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文檔簡介

逆作(筑)法施工逆作(筑)法的工藝原理及其優(yōu)點(diǎn)對于深度大的多層地下室結(jié)構(gòu),傳統(tǒng)的方法是開敞式自下而上施工,即放坡開挖或支護(hù)結(jié)構(gòu)圍護(hù)后垂直開挖,挖土至設(shè)計(jì)標(biāo)高后,澆筑混凝土底板,然后自下而上逐層施工各層地下室結(jié)構(gòu),出地面后再逐層進(jìn)行地上結(jié)構(gòu)施工。逆作(筑)法的工藝原理是:在土方開挖之前,先沿建筑物地下室軸線(適用于兩墻合一情況)或建筑物周圍(地下連續(xù)墻只用作支護(hù)結(jié)構(gòu))澆筑地下連續(xù)墻,作為地下室的邊墻或基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的圍護(hù)墻,同時在建筑物內(nèi)部的有關(guān)位置(多為地下室結(jié)構(gòu)的柱子或隔墻處,根據(jù)需要經(jīng)計(jì)算確定)澆筑或打下中間支承柱(亦稱中柱樁)。然后開挖土方至地下一層頂面底標(biāo)高處,澆筑該層的樓蓋結(jié)構(gòu)(留有部分工作孔),這樣已完成的地下一層頂面樓蓋結(jié)構(gòu)即用作周圍地下連續(xù)墻剛度很大的支撐。然后人和設(shè)備通過工作孔下去逐層向下施工各層地下室結(jié)構(gòu)。與此同時,由于地下-1層的頂面樓蓋結(jié)構(gòu)已完成,為進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)施工創(chuàng)造了條件,所以在向下施工各層地下室結(jié)構(gòu)時可同時向上逐層施工地上結(jié)構(gòu),這樣上、下同時進(jìn)行施工,直至工程結(jié)束。但是在地下室澆筑混凝土底板之前,上部結(jié)構(gòu)允許施工的層數(shù)要經(jīng)計(jì)算確定?!澳孀鞣ā笔┕ぃ鶕?jù)地下一層的頂板結(jié)構(gòu)封閉還是敞開,分為“封閉式逆作法”和“敞開式逆作法”。前者在地下一層的頂板結(jié)構(gòu)完成后,上部結(jié)構(gòu)和地下結(jié)構(gòu)可以同時進(jìn)行施工,有利于縮短總工期;后者上部結(jié)構(gòu)和地下結(jié)構(gòu)不能同時進(jìn)行施工,只是地下結(jié)構(gòu)自上而下的逆向逐層施工。上海電信大樓地下室和南京地下商場即采用這種方法施工。還有一種方法稱為“半逆作法”,又稱“局部逆作法”。其施工特點(diǎn)是:開挖基坑時,先放坡開挖基坑中心部位的土體,靠近圍護(hù)墻處留土以平衡坑外的土壓力,待基坑中心部位開挖至坑底后,由下而上順作施工基坑中心部位地下結(jié)構(gòu)至地下一層頂,然后同時澆筑留土處和基坑中心部位地下一層的頂板,用作圍護(hù)墻的水平支撐,而后進(jìn)行周邊地下結(jié)構(gòu)的逆作施工,上部結(jié)構(gòu)亦可同時施工。深圳廬山大廈等工程即采用這種逆作形式進(jìn)行施工。根據(jù)上述“逆作法”的施工工藝原理,可以看出“逆作法”具有下述特點(diǎn):(1)縮短工程施工的總工期具有多層地下室的高層建筑,如采用傳統(tǒng)方法施工,其總工期為地下結(jié)構(gòu)工期加地上結(jié)構(gòu)工期,再加裝修等所占之工期。而用“封閉式逆作法”施工,一般情況下只有地下一層占部分絕對工期,而其他各層地下室可與地上結(jié)構(gòu)同時施工,不占絕對工期,因此可以縮短工期的總工期。地下結(jié)構(gòu)層數(shù)愈多,工期縮短愈顯著。(2)基坑變形小,減少深基坑施工對周圍環(huán)境的影響采用逆作法施工,是利用地下室的樓蓋結(jié)構(gòu)作為支護(hù)結(jié)構(gòu)地下連續(xù)墻的水平支撐體系,其剛度比臨時支撐的剛度大得多,而且沒有拆撐、換撐工況,因而可減少圍護(hù)墻在側(cè)壓力作用下的側(cè)向變形。