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【摘 要】 随着我国城市建设速度的不断加快,城市中高层建筑施工项目越来越多,加大了对地下空间的开发与利用,各种大型地下商场、停车场等地下工程项目在不断建设当中,对于深基坑的处理成为工程建设中的重点。逆作法施工技术是深基坑工程中应用较为广泛的施工方法,在节约资源、节能环保方面效果显著。本文中结合某高层建筑工程施工案例对逆作法施工进行了探讨,旨在促进我国建筑行业的发展。
【关键词】 建筑;基坑;逆作法;应用
逆作法是一项新兴建筑施工技术,其原理是:在深基坑工程施工中,从上之下逐层施工,沿着地下室的四周施工连续墙作为深基坑工程的围护结构,同时在建筑物内部结构的有关位置进行楼层中间支撑桩施工,形成逆作的竖向承重体系,然后接着从上往下挖一层土方,一同土模浇筑一层地下室梁板结构,当其达到一定程度以后,就可以作为围护结构的内部水平支撑,满足继续后续施工的要求。逆作法施工技术具有缩短施工周期、节约资源、环保、最大限度利用规划内占地的地下空间的作用,目前已被广泛应用于高层建筑的深基坑工程管理施工中。
1 逆作法施工的特点及存在的问题
1.1逆作法施工的特点
在高层建筑工程施工过程中,逆作法施工技术具有以下几个特点:1)通过施工人员应用这一方法能够缩短工程的施工周期,提高其施工效率;2)通过逆作法施工技术的应用有利于基坑工程在施工过程中受力均匀,避免对周边建筑物产生较大的影响,也能够保证建筑物的施工质量;3)该施工技术并不会受到外界环境的影响,可以加快工程的施工效率;4)通过这一施工技术的应用可以扩大地下空间,满足人们对空间的要求;5)通过这一施工技术的应用可以节约施工成本;6)通过这一施工技术可以避免建筑物出现不均匀沉降,保证了工程的施工质量。
1.2逆作法施工技术在实际工作中存在的问题
当我们将逆作法施工技术应用在实际工程施工中时,由于受到地下室层高等因素的限制,还需要施工人员在地下室另外设置水平支撑,这也就加大了施工人员的工作难度;在基坑工程施工过程中,若采用这一方法,在开挖基坑的过程中必然需要在封闭状态下进行,而基坑中有分布着大量的管线,这也就加大了施工的难度。
2 高层建筑工程逆作法施工技术的应用
2.1土方开挖
逆作法施工与施工方案必须紧密结合,严格按照施工方案施工,施工方案的合理性直接关系到深基坑工程施工效果。在高层建筑深基坑工程施工前,必须进行详细的地质勘探,得出详细的地层条件、地下水状况,然后再进行施工方案设计,选择最为优化的施工方案。在土方开挖上,首先必须调查详细的降水条件,检查其地下水状况是否符合开挖条件,检查现场的排水系统,确保道路的顺畅,保证施工机械能顺利进入施工现场。
其次是标高的控制,垫层应做到随挖随浇,而挖土机使用时不能对地下连续墙或是结构柱产生碰撞,避免对这些结构产生损坏。另外,不同土质有不同的开挖高度,而每次开挖高度应是1-1.5米之间,边开挖边检查开挖情况,当发现开挖周围的土质不稳定时,立即停止开挖,并迅速派遣专业人员查明原因,确定解决措施,采用完善的安全措施,确保安全之后才能重新开挖。
在高层建筑深基坑工程施工中采用逆作法施工技术可以取得良好的环境效益,在土方开挖中,由于是在封闭的地下施工,这样就避免了扬尘对城市环境造成的不良影响,而且,地下施工也有效阻挡了施工噪音的传播,从上往下施工使得噪音传播阻隔更大,这样也就避免了因噪音问题带来的延误工期问题,可以有效缩短施工周期。
2.2中间支撑柱的施工
