逆作法現(xiàn)場建筑施工與監(jiān)控

鄒立峰　劉富春

摘 要:逆作法是一項新興的基坑支護(hù)技術(shù)。逆作法技術(shù)要求將地下結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工設(shè)計緊密結(jié)合在一起。實踐證明,利用逆作法施工高層建筑多層地下室和其他多層地下結(jié)構(gòu)具有良好的經(jīng)濟效益和社會效益。對逆作法施工工藝的具體應(yīng)用進(jìn)行了討論,詳細(xì)說明了逆作法的設(shè)計和施工技術(shù)。

關(guān)鍵詞:逆作法;施工;現(xiàn)場;技術(shù);監(jiān)控

1 逆作法現(xiàn)場建筑施工技術(shù)難題

1.1 逆作法土方工程施工:由于土方施工與結(jié)構(gòu)施工交叉進(jìn)行,因而土方施工變的相對困難,上方開挖直接影響到結(jié)構(gòu)施工,對工期影響較大,合理科學(xué)地組織好土方施工是逆作法施工的首要問題。

1.2 臨時支護(hù)結(jié)構(gòu)與永久性結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一:順作施工是采用開敞式施工,支護(hù)結(jié)構(gòu)通常作為臨時性結(jié)構(gòu),地下工程完畢后即失去作用,成為地下障礙物,此外臨時支護(hù)結(jié)構(gòu)的費用較高,拆除困難,易引起周圍地區(qū)沉降。而利用地連墻和中間支撐柱進(jìn)行逆作施工,實現(xiàn)臨時支護(hù)結(jié)構(gòu)和永久結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一,可在工程造價方面具有了選擇性。對鄰近建筑物的安全保證處理可以簡化。

1.3 支護(hù)結(jié)構(gòu)和中間支撐柱的監(jiān)測:逆作施工作為一種新工藝,加強對土層、支護(hù)結(jié)構(gòu)和中間支撐柱的施工監(jiān)測,掌握支護(hù)體系和結(jié)構(gòu)在施工過程中的受力及變形狀態(tài),對出現(xiàn)的問題采取必要的措施,才能保證基坑穩(wěn)定及結(jié)構(gòu)和周圍建筑物的安全。

1.4 中間支撐柱施工:中間支撐柱是逆作施工的重要部分,其作用是在基礎(chǔ)完成之前承受地上部分和地下全部結(jié)構(gòu)自重及施工荷載。中間支撐柱既可作為結(jié)構(gòu)柱的一部分,也可是臨時性的。一般是使其與永久結(jié)構(gòu)統(tǒng)一。中間支撐柱的設(shè)計一方面要保證施工時的安全,另一方面還要考慮施工方便,包括后續(xù)施工中的節(jié)點處理和支撐柱垂直度影響,還要考慮經(jīng)濟性。

1.5 地連墻接頭漏水、露筋問題:目前地連墻接頭形式多種多樣,但都有各自的優(yōu)缺點,如鎖口管接頭施工簡單,但連接強度較低,易滲水,十字板剛性接頭連接強度較高,抗?jié)B水效果較好,但施工難度大,不易保證施工質(zhì)量,易出現(xiàn)露筋現(xiàn)象。

1.6 地連墻與主體結(jié)構(gòu)的連接強度問題:作為承重結(jié)構(gòu)的地連墻與主體結(jié)構(gòu)的連接,目前主要采用預(yù)埋鋼筋或"鋼筋接駁器"的方式,但鹼是分開澆注的,如何保證其連接強度十分關(guān)鍵。

2 逆作法現(xiàn)場建筑施工技術(shù)優(yōu)化

2.1 地下主體結(jié)構(gòu)施工

2.1.1 施工測量

總體軸線定位本著先整體、后局部的原則。根據(jù)業(yè)主提供的招標(biāo)藍(lán)圖,以及明確的測繪資料和有效的規(guī)劃紅線標(biāo)志,方可進(jìn)行軸線定位測量。由于施工場地狹小,所以在設(shè)置坐標(biāo)方格網(wǎng)時,應(yīng)盡可能設(shè)定在施工場地以外,并且應(yīng)設(shè)在堅固而又安全的地方,從而避免坐標(biāo)點產(chǎn)生位移和受到損壞,還要定期復(fù)測和校核,以此來確保測量的精度等級。以上工作均應(yīng)得到監(jiān)理認(rèn)可后方可進(jìn)入下一道工序。

2.1.2 鋼筋工程

柱、板墻的接長鋼筋要垂直,間距要均勻,上下層鋼筋左右要交替。樓板主筋布置按短向筋在下,長向筋在上進(jìn)行,主筋搭接按圖紙說明或規(guī)范要求。鋼筋接頭在22mm以下的采用搭接綁扎,22mm以上的采用錐螺紋連接或電渣壓力焊接頭,地下部分豎向22mm以上采用焊接。對不同接頭形式的鋼筋,均應(yīng)按施工驗收規(guī)范進(jìn)行驗收,并做好物理試驗等工作。進(jìn)入現(xiàn)場的鋼筋,除證明驗收合格外,每捆鋼筋均應(yīng)有標(biāo)牌,經(jīng)整理成堆后,重新設(shè)置標(biāo)牌,標(biāo)牌內(nèi)指明使用部位。