此外,挖土期間用作圍護(hù)墻的地下連續(xù)墻,在地下結(jié)構(gòu)逐層向下施工的過程中,成為地下結(jié)構(gòu)的一部分,而且與柱(或隔墻)、樓蓋結(jié)構(gòu)共同作用,結(jié)果可減少地下連續(xù)墻的沉降,即減少了豎向變形。這一切都使逆作法施工可最大限度地減少對周圍相鄰建筑物、道路和地下管線的影響,在施工期間可保證其正常使用。(3)簡化基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu),有明顯的經(jīng)濟(jì)效益采用逆作法施工,一般地下室外墻與基坑圍護(hù)墻采用兩墻合一的形式,一方面省去了單獨(dú)設(shè)立的圍護(hù)墻,另一方面可在工程用地范圍內(nèi)最大限度擴(kuò)大地下室面積,增加有效使用面積。此外,圍護(hù)墻的支撐體系由地下室樓蓋結(jié)構(gòu)代替,省去大量支撐費(fèi)用。而且樓蓋結(jié)構(gòu)即支撐體系,還可以解決特殊平面形狀建筑或局部樓蓋缺失所帶來的布置支撐的困難,并使受力更加合理。由于上述原因,再加上總工期的縮短,因而在軟土地區(qū)對于具有多層地下室的高層建筑,采用逆作法施工具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。(4)施工方案與工程設(shè)計(jì)密切相關(guān)按逆作法進(jìn)行施工,中間支承柱位置及數(shù)量的確定、施工過程中結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)、地下連續(xù)墻和中間支承柱的承載力以及結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)構(gòu)造、軟土地區(qū)上部結(jié)構(gòu)施工層數(shù)控制等,都與工程設(shè)計(jì)密切有關(guān),需要施工單位與設(shè)計(jì)單位密切結(jié)合研究解決。(5)施工期間樓面恒載和施工荷載等通過中間支承柱傳入基坑底部,壓縮土體,可減少土方開挖后的基坑隆起。同時中間支承柱作為底板的支點(diǎn),使底板內(nèi)力減小,而且無抗浮問題存在,使底板設(shè)計(jì)更趨合理。對于具有多層地下室的高層建筑采用逆作法施工雖有上述一系列優(yōu)點(diǎn),但逆作法施工和傳統(tǒng)的順作法相比,亦存在一些問題,主要表現(xiàn)在以下幾方面:(1)由于挖土是在頂部封閉狀態(tài)下進(jìn)行,基坑中還分布有一定數(shù)量的中間支承柱(亦稱中柱樁)和降水用井點(diǎn)管,使挖土的難度增大,在目前尚缺乏小型、靈活、高效的小型挖土機(jī)械情況下,多利用人工開挖和運(yùn)輸,雖然費(fèi)用并不高,但機(jī)械化程度較低。(2)逆作法用地下室樓蓋作為水平支撐,支撐位置受地下室層高的限制,無法調(diào)整。如遇較大層高的地下室,有時需另設(shè)臨時水平支撐或加大圍護(hù)墻的斷面及配筋。(3)逆作法施工需設(shè)中間支承柱,作為地下室樓蓋的中間支承點(diǎn),承受結(jié)構(gòu)自重和施工荷載。如數(shù)量過多施工不便。在軟土地區(qū)由于單樁承載力低,數(shù)量少會使底板封底之前上部結(jié)構(gòu)允許施工的高度受限制,不能有力地縮短總工期,如加設(shè)臨時鋼立柱,則會提高施工費(fèi)用。(4)對地下連續(xù)墻、中間支承柱與底板和樓蓋的連接節(jié)點(diǎn)需進(jìn)行特殊處理。在設(shè)計(jì)方面尚需研究減少地下連續(xù)墻(其下無樁)和底板(軟土地區(qū)其下皆有樁)的沉降差異。(5)在地下封閉的工作面內(nèi)施工,安全上要求使用低于36V的低電壓,為此則需要特殊機(jī)械。有時還需增設(shè)一些垂直運(yùn)輸土方和材料設(shè)備的專用設(shè)備。還需增設(shè)地下施工需要的通風(fēng)、照明設(shè)備。