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摘 要:逆作法施工技术是高层建筑物目前最先进的施工技术方法。作为基坑支护方法之一,逆作法施工技术在建筑工程施工中的应用具有非常重要的作用,可以确保建筑物结构的稳定性和坚固性,提高整个建筑工程的质量。在实际施工过程,因受到深层基坑施工环境的影响,操作不当,会造成大规模建筑物坍塌现象的产生。但在施工过程中,还存在一些不足的问题,可以通过改善和创新逆作法施工技术,充分发挥逆作法施工技术在基坑支护和地基加固施工中的作用,避免问题的产生。因此,本文将主要介绍逆作法施工技术在建筑工程施工中的应用,以此为同类工程提供可靠的参考依据。
关键词:建筑施工;逆作法;基坑支护;地基加固
一、逆作法施工原理分析
先沿建筑物地下室轴线或周围施工地下连续墙或其他支护结构,同时建筑物内部的有关位置浇筑或打下中间支承桩和柱,作为施工期间于底板封底之前承受上部结构自重和施工荷载的支撑。然后施工地面一层的梁板楼面结构,作为地下连续墙刚度很大的支撑,随后逐层向下开挖土方和浇筑各层地下结构,直至底板封底。同时,由于地面一层的楼面结构已完成,为上部结构施工创造了条件,所以可以同时向上逐层进行地上结构的施工。如此地面上、下同时进行施工,直至工程结束。
二、逆作法施工技术的特点
1.可采用平行立体的方式对建筑物的上部结构和地下基础结构实施操作。在对规模大且上下层次较多的建筑进行施工时,即可对工程周期进行大约1/3的节省。
2.受力合理且良好,具有较小的围护结构变形量,因此也不会对临近建筑造成较大影响。
3.风雨容易对施工造成影响,且具有较少的土方开挖或基本不对总工期造成占用。
4.最大限度对地下空间进行运用,使得地下室建筑面积有所扩大。
5.一层结构平台可作为工作平台进行使用,无需加深开挖工作的平台和支撑,该方法的运用能够将支撑和工作平台等大型临时设施得到削减,使得施工费用整体降低。
6.由于开挖和施工是相互交错实施的,而支柱则是对逆作结构的自身荷载进行直接承担,并向地基上进行传递。使得大开挖过程中持力层受到卸载的影响减少,进一步将基坑内地基回弹量降低。
7.逆作法的不足之处。当地下室层高对逆作法支撑位置造成制约,无法对其高度进行调整,若有较大层高的地下室出现,优势需对临时水平支撑进行设置或对围护墙的配筋及断面进行加大。由于挖土施工是在顶部封闭状态下进行操作的,基坑中还会有一定数量的中间支承柱和降水用井点管分布。现阶段,对于小型、高校且灵活的小型挖土机械斗有所缺乏,进一步增加了挖土施工的难度。该问题也会在以后的实践中逐渐得到解决。
三、逆作法施工技术在建筑工程施工中的应用
1、选择上部载荷支承方式
在应用逆作法施工时,需要慎重选择已完成建筑结构的自重及其附加载荷的支承方式,通常有以下几类支承方法:承台-永久柱承载-预制桩,永久柱承载-大直径柱,承台-临时立柱承载-预制桩。
2、连接立柱桩
应用环向筋和分布筋对钢筋混凝土柱底部进行加焊,并在土柱的锚固段均匀分布一些椭圆孔洞,可以用来加强建筑材料在柱与桩间的流动性。
3、控制中部支承柱的垂直度
在应用逆作法进行施工时,由于中部支承柱要承受来自地面以上结构体的的载荷,故对中部的支承柱的垂直度和定位有非常严格的要求,需用专业的仪器设备对其进行定位和垂直度控制。
4、控制施工过程中的差异沉降
(1)在桩身涂沫沥青或者类似沥青质的材料,可以很好的控制想住桩的沉降差异,但是这种方法会对桩的承重能力产生不利影响。
(2)为了减少坑底上隆引起桩体产生上抬作用,可以在基坑内部增加一个支撑来加强支撑的刚度,同时,合理测量地下部分连续墙的入土深度及刚度,适当对其进行加固,从而可以增加地基的稳定性。此外,设置合理的桩径可以在较大程度上缩短开挖的时间,提高施工效率。
(3)在减小立柱桩的沉降方面,可以通过在桩底部灌浆或加长柱桩长度;在工程地质条件允许的情况下,可以选择具有较高承载力的地层作为桩端持力层,从而提高柱桩的承载力。
(4)在逆作法施工中,为了协调立柱间产生的不均匀沉降,可以在每个立柱间设置一个临时的支撑,以便在立柱间形成一个刚性很大的整体,进而在立柱间形成协同作用。
5、控制混凝土裂缝