2.2 節(jié)點設(shè)計

2.2.1 柱與梁板節(jié)點

采用一柱一樁和一柱雙樁施工,施工柱之前,應(yīng)先將格構(gòu)柱施工至設(shè)計標(biāo)高,挖土后在其頂部加設(shè)封頭板,并在封頭板上加設(shè)錨筋,然后進(jìn)行柱、梁及底層梁、板施工,施工時在柱位置預(yù)留柱插筋及硅澆搗孔。地下一層以下各層挖土流程與自行車夾層相同,當(dāng)土體全部施工完畢后可進(jìn)行大底板的施工,在柱位置預(yù)留插筋,待大底板可上人后,可進(jìn)行地下三層柱的施工。同時從地下三層向上逐層進(jìn)行筒體剪力墻施工。待豎向剪力墻和柱達(dá)到設(shè)計強度后,割除格構(gòu)柱。

2.2.2 地下連續(xù)墻與板、梁連接節(jié)點

①地下室頂板:對于頂板、梁,由于地墻頂浮漿硅需鑿除,并施工頂圈梁,故在施工頂圈梁時可將底層梁板同時施工,將梁、板鋼筋直接錨入地墻。對于附壁柱,在地墻施工時應(yīng)在地墻內(nèi)預(yù)留柱的箍筋,留待柱施工時鑿出使用;②地下各層:在地下各層結(jié)構(gòu)施工中,梁板需與地墻進(jìn)行連接,其中,梁與地墻的連接因梁鋼筋普遍較大,故需在地墻中按梁的位置預(yù)留鋼筋接駁器。同時,為防由于地墻施工誤差造成接駁器偏位帶來的影響。建議在梁上下皮鋼筋位置左右兩側(cè)各設(shè)增一組接駁器;③底板:底板鋼筋也通過預(yù)埋在地下連續(xù)墻中鋼筋接駁器進(jìn)行連接,應(yīng)嚴(yán)格控制地下連續(xù)墻施工的精度,確保地下連續(xù)墻內(nèi)預(yù)留埋件及鋼筋接駁器位置的準(zhǔn)確,從而保證底板鋼筋可以與地下連續(xù)墻有效連接。另底板澆搗混凝土之前,應(yīng)將與底板連接處地下連續(xù)墻鑿毛,以便與底板混凝土連接。

2.2.3 土方施工

土體具有時空效應(yīng)的特點:土體開挖形式和空間分布形式與基坑變形有密不可分的聯(lián)系;土體是一種彈塑性體,土體受荷后會產(chǎn)生流塑變形。我們以土體的時間、空間效應(yīng)理論指導(dǎo)挖土施工,在挖土施工時在基坑內(nèi)部留有足夠?qū)挾鹊呐柽呁?用此部分土體產(chǎn)生的被動土壓力來平衡基坑外部的主動土壓力;按照設(shè)計的流程,在限定的時間內(nèi)進(jìn)行土體抽條以及硅墊層的施工,以此確保基坑的變形在規(guī)定的范圍之內(nèi),避免因基坑的變形而威脅地鐵車站以及周邊建筑物、管線的安全。

2.2.4 格構(gòu)柱受力轉(zhuǎn)換及拆除措施

逆作法施工時,豎向荷載能夠有效從上部柱傳給下部格構(gòu)柱,逆作法結(jié)束后,豎向荷載從格構(gòu)柱有效傳給永久柱。對于一柱一樁的直接施工永久柱于鋼管立柱上。通過差異沉降的觀察記錄來安排施工進(jìn)度。當(dāng)施工過程中格構(gòu)柱或地下墻的實測超過規(guī)定的沉降指標(biāo)時,則停止上部結(jié)構(gòu)施工,地下部分加快施工,直至封大底板。施工過程盡可能使樁的受力均勻,避免產(chǎn)生過大的荷載差異。根據(jù)結(jié)構(gòu)的實際情況,按照預(yù)定的施工流程,分層、對稱地進(jìn)行格構(gòu)柱的拆除,盡量減少因格構(gòu)柱拆除引起應(yīng)力變化對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響,確保結(jié)構(gòu)的在正常狀態(tài)工作。

3 逆作法現(xiàn)場建筑施工監(jiān)測

(1)垂直位移(或沉降觀測)采用高精度水準(zhǔn)測量,測定監(jiān)測點的高程;平面位移采用軸線投影法或小角度法;(2)連續(xù)墻體測斜、土體測斜(土體側(cè)向位移)采用孔頂假設(shè)不動點,以孔頂平面位移值作為測斜修正值;(3)支撐應(yīng)力、土壓力和立柱應(yīng)力測試。測量支撐應(yīng)力、土壓力和立柱應(yīng)力傳感器的頻率變化,通過公式換算成支撐受力或壓力(KN,KPa)。

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