逆作(筑)法施工技術(shù)(1)施工前準(zhǔn)備工作1)編制施工方案在編制施工方案時,根據(jù)逆作法的特點(diǎn),要選擇逆作施工形式、布置施工孔洞、布置上人口、布置通風(fēng)口、確定降水方法、擬定中間支承柱施工方法、土方開挖方法以及地下結(jié)構(gòu)混凝土澆筑方法等。2)選擇逆作施工形式以上介紹了逆作法分為“封閉式逆作法”、“開敞式逆作法”和“半逆作法”三種施工形式。從理論上講,“封閉式逆作法”由于地上、地下同時交叉施工,可以大幅度縮短工期。但由于地下工程在封閉狀態(tài)下施工,給施工帶來一定不便;通風(fēng)、照明要求高;中間支承柱(中柱樁)承受的荷載大,其數(shù)量相對增多、斷面增大;增大了工程成本。因此,對于工期要求短,或經(jīng)過綜合經(jīng)濟(jì)比較經(jīng)濟(jì)效益顯著的工程,在技術(shù)可行的條件下應(yīng)優(yōu)先選用封閉式逆作法。當(dāng)?shù)叵率医Y(jié)構(gòu)復(fù)雜、工期要求不緊、技術(shù)力量相對不足時,應(yīng)考慮開敞式逆作法或半逆作法,半逆作法多用于地下結(jié)構(gòu)面積較大的工程。3)施工洞孔布置封閉式逆作法施工,需布置一定數(shù)量的施工洞孔,以便出土、機(jī)械和材料出入;施工人員出入和進(jìn)行通風(fēng)。主要有出土口、上人口和通風(fēng)口。①出土口出土口的作用,是開挖土方的外運(yùn)、施工機(jī)械和設(shè)備的吊入和吊出;模板、鋼筋、混凝土等的運(yùn)輸通道;開挖初期施工人員的出入。出土口的布置原則是:應(yīng)選擇結(jié)構(gòu)簡單、開間尺寸較大處;靠近道路便于出土處;有利于土方開挖后開拓工作面處;便于完工后進(jìn)行封堵處。要根據(jù)地下結(jié)構(gòu)布置、周圍運(yùn)輸?shù)缆非闆r等研究確定。出土口的數(shù)量,主要取決于土方開挖量、工期和出土機(jī)械的臺班產(chǎn)量。其計(jì)算公式如下:式中n——出土口數(shù)量;K——其他材料、機(jī)械設(shè)備等通過出土口運(yùn)輸?shù)膫溆孟禂?shù),取1.2~1.4;Q——土方開挖量(m3);T——挖土工期(d);W——出土機(jī)械的臺班產(chǎn)量(m3/d)。②上人口在地下室開挖初期,一般都利用出土口同時用作上人口,當(dāng)挖土工作面擴(kuò)大之后,宜設(shè)置上人口,一般一個出土口宜對應(yīng)設(shè)一個上人口。③通風(fēng)孔地下室在封閉狀態(tài)下開挖土方時,不能形成自然通風(fēng),需要進(jìn)行機(jī)械通風(fēng)。通風(fēng)口分放風(fēng)口和排風(fēng)口,一般情況下出土口就作為排風(fēng)口,在地下室樓板上另預(yù)留孔洞作為通風(fēng)管道入口。隨著地下挖土工作面的推進(jìn),當(dāng)露出送風(fēng)口時,及時安裝大功率軸流風(fēng)機(jī),啟動風(fēng)機(jī)向地下施工操作面送風(fēng),清新空氣由各送風(fēng)口流入,經(jīng)地下施工操作面從排風(fēng)口(出土口)流出,形成空氣流通,保證施工作業(yè)面的安全。送風(fēng)口的數(shù)量目前不進(jìn)行定量計(jì)算,一般其間距不宜大于10m,上海恒基大廈進(jìn)行封閉式逆作法施工時,按8.5m間距設(shè)置送風(fēng)口。一般情況下,逆作法施工中的通風(fēng)設(shè)計(jì)和施工應(yīng)注意以下各點(diǎn):a.在封閉狀態(tài)下挖土,尤其是目前我國多以人力挖土為主,勞動力比較密集,其換氣量要大于一般隧道和公共建筑的換氣量;b.送風(fēng)口應(yīng)使風(fēng)吹向施工操作面,送風(fēng)口距離施工操作面的距離一般不宜大于10m,否則應(yīng)接長風(fēng)管;c.單件風(fēng)管的重量不宜太大,要便于人力拆裝;d.取風(fēng)口距排風(fēng)口(出土口)的距離應(yīng)大于20m,且高出地面2m左右,保證送入新鮮空氣;e.