第一,中间支撑柱功能为支承上部荷载时,一般采用的施工方法有:大直径工程桩+永久柱承载、钻孔灌注工程桩+承台+永久柱承载、预制桩+承台+临时立柱承载。之间支撑柱最基本的功能就是要支承上部荷载和自身结构的重量,其施工方法有以上三种,具体选择哪种应根据工程的实际情况进行经济性、安全性、科学性分析。
第二,在钢筋混凝土柱的底部,一般采用分布筋和环向筋加焊,然后再在钢筋混凝土柱的锚固段钻出几个均匀的椭圆形孔动,这样能加强柱与桩之间建筑材料的流动,从而实现钢筋混凝土柱与中间支撑柱的连接。
第三,中间支撑柱需要承载地面以上的所有荷载,包括自重,因此,必须严格控制中间支撑柱的垂直度和定位,在施工时必须采用精度高的专业设备检测器定位和垂直度,超过允许范围之后必须进行相應调整。
采用逆作法施工技术,充分利用地下连续墙与土质之间的摩擦力和粘结力承受垂直荷载,承受水平风力和地震能量对建筑底部产生的巨大水平剪力和倾覆力,有助于提高高层建筑的抗震能力。
2.3节点施工
高层建筑的深基坑工程中采用逆作法涉及到复合柱、桩、墙、梁等的节点施工,在施工中,地下连续墙与楼板间的节点施工是现在地下连续墙施工中预埋锥螺纹套筒,而地下开挖暴露出节点后,清除掉节点四周的淤泥以及垃圾,接着绑扎连续梁的钢筋并振捣混凝土,采用钻孔机在楼板的墙体凿出60mm左右的深度,保证混凝土的密实,最后就是将凿出的预埋件与楼板的钢筋连接起来,这样就完成了地下连续墙与楼板间的节点施工。
墙梁与柱梁之间的节点施工需要在中间支撑柱施工时在合适的楼板标高处预埋钢板或锚筋节点,然后在预留的钢圈位置以及连续墙上的预埋件上焊接钢筋,接着绑扎墙梁和柱梁上的钢筋,并浇筑混凝土,振捣密实,当基础大底板工程施工完成后,开始进行外包复合柱与复合墙的混凝土施工。
3 逆作法施工过程中产生的综合效益
3.1经济效益
在高层建筑工程施工过程中,通过逆作法施工技术的应用,不仅可以实现地下室外墙与基坑围护墙共同施工的目的,还能够扩大地下室的空间,满足现代化人们对空间的高要求。并且在实际施工过程中,施工人员还可以将地下室楼盖结构作为围护墙的支撑体系,这也就节约了大量的施工成本,具有较高的经济效益。
3.2环境效益
在采用逆作法施工技术对建筑工程进行施工的过程中,由于先在其表面进行混凝土的浇筑,然后在采用开敞开挖方式对地基进行处理,这样不仅可以降低噪音对城市的污染,也能够避免灰尘对城市环境造成污染,保护了城市生态环境,达到了理想的施工效果。
3.3社会效益
(1)交通方面:由于逆作法的采取表层支撑,底部施工的作业方法,故在城市交通土建中大有用武之地,它可以在地面道路继续通车的情况下,进行道路地下作业,从而避免了因堵车绕道而产生的损失。
(2)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。我国是个地震多发区,对地震的防治是必不可少的,从建筑业角度来说,采用适宜的施工工艺便可将地震带来的危害降低到最小,逆作法施工便具有这样的优点,所以在深基坑支护中大量运用逆作法具有广泛的社会效益。
4 结语
逆作法工艺显著地缩短了工程施工的总工期,上部结构可以提前进行装修;同时基坑变形小,对周边建筑物的影响小,路面的沉降量也很小;可以最大限度地利用城市规划红线的地下空间,尽量在允许范围内扩大地下室的建筑面积。目前逆作法仍然存在着一些急待解决的问题,如连续墙或排桩与工程桩间存在着不均匀沉降,围护结构的渗漏等,有待进一步改进。
参考文献:
[1]岳修峰.探究逆作法施工技术在高层建筑中的应用[J].城市建设理论研究(电子版),2013(24).