在逆作法施工过程中,存在大体积的混凝土施工。在这一过程中最容易出现的问题是混凝土中裂缝的产生,所以在逆作法施工中应当更加注意对裂缝的控制。由于外荷载的变化、不均匀沉降及温度变化等外部因素都会引起混凝土中产生裂缝,所以要控制混凝土裂缝就先要有效控制混凝土内部与表面的温度差,然后合理改善混凝土外部的约束条件,不断减小约束的范围。
6、土方开挖
当采用逆作法施工技术进行土方开挖施工时,应先严格地检查当地的降水情况、施工现场的排水设施以及排水系统等,将数据进行详细地记录,并对施工环境进行检查,确保其满足挖土的条件和施工机械的要求。当使用挖土机进行土方开挖时,要对与地下连续墙和结构柱等发生的摩擦和碰撞情况加以注意,控制好标高,并对土方开挖的部分及时地进行垫层的浇筑。如果底板的强度达到施工的标准要求时,剪力墙施工方可自下而上进行施工,只有等到墙体的强度达到施工的要求时,方可进行钢立柱的拆除作业。
四、逆作法施工技术的要点
1、设计中应进行逆向思维
在正作法中,地下室的剪力墙如核心筒、人防墙及地下室外墙等作为竖向构件承担荷载。但在逆作法中,剪力墙是先施工上一层,再施工下一层,受力模式已发生变化,故建立计算模型时应按大梁输入。
2、钢管柱与梁板的连接
采用环梁节点,须预先在钢管上焊接抗剪环箍,且定位要求精确。当施工期间地下室标高发生改动时,其处理措施相当麻烦,因为现场补焊环箍操作困难,而且管内混凝土可能因温度过高而影响受力性能。
3、钢管柱吊装的垂直度控制
由于逆作法的施工工艺的特殊性,决定了地下室的竖向构件必须采用钢管柱或格构式钢柱,而吊装这一竖向构件时如何控制垂直度成为关键因素,先在桩顶标高以下1米处安设一定位钢板,定位钢板有三个调节螺栓,以调节钢板水平,钢管柱中部采用钢筋制成笼状定位架,在地面也设有井字形定位木架,实践证明,这种定位方法取得较高的精度,可以满足工程需要。
4、底板周边连续墙连接处止水措施
这个部位的止水成功与否对整个地下室的止水乃至使用安全有着决定性作用。地下连续墙钢筋笼中与底板位置预埋一竖向钢板,浇筑底板前焊接一水平止水钢板,实际效果非常理想,底板周边未发现渗漏现象。
结束语:
综上所述,在建筑施工中,采用逆作法施工技术进行作业,不仅可以节约施工成本,确保建筑工程施工的安全性,还可以缩短施工工期,避免周围地基沉降的发生,从而提高整个建筑工程的质量。
参考文献
[1]王树华.浅谈现代建筑中逆作法施工技术的运用[J]. 科技致富向导. 2010(17)
[2]李明茹,刘付滨.小议逆作法施工技术的原理及其施工工艺[J]. 黑龙江科技信息. 2009(04).
[3]李耀; 李营营,浅谈高层建筑工程中逆作法施工技术的应用[J]科技与企业 2015(01).
关键词:建筑施工;逆作法;基坑支护;地基加固
一、逆作法施工原理分析
先沿建筑物地下室轴线或周围施工地下连续墙或其他支护结构,同时建筑物内部的有关位置浇筑或打下中间支承桩和柱,作为施工期间于底板封底之前承受上部结构自重和施工荷载的支撑。然后施工地面一层的梁板楼面结构,作为地下连续墙刚度很大的支撑,随后逐层向下开挖土方和浇筑各层地下结构,直至底板封底。同时,由于地面一层的楼面结构已完成,为上部结构施工创造了条件,所以可以同时向上逐层进行地上结构的施工。如此地面上、下同时进行施工,直至工程结束。
二、逆作法施工技术的特点
1.可采用平行立体的方式对建筑物的上部结构和地下基础结构实施操作。在对规模大且上下层次较多的建筑进行施工时,即可对工程周期进行大约1/3的节省。
2.受力合理且良好,具有较小的围护结构变形量,因此也不会对临近建筑造成较大影响。
3.风雨容易对施工造成影响,且具有较少的土方开挖或基本不对总工期造成占用。
4.最大限度对地下空间进行运用,使得地下室建筑面积有所扩大。
5.一层结构平台可作为工作平台进行使用,无需加深开挖工作的平台和支撑,该方法的运用能够将支撑和工作平台等大型临时设施得到削减,使得施工费用整体降低。
6.由于开挖和施工是相互交错实施的,而支柱则是对逆作结构的自身荷载进行直接承担,并向地基上进行传递。使得大开挖过程中持力层受到卸载的影响减少,进一步将基坑内地基回弹量降低。
7.逆作法的不足之处。当地下室层高对逆作法支撑位置造成制约,无法对其高度进行调整,若有较大层高的地下室出现,优势需对临时水平支撑进行设置或对围护墙的配筋及断面进行加大。由于挖土施工是在顶部封闭状态下进行操作的,基坑中还会有一定数量的中间支承柱和降水用井点管分布。现阶段,对于小型、高校且灵活的小型挖土机械斗有所缺乏,进一步增加了挖土施工的难度。该问题也会在以后的实践中逐渐得到解决。
