高层建筑深基坑逆作法施工技术分析与应用

高层建筑深基坑逆作法施工技术分析与应用

天元建设集团有限公司山东临沂276000

摘要:在当前不断加快的城市化进程中,为了缓解土地紧张,城市高层建筑不断增多且逐渐普遍,这也使得高层建筑施工的技术要求不断提高。逆作法作为近年新兴的基坑开挖技术,具有良好的经济、环境和社会效益。木文以逆作法施工技术为研究对象,对逆作法施工技术的工程应用进行探讨。

关键词:逆作法;高层建筑;施工技术

一、逆作法相关概念

一般,建筑物施工会依照正常顺序,即由下自上,首先开挖基坑,逐层向上施工。而逆作法施工则不同,其主要应用于地下结构,施工顺序是自上而下,利用其楼盖结构、梁、板及外墙等在开挖基坑内的水平支撑和围护体系自上而下地进行地下和上部结构施工。在运用逆作法进行高层建筑施工时,逆作法的工作原理及施工步骤常表现为:首先,为充分满足建筑物地下结构的负载,应将地下室轴线设为整个工程的施工根据,地下连续墙的支护、相应的开挖工作等都需沿该轴线进行,支撑桩浇筑也应随地下连续墙的施工而进行。其次,当进行地面一层施工时,需从一侧开始,向下开挖和浇筑,同时也以一层为基础向上施工,地下工程结束,地而施工也即可停。

二、逆作法施工技术的相关分析

逆作法施工主要是指在进行基坑的施工中,针对于传统的常规施工,采用相反的工序进行施工。在基坑工程施工中,应用逆作法进行施工,主要是指在低下施工进行的同时,同步开展地上建筑施工,并且在地上建筑达到预定目标之后,在完成低下施工。一般来说,城市内部施工环境较为复杂,并且施工区域地下的管线众多,周边建筑环境密集,如果施工中不注重施工顺序的合理安排,就会造成对周边建筑的影响。因此,在进行基坑工程施工中,必须要对于整体低下结构的强度进行保证,并且保证结构的合理性。逆作法施工技术的应用,可以有效的实现地上与低下建筑的同步作业,并且针对于大规模的建筑工程施工中,可以有效的减少施工时间。与此同时,逆作法施工的方式可以避免在施工中受到周边环境气候的影响,并且开挖土方较少,对于工期的影响较低。逆作法施工技术将结构平面作为工作的平台,从而无需进行临时设施的搭建,降低了工程的成本费用。

三、高层建筑逆作法施工的关键要点

逆作法施工技术在高层建筑施工过程中应用,为达到施工标准,取得较好的施工效果,高层建筑逆作法施工技术应注重以下三个方而的关键要点。

(1)地下连续墙施工。地下墙的连续施工,为确保工程按照正确方向进行,应首先选取地下室的墙面线作为水平和垂直的基准。其次,利用导墙对机械形成导向,进行泥浆储备,并防止槽口出现坍塌。然后,安装钢筋笼,设置混凝上导管,利用导墙在开挖的上方周围开挖一条深槽,并将钢筋笼放置其中,最后通过导管在水下对混凝上进行浇注,如此,便在地下形成了一个连续的墙体。

(2)逆作法中间支承柱施工。在逆作法的高层建筑施工过程中,中间支承柱至关重要,其在地下室底板浇注前,其主要承受地上和地下各层结构的自重和荷载,待地下室底板浇注后,其与底板连接,可将上部结构的荷载传给地下底板。在逆作法施工中,为了提高其承载能力,底板以上的中间支承柱多采用H型钢或钢管混凝上柱。

(3)节点构造的设计。与常规施工方法相比,逆作法施工顺序不同,其地下室结构节点的构造设计也应有所不同。在实践中,地下室结构节点构造的设计需满足多种要求,如结构永久受荷状态下的要求、一定的抗渗防水要求及现有工艺手段与能力的要求等。