[2]范宣燕.高层建筑逆作法施工技术研究[J].城市建设理论研究(电子版),2013(28).
[3]徐永平.结合实例对当前高层建筑逆作法施工技术应用的探讨[J].城市建设,2013(22).
【关键词】 建筑;基坑;逆作法;应用
逆作法是一项新兴建筑施工技术,其原理是:在深基坑工程施工中,从上之下逐层施工,沿着地下室的四周施工连续墙作为深基坑工程的围护结构,同时在建筑物内部结构的有关位置进行楼层中间支撑桩施工,形成逆作的竖向承重体系,然后接着从上往下挖一层土方,一同土模浇筑一层地下室梁板结构,当其达到一定程度以后,就可以作为围护结构的内部水平支撑,满足继续后续施工的要求。逆作法施工技术具有缩短施工周期、节约资源、环保、最大限度利用规划内占地的地下空间的作用,目前已被广泛应用于高层建筑的深基坑工程管理施工中。
1 逆作法施工的特点及存在的问题
1.1逆作法施工的特点
在高层建筑工程施工过程中,逆作法施工技术具有以下几个特点:1)通过施工人员应用这一方法能够缩短工程的施工周期,提高其施工效率;2)通过逆作法施工技术的应用有利于基坑工程在施工过程中受力均匀,避免对周边建筑物产生较大的影响,也能够保证建筑物的施工质量;3)该施工技术并不会受到外界环境的影响,可以加快工程的施工效率;4)通过这一施工技术的应用可以扩大地下空间,满足人们对空间的要求;5)通过这一施工技术的应用可以节约施工成本;6)通过这一施工技术可以避免建筑物出现不均匀沉降,保证了工程的施工质量。
1.2逆作法施工技术在实际工作中存在的问题
当我们将逆作法施工技术应用在实际工程施工中时,由于受到地下室层高等因素的限制,还需要施工人员在地下室另外设置水平支撑,这也就加大了施工人员的工作难度;在基坑工程施工过程中,若采用这一方法,在开挖基坑的过程中必然需要在封闭状态下进行,而基坑中有分布着大量的管线,这也就加大了施工的难度。
2 高层建筑工程逆作法施工技术的应用
2.1土方开挖
逆作法施工与施工方案必须紧密结合,严格按照施工方案施工,施工方案的合理性直接关系到深基坑工程施工效果。在高层建筑深基坑工程施工前,必须进行详细的地质勘探,得出详细的地层条件、地下水状况,然后再进行施工方案设计,选择最为优化的施工方案。在土方开挖上,首先必须调查详细的降水条件,检查其地下水状况是否符合开挖条件,检查现场的排水系统,确保道路的顺畅,保证施工机械能顺利进入施工现场。
其次是标高的控制,垫层应做到随挖随浇,而挖土机使用时不能对地下连续墙或是结构柱产生碰撞,避免对这些结构产生损坏。另外,不同土质有不同的开挖高度,而每次开挖高度应是1-1.5米之间,边开挖边检查开挖情况,当发现开挖周围的土质不稳定时,立即停止开挖,并迅速派遣专业人员查明原因,确定解决措施,采用完善的安全措施,确保安全之后才能重新开挖。
在高层建筑深基坑工程施工中采用逆作法施工技术可以取得良好的环境效益,在土方开挖中,由于是在封闭的地下施工,这样就避免了扬尘对城市环境造成的不良影响,而且,地下施工也有效阻挡了施工噪音的传播,从上往下施工使得噪音传播阻隔更大,这样也就避免了因噪音问题带来的延误工期问题,可以有效缩短施工周期。
2.2中间支撑柱的施工
第一,中间支撑柱功能为支承上部荷载时,一般采用的施工方法有:大直径工程桩+永久柱承载、钻孔灌注工程桩+承台+永久柱承载、预制桩+承台+临时立柱承载。之间支撑柱最基本的功能就是要支承上部荷载和自身结构的重量,其施工方法有以上三种,具体选择哪种应根据工程的实际情况进行经济性、安全性、科学性分析。