三、逆作法施工技术在建筑工程施工中的应用
1、选择上部载荷支承方式
在应用逆作法施工时,需要慎重选择已完成建筑结构的自重及其附加载荷的支承方式,通常有以下几类支承方法:承台-永久柱承载-预制桩,永久柱承载-大直径柱,承台-临时立柱承载-预制桩。
2、连接立柱桩
应用环向筋和分布筋对钢筋混凝土柱底部进行加焊,并在土柱的锚固段均匀分布一些椭圆孔洞,可以用来加强建筑材料在柱与桩间的流动性。
3、控制中部支承柱的垂直度
在应用逆作法进行施工时,由于中部支承柱要承受来自地面以上结构体的的载荷,故对中部的支承柱的垂直度和定位有非常严格的要求,需用专业的仪器设备对其进行定位和垂直度控制。
4、控制施工过程中的差异沉降
(1)在桩身涂沫沥青或者类似沥青质的材料,可以很好的控制想住桩的沉降差异,但是这种方法会对桩的承重能力产生不利影响。
(2)为了减少坑底上隆引起桩体产生上抬作用,可以在基坑内部增加一个支撑来加强支撑的刚度,同时,合理测量地下部分连续墙的入土深度及刚度,适当对其进行加固,从而可以增加地基的稳定性。此外,设置合理的桩径可以在较大程度上缩短开挖的时间,提高施工效率。
(3)在减小立柱桩的沉降方面,可以通过在桩底部灌浆或加长柱桩长度;在工程地质条件允许的情况下,可以选择具有较高承载力的地层作为桩端持力层,从而提高柱桩的承载力。
(4)在逆作法施工中,为了协调立柱间产生的不均匀沉降,可以在每个立柱间设置一个临时的支撑,以便在立柱间形成一个刚性很大的整体,进而在立柱间形成协同作用。
5、控制混凝土裂缝
在逆作法施工过程中,存在大体积的混凝土施工。在这一过程中最容易出现的问题是混凝土中裂缝的产生,所以在逆作法施工中应当更加注意对裂缝的控制。由于外荷载的变化、不均匀沉降及温度变化等外部因素都会引起混凝土中产生裂缝,所以要控制混凝土裂缝就先要有效控制混凝土内部与表面的温度差,然后合理改善混凝土外部的约束条件,不断减小约束的范围。
6、土方开挖
当采用逆作法施工技术进行土方开挖施工时,应先严格地检查当地的降水情况、施工现场的排水设施以及排水系统等,将数据进行详细地记录,并对施工环境进行检查,确保其满足挖土的条件和施工机械的要求。当使用挖土机进行土方开挖时,要对与地下连续墙和结构柱等发生的摩擦和碰撞情况加以注意,控制好标高,并对土方开挖的部分及时地进行垫层的浇筑。如果底板的强度达到施工的标准要求时,剪力墙施工方可自下而上进行施工,只有等到墙体的强度达到施工的要求时,方可进行钢立柱的拆除作业。
四、逆作法施工技术的要点
1、设计中应进行逆向思维
在正作法中,地下室的剪力墙如核心筒、人防墙及地下室外墙等作为竖向构件承担荷载。但在逆作法中,剪力墙是先施工上一层,再施工下一层,受力模式已发生变化,故建立计算模型时应按大梁输入。
2、钢管柱与梁板的连接
采用环梁节点,须预先在钢管上焊接抗剪环箍,且定位要求精确。当施工期间地下室标高发生改动时,其处理措施相当麻烦,因为现场补焊环箍操作困难,而且管内混凝土可能因温度过高而影响受力性能。
3、钢管柱吊装的垂直度控制
由于逆作法的施工工艺的特殊性,决定了地下室的竖向构件必须采用钢管柱或格构式钢柱,而吊装这一竖向构件时如何控制垂直度成为关键因素,先在桩顶标高以下1米处安设一定位钢板,定位钢板有三个调节螺栓,以调节钢板水平,钢管柱中部采用钢筋制成笼状定位架,在地面也设有井字形定位木架,实践证明,这种定位方法取得较高的精度,可以满足工程需要。
4、底板周边连续墙连接处止水措施
这个部位的止水成功与否对整个地下室的止水乃至使用安全有着决定性作用。地下连续墙钢筋笼中与底板位置预埋一竖向钢板,浇筑底板前焊接一水平止水钢板,实际效果非常理想,底板周边未发现渗漏现象。
结束语:
综上所述,在建筑施工中,采用逆作法施工技术进行作业,不仅可以节约施工成本,确保建筑工程施工的安全性,还可以缩短施工工期,避免周围地基沉降的发生,从而提高整个建筑工程的质量。
参考文献
[1]王树华.浅谈现代建筑中逆作法施工技术的运用[J]. 科技致富向导. 2010(17)
[2]李明茹,刘付滨.小议逆作法施工技术的原理及其施工工艺[J]. 黑龙江科技信息. 2009(04).
[3]李耀; 李营营,浅谈高层建筑工程中逆作法施工技术的应用[J]科技与企业 2015(01).