四、逆作法在高层建筑中的应用举例

本文选取一栋高层建筑,采用逆作法进行深基坑的施工。通过这种方法简要的分析,对逆作法的施工有大致的了解。本项目由主体结构是有57楼的主楼,它的裙楼是由9层组成的,建筑的总面积是28万m2。根据施工图可以看出相关的信息,这栋楼的地卜室存在四层,建筑总面积为7.4万m2,基坑的面积则是1.9万m2。基坑的深度最多是26m,其中主楼基坑平均深度23m,裙房的基坑深度是16.8m。而且基坑的旁边有比较多的交通路线,地下有许多管线穿插,施工时要注意这些情况。

3.1确定逆作法施工方案

本文选用的工程的旁边环境和基坑工程量相对来说比较复杂,土方大概是45万m3。常规的做法通常是这样:一挖到底即挖土到基坑底,接着便是从基础的底板开始向上进行相应的施工,用到1000mm厚地下连续墙作围护墙坑,坑底再进行地基加固。这样不仅支护相应的费用比较高,工期太长,不能满足相应的业主要求,而且如此大型深基坑采用“明挖”方式的施工,没有什么经验。经过比较分析,最终决定用逆作法的技术进行施工。

3.2施工过程中的要点

首先选取750mm厚的地下连续墙,用来围护基坑旁的结构。在地下的4层楼面做四道内支撑,进行施工。主楼则是采用“一柱一桩”的半逆作法进行施工,裙楼则是选取“一柱一桩”的全逆作法进行施工。

3.2.1土方开挖

采用“盆式开挖法”,即是按照“分层、平衡、分段、分块、对称”的原则进行指导土方开挖和结构支撑。在每一层土体的边缘至少留土大于或等于4倍的该层土开挖深度,同时为撑住周围的土,可以进行抽条取土。这里也有时问的限制,就是开始挖土到支撑完毕需要控制在16h内。挖土过程中,可以采用机械,也可以采用人工,比如挖土机、铲运机,还可以使用抓斗机械进行装车,在出口的地方要使用取土架。

3.2.2支承柱施工

由于逆作法的施工特点,首层开始施工向下到地下室各层楼面直到大底板之前,重力荷载和施工过程中的荷载都是找支承柱进行相应的承担作用。本工程为此采用了圆钢管柱相应的材料作为支承柱,同时这个支撑柱还有永久的作用。所以,支承桩相应的施工定位和垂直度就会有很高的难度。支承桩的定位误差要求控制在正负5mm,柱子的垂直度也会有相应的要求,数值一般控制在1/150~1/280之问。施工过程中支承柱的制作一定要充分重视,不能有弯曲的变形情况出现。

3.2.3基坑内降水

本基坑是采用真空深井进行降水,平均每口深井的作用面积大概是265m2。井管内完全可以设两道相应的滤管,这样可以提高降水效率。滤管的布置和长度也是很重要,第一道滤管是布置在零下7.9m的位置处,滤管的长度一般是1.6m,第二道滤管布置在坑底下1.8m的位置处,长度大概是3.8m左右。同时还要注意做好预降水工作,根据水位观测井的水位达到要求以后才可以开挖,但是也要保证不要因为过量的降水引起沉降近而产生大的变形。

结束语:

随着建筑施工技术的大力发展,逆作法施工技术在高层建筑中的应用也越来越完善,使用的领域也越来越广。通过很多工程实例可以发现,逆作法的施工技术在工程中的应用不仅可以降低工程的造价,更重要的是可以保证施工的安全性。同时缩短工期,由于很多工程的工期比较短。采用逆作法施工的工程一般具有结构的稳定性,地基的下沉量小。尤其在现场条件复杂、环境干扰因素多、施工难度大的高层建筑工程中,逆作法施工技术的应用产生了很好的社会与经济效益,具有强大的生命力。毋庸置疑,逆作法在具体项目的使用中还会遇到一些问题,但经过不断的积累工程实践经验以及推进相关的技术,这些问题一定会得到有效的解决。

参考文献:

[1]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,2008,(2)

[2]胡建华,田建波.高层建筑地下室逆作法施工技术探讨[J]广东建材2009,(7)

[3]郝红云.逆作法在深基坑工程中的应用实例[J]科技创新导报,2008,(21)

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