的受力更加合理。
二、逆作法施工中的要点问题分析
1、节点构造。(1)楼板梁与中间支承柱的节点。在逆作法施工工艺中,中间支承柱是重要的竖向支撑构件。在楼板梁与中间支承柱节点的设计中,水平支撑体系采用刚度较大的主体结构梁板代替钢筋混凝土支撑或钢支撑。这样可以解决梁钢筋如何穿过中间支承柱或与中间支承柱如何连接的问题,有效地防止和杜绝在深基坑施工由于支撑等各种因素引起的施工事故,不仅确保施工安全,还保证在复合柱完成后,节点质量和内力分布与设计计算完全一致。(2}地下连续墙与楼板、梁节点。在逆作法施工技术中,地下室楼盖是作为地下连续墙的可靠支撑来设计的,因此在结构设计中,楼盖梁与地下连续墙的连接必须按固结进行考虑,为了确保其与楼板、梁等节点的可靠性,要设法使梁端受力钢筋的锚固或连接、梁断面的抗弯和抗剪强度等达到设计要求。(3)地下连续墙与底板的连接。地下连续墙作为基坑支护结构,其适用于各种复杂施工环境和多种地质条件。而在逆作法施工技术中,地下连续墙与地下室底板的连接节点必须满足2个要求:一是地下室底板与地下连续墙要连成一个整体,使之与设计假定的刚性节点一致。二是地下室底板与地下连续墙应连接紧密,地下连续墙与墙体混凝土的抗渗等级不得小于0.6 MPa,二层以上地下室不能小于0.8 MPa,这样才能达到防水的要求。
2、土方开挖。(1)挖土方式。一是明挖。该方法具有施工简单、快捷、经济、安全等优点,但是对周围环境影响较大。在明挖施工过程中,如果基坑的平面面积很大时,一般基坑对撑困难,可以采用部分逆作法,即“中顺边逆”法。该方法采用放坡和中心岛开挖相结合,继续保留周边土体,使之达到有效控制围护结构变形和减少悬臂弯矩的目的。二是暗挖。暗挖实质上是掏挖,主要采用小型挖土机与人工挖土相结合,而地下水平运输则采用人力拖车运输到出土口下,再由专门的抓土行车通过吊运来完成。(2)取土口的布置。一是半封闭式的逆作法,其取土口的布置可按传统的顺作法直接用挖土机出土,通过土方车运出场地。二是全封闭式逆作法,因为施工是在顶部楼盖封闭的条件下进行,当进行地下各层地下室结构施工时,应考虑施工设备、土方、模板、钢筋、混凝土等的上、下运输问题,在不互相干扰和影响的情况下,必须设计并预留出几个上、下贯通的垂直运输通道,以保证设备、土方、模板、钢筋和混凝土的运送通畅。(3)取土口的尺寸。取土口的形状大小不仅要满足挖土机械、支撑及材料运输的要求,而且还应满足结构受力的要求,特别是在土压力作用下能有效地传递水平力,应尽可能采用大开口,以加快出土速度。同时,应不改变地下室顶板的受力,而且不能改变柱、梁结构的布置。
三、跃层逆作法施工技术的应用问题分析
逆作法是一种主体结构与支护结构相结合的施工方法,与传统的顺作法相比,更加科学,但也更加复杂,尤其是跃层逆作工艺。跃层超挖后,部分楼层的地下结构梁板需要后施工,直接挖至地下二层结构梁板底标高,不但跃过地下一层结构梁板,而且在基坑开挖过程中,围护结构少了一道水平支撑。作为水平支撑体系的地下结构梁板则受力更大,需要对更多的地方进行结构抗压与抗弯验算和监控,同时加强楼板局部的设计,采取局部加大主体结构梁的尺寸与配筋、多增设临时水平支撑和封板等措施。在超挖过程中,应采取留土护坡措施,防止一次性开挖过大引起围护结构及周边环境产生变形过大的现象。基坑围护结构的变形必须根据拟定的工况进行严格的计算分析,围护结构的计算沿基坑纵向取单位长度,采用竖向弹性地基梁杆系有限元法进行受力分析,并考虑基坑开挖、支撑安装、主体结构混凝土浇筑等施工过程的特点,按“先变形、后支撑”的原则模拟实际施工的工况,使之在规范规定的允许范围内进行。
(1)主体结构梁板支撑体系受力计算。跃层逆作施工由于减少了水平支撑的道数,因此通过围擦传递到结构梁板上的围压更大。为保证基坑开挖的安全,加强撑采用了斜撑或内嵌环梁的形式,并且重点针对主体结构梁板支撑体系的内力及变形情况进行分析,为基坑设计及施工提供参考和校核。
(2)留土护坡。该施工方法简便,周边土方分块挖土顺序遵循对角对称施工、对边对称施工的原则,将周边逆作区分为几个部分,其中有角区域、跨中区域,采用先角后中的顺序施工。该施工方法无需增加额外的施工费用,是一种有效减少围护结构位移的方法。
(3)取土工艺及设备。采用钢筋混凝土坡道与出土口的垂直升降机相结合的取土方法,使土方车直接进人开挖面,而且分级通向,极大地简化了土方外运的流程和提高了运输速度,实现了互不干扰和影响即各走其道的目的。特别是挖机的土可以直接装上土方车,极大地提高了外运速度。同时,坡道出土对上部结构的施工没有影响,加快了整个项目逆作法施工的进度。
四、结语
建筑施工技术是研究建筑工程的施工规律、施工工艺、施工方法、质量要求和施工安全措施的学科,根据工程的具体条件,选择经济、合理的施工方案,采用先进的施工技术,在保证工程质量和施工安全的前提下,实现技术与经济的统一,保证工程优质、如期完成。随着高层建筑的不断增加,逆作法施工工艺应运而生。本文以上就此展开论述。
参考文献
[1] 常燕. 建筑业10项新技术[M}.北京:中国建筑工业出版社,2010.