第二,在钢筋混凝土柱的底部,一般采用分布筋和环向筋加焊,然后再在钢筋混凝土柱的锚固段钻出几个均匀的椭圆形孔动,这样能加强柱与桩之间建筑材料的流动,从而实现钢筋混凝土柱与中间支撑柱的连接。
第三,中间支撑柱需要承载地面以上的所有荷载,包括自重,因此,必须严格控制中间支撑柱的垂直度和定位,在施工时必须采用精度高的专业设备检测器定位和垂直度,超过允许范围之后必须进行相應调整。
采用逆作法施工技术,充分利用地下连续墙与土质之间的摩擦力和粘结力承受垂直荷载,承受水平风力和地震能量对建筑底部产生的巨大水平剪力和倾覆力,有助于提高高层建筑的抗震能力。
2.3节点施工
高层建筑的深基坑工程中采用逆作法涉及到复合柱、桩、墙、梁等的节点施工,在施工中,地下连续墙与楼板间的节点施工是现在地下连续墙施工中预埋锥螺纹套筒,而地下开挖暴露出节点后,清除掉节点四周的淤泥以及垃圾,接着绑扎连续梁的钢筋并振捣混凝土,采用钻孔机在楼板的墙体凿出60mm左右的深度,保证混凝土的密实,最后就是将凿出的预埋件与楼板的钢筋连接起来,这样就完成了地下连续墙与楼板间的节点施工。
墙梁与柱梁之间的节点施工需要在中间支撑柱施工时在合适的楼板标高处预埋钢板或锚筋节点,然后在预留的钢圈位置以及连续墙上的预埋件上焊接钢筋,接着绑扎墙梁和柱梁上的钢筋,并浇筑混凝土,振捣密实,当基础大底板工程施工完成后,开始进行外包复合柱与复合墙的混凝土施工。
3 逆作法施工过程中产生的综合效益
3.1经济效益
在高层建筑工程施工过程中,通过逆作法施工技术的应用,不仅可以实现地下室外墙与基坑围护墙共同施工的目的,还能够扩大地下室的空间,满足现代化人们对空间的高要求。并且在实际施工过程中,施工人员还可以将地下室楼盖结构作为围护墙的支撑体系,这也就节约了大量的施工成本,具有较高的经济效益。
3.2环境效益
在采用逆作法施工技术对建筑工程进行施工的过程中,由于先在其表面进行混凝土的浇筑,然后在采用开敞开挖方式对地基进行处理,这样不仅可以降低噪音对城市的污染,也能够避免灰尘对城市环境造成污染,保护了城市生态环境,达到了理想的施工效果。
3.3社会效益
(1)交通方面:由于逆作法的采取表层支撑,底部施工的作业方法,故在城市交通土建中大有用武之地,它可以在地面道路继续通车的情况下,进行道路地下作业,从而避免了因堵车绕道而产生的损失。
(2)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。我国是个地震多发区,对地震的防治是必不可少的,从建筑业角度来说,采用适宜的施工工艺便可将地震带来的危害降低到最小,逆作法施工便具有这样的优点,所以在深基坑支护中大量运用逆作法具有广泛的社会效益。
4 结语
逆作法工艺显著地缩短了工程施工的总工期,上部结构可以提前进行装修;同时基坑变形小,对周边建筑物的影响小,路面的沉降量也很小;可以最大限度地利用城市规划红线的地下空间,尽量在允许范围内扩大地下室的建筑面积。目前逆作法仍然存在着一些急待解决的问题,如连续墙或排桩与工程桩间存在着不均匀沉降,围护结构的渗漏等,有待进一步改进。
参考文献:
[1]岳修峰.探究逆作法施工技术在高层建筑中的应用[J].城市建设理论研究(电子版),2013(24).
[2]范宣燕.高层建筑逆作法施工技术研究[J].城市建设理论研究(电子版),2013(28).
[3]徐永平.结合实例对当前高层建筑逆作法施工技术应用的探讨[J].城市建设,2013(22).