[2] 吴焕加.中外现代建筑解读[M}.北京:中国建筑工业出版社,2010
【关键词】逆作法;施工
前言
逆作法是建筑项目开挖基坑时,采用盆式挖土,先放坡开挖基坑中心部位的土体,靠近围护墙处留土以平衡坑外的压力,待基坑中心部位开挖至坑底后,由下往上顺作施工基坑中心部位地下结构至地下一层的顶板,用作围护墙的水平支撑,然后进行周边地下结构的逆作施工,这时上部结构也可以同时施工。
一、逆作法施工技术的优势分析
逆作法施工技术的优势主要有以下3点。
1、能缩短工程施工的总工期。具有多层地下室的高层建筑,由于受技术和设备的限制,往往仅能施工地下一层,极少能同步施工上部结构。实践证明,逆作法改变了过去只有一层地下工程占部分绝对工期的传统施工方法,而让其他各层地下室与地上结构实现同步施工,统筹协调好地下结构向超深发展和上部结构向超高发展的关系,将不占绝对工期,因此,可以大大缩短施工的总工期。
2、施工基坑变形小。采用逆作法施工,可以减小深基坑变形和对施工周围环境的影响,尤其是减少了施工作业对周边居民生活的影响。同时,利用地下室的楼盖结构作为地上支护结构,借用地下连续墙的水平支撑体系,其刚度比传统施工过程中临时支撑的刚度大很多。而且,不需要另外增加临时支撑,减少了传统施工时的拆撑、换撑等环节,因此可减少围护墙在侧压力作用下的侧向变形。
3、合并基坑支护结构。采用逆作法施工,将地下室外墙与基坑围护墙两墙合一,既改变了传统施工方法中单独设立围护墙的做法,又可最大限度地在工程用地范围内扩大了地下室的面积,明显地增加了建筑物的有效使用面积。同时,地上围护墙的支撑体系直接由地下室楼盖结构代替,可以节省大量支撑费用。特别是楼盖结构即支撑体系,有效地解决了特殊平面形状建筑或局部楼盖缺失所带来的布置支撑的困难,使得整座高层建筑的受力更加合理。
二、逆作法施工中的要点问题分析
1、节点构造。(1)楼板梁与中间支承柱的节点。在逆作法施工工艺中,中间支承柱是重要的竖向支撑构件。在楼板梁与中间支承柱节点的设计中,水平支撑体系采用刚度较大的主体结构梁板代替钢筋混凝土支撑或钢支撑。这样可以解决梁钢筋如何穿过中间支承柱或与中间支承柱如何连接的问题,有效地防止和杜绝在深基坑施工由于支撑等各种因素引起的施工事故,不仅确保施工安全,还保证在复合柱完成后,节点质量和内力分布与设计计算完全一致。(2}地下连续墙与楼板、梁节点。在逆作法施工技术中,地下室楼盖是作为地下连续墙的可靠支撑来设计的,因此在结构设计中,楼盖梁与地下连续墙的连接必须按固结进行考虑,为了确保其与楼板、梁等节点的可靠性,要设法使梁端受力钢筋的锚固或连接、梁断面的抗弯和抗剪强度等达到设计要求。(3)地下连续墙与底板的连接。地下连续墙作为基坑支护结构,其适用于各种复杂施工环境和多种地质条件。而在逆作法施工技术中,地下连续墙与地下室底板的连接节点必须满足2个要求:一是地下室底板与地下连续墙要连成一个整体,使之与设计假定的刚性节点一致。二是地下室底板与地下连续墙应连接紧密,地下连续墙与墙体混凝土的抗渗等级不得小于0.6 MPa,二层以上地下室不能小于0.8 MPa,这样才能达到防水的要求。
2、土方开挖。(1)挖土方式。一是明挖。该方法具有施工简单、快捷、经济、安全等优点,但是对周围环境影响较大。在明挖施工过程中,如果基坑的平面面积很大时,一般基坑对撑困难,可以采用部分逆作法,即“中顺边逆”法。该方法采用放坡和中心岛开挖相结合,继续保留周边土体,使之达到有效控制围护结构变形和减少悬臂弯矩的目的。二是暗挖。暗挖实质上是掏挖,主要采用小型挖土机与人工挖土相结合,而地下水平运输则采用人力拖车运输到出土口下,再由专门的抓土行车通过吊运来完成。(2)取土口的布置。一是半封闭式的逆作法,其取土口的布置可按传统的顺作法直接用挖土机出土,通过土方车运出场地。二是全封闭式逆作法,因为施工是在顶部楼盖封闭的条件下进行,当进行地下各层地下室结构施工时,应考虑施工设备、土方、模板、钢筋、混凝土等的上、下运输问题,在不互相干扰和影响的情况下,必须设计并预留出几个上、下贯通的垂直运输通道,以保证设备、土方、模板、钢筋和混凝土的运送通畅。(3)取土口的尺寸。取土口的形状大小不仅要满足挖土机械、支撑及材料运输的要求,而且还应满足结构受力的要求,特别是在土压力作用下能有效地传递水平力,应尽可能采用大开口,以加快出土速度。同时,应不改变地下室顶板的受力,而且不能改变柱、梁结构的布置。
三、跃层逆作法施工技术的应用问题分析
逆作法是一种主体结构与支护结构相结合的施工方法,与传统的顺作法相比,更加科学,但也更加复杂,尤其是跃层逆作工艺。跃层超挖后,部分楼层的地下结构梁板需要后施工,直接挖至地下二层结构梁板底标高,不但跃过地下一层结构梁板,而且在基坑开挖过程中,围护结构少了一道水平支撑。作为水平支撑体系的地下结构梁板则受力更大,需要对更多的地方进行结构抗压与抗弯验算和监控,同时加强楼板局部的设计,采取局部加大主体结构梁的尺寸与配筋、多增设临时水平支撑和封板等措施。在超挖过程中,应采取留土护坡措施,防止一次性开挖过大引起围护结构及周边环境产生变形过大的现象。基坑围护结构的变形必须根据拟定的工况进行严格的计算分析,围护结构的计算沿基坑纵向取单位长度,采用竖向弹性地基梁杆系有限元法进行受力分析,并考虑基坑开挖、支撑安装、主体结构混凝土浇筑等施工过程的特点,按“先变形、后支撑”的原则模拟实际施工的工况,使之在规范规定的允许范围内进行。
(1)主体结构梁板支撑体系受力计算。跃层逆作施工由于减少了水平支撑的道数,因此通过围擦传递到结构梁板上的围压更大。为保证基坑开挖的安全,加强撑采用了斜撑或内嵌环梁的形式,并且重点针对主体结构梁板支撑体系的内力及变形情况进行分析,为基坑设计及施工提供参考和校核。
(2)留土护坡。该施工方法简便,周边土方分块挖土顺序遵循对角对称施工、对边对称施工的原则,将周边逆作区分为几个部分,其中有角区域、跨中区域,采用先角后中的顺序施工。该施工方法无需增加额外的施工费用,是一种有效减少围护结构位移的方法。
(3)取土工艺及设备。采用钢筋混凝土坡道与出土口的垂直升降机相结合的取土方法,使土方车直接进人开挖面,而且分级通向,极大地简化了土方外运的流程和提高了运输速度,实现了互不干扰和影响即各走其道的目的。特别是挖机的土可以直接装上土方车,极大地提高了外运速度。同时,坡道出土对上部结构的施工没有影响,加快了整个项目逆作法施工的进度。
四、结语
建筑施工技术是研究建筑工程的施工规律、施工工艺、施工方法、质量要求和施工安全措施的学科,根据工程的具体条件,选择经济、合理的施工方案,采用先进的施工技术,在保证工程质量和施工安全的前提下,实现技术与经济的统一,保证工程优质、如期完成。随着高层建筑的不断增加,逆作法施工工艺应运而生。本文以上就此展开论述。
参考文献
[1] 常燕. 建筑业10项新技术[M}.北京:中国建筑工业出版社,2010.
[2] 吴焕加.中外现代建筑解读[M}.北京:中国建筑工业出版社,2010