為便于已完工樓板上的施工操作,在滿足通風(fēng)需要的前提下,宜盡量減少預(yù)留放風(fēng)孔洞的數(shù)量。(2)中間支承柱(中柱樁)施工底板以上的中間支承柱的柱身,多為鋼管混凝土柱或H型鋼柱,斷面小而承載能力大,而且也便于與地下室的梁、柱、墻、板等連接。由于中間支承柱上部多為鋼柱,下部為混凝土柱,所以,多用灌筑樁方法進(jìn)行施工,成孔方法視土質(zhì)和地下水位而定。在泥漿護(hù)壁下用反循環(huán)或正循環(huán)潛水電鉆鉆孔時,頂部要放護(hù)筒,鉆孔后吊放鋼管、型鋼。鋼管、型鋼的位置要十分準(zhǔn)確,否則與上部柱子不在同一垂線上對受力不利,因此鋼管、型鋼吊放后要用定位裝置,否則用傳統(tǒng)方法控制型鋼或鋼管的垂直度,其垂直誤差多在1/300左右,傳統(tǒng)方法是在相互垂直的兩個軸線方向架設(shè)經(jīng)緯儀,根據(jù)上部外露鋼管或型鋼的軸線校正中間支承柱的位置,由于只能在柱上端進(jìn)行糾偏,下端的誤差很難糾正,因而垂直度誤差較大。國外使用一種定位裝置,能使型鋼柱準(zhǔn)確定位(見下圖)。它的主要原理是制作一個定位框架、長約6~8m,在框架兩端各裝一副導(dǎo)向裝置,導(dǎo)向裝置受地表面設(shè)備的控制。當(dāng)灌筑樁混凝土澆筑完畢后,先將導(dǎo)向架裝入孔內(nèi),然后將型鋼吊入導(dǎo)向架,使用導(dǎo)向裝置調(diào)節(jié)定位。最后將型鋼壓入混凝土中,或者澆筑混凝土。定位裝置1-導(dǎo)向器;2-外框架;3-樁孔;4-H型鋼或鋼管;5-澆筑的混凝土使用這種定位裝置可以保證平面誤差控制在1cm以內(nèi),垂直誤差在1/600以內(nèi)。當(dāng)鋼管或型鋼定位后,利用導(dǎo)管澆筑混凝土,鋼管的內(nèi)徑要比導(dǎo)管接頭處的直徑大50~100mm。而用鋼管內(nèi)的導(dǎo)管澆筑混凝土?xí)r,超壓力不可能將混凝土壓上很高,所以鋼管底端埋入混凝土不可能很深,一般為1m左右。為使鋼管下部與現(xiàn)澆混凝土柱能較好的結(jié)合,可在鋼管下端加焊豎向分布的鋼筋?;炷林捻敹艘话愀叱龅装迕?0mm左右,高出部分在澆筑底板時將其鑿除,以保證底板與中間支承柱聯(lián)成一體?;炷翝仓戤叺醭鰧?dǎo)管,由于鋼管外面不澆筑混凝土,鉆孔上段中的泥漿需進(jìn)行固化處理,以便在清除開挖的土方時,防止泥漿到處流淌,惡化施工環(huán)境(見下圖)。泥漿的固化處理方法,是在泥漿中摻入水泥形成自凝泥漿,使其自凝固化。水泥摻量約10%,可直接投入鉆孔內(nèi),用空氣壓縮機(jī)通過軟管進(jìn)行壓縮空氣吹拌,使水泥與泥漿很好地拌合。泥漿護(hù)壁用反循環(huán)鉆孔灌筑樁施工方法澆筑中間支承柱(a)泥漿反循環(huán)鉆孔;(b)吊放鋼管、澆筑混凝土;(c)形成自凝泥漿1-補(bǔ)漿管;2-護(hù)筒;3-潛水電站;4-排漿管;5-混凝土導(dǎo)管;6-定位裝置;7-泥漿;8-鋼管;9-自凝泥漿;10-混凝土樁中間支承柱(中柱樁)亦可用套管式灌筑樁成孔方法(見下圖)它是邊下套管、邊用抓斗挖孔。由于有鋼套管護(hù)壁,可用串筒澆筑混凝土,亦可用導(dǎo)管法澆筑,要邊澆筑混凝土邊上拔鋼套管。支承柱上部用H型鋼或鋼管,下部澆筑成擴(kuò)大的樁頭?;炷林鶟仓恋装鍢?biāo)高處,套管與H型鋼間的空隙用砂或土填滿,以增加上部鋼柱的穩(wěn)定性。中間支承柱用大直徑套管式灌柱樁施工(a)成孔;(b)吊放H型鋼、澆筑混凝土;(c)抽套管、填砂1-套管;2-抓斗;3-混凝土導(dǎo)管;4-H型鋼;5-擴(kuò)大的樁頭;6-填砂;7-混凝土柱有時中間支承柱用預(yù)制打入樁(多數(shù)為鋼管樁),則要求打入樁的位置十分準(zhǔn)確,以便處于地下結(jié)構(gòu)柱、墻的位置,且要便于與水平結(jié)構(gòu)的連接。下圖所示為“逆作法”施工時中間支承柱的布置情況。其中間支承柱為大直徑鉆孔灌筑樁,樁徑2m,樁長30m,共35根。中間支承柱布置及施工逆作法施工,對中間支承柱(中柱樁)的施工質(zhì)量要求,要高于常規(guī)施工方法。參照國內(nèi)外已施工的逆作法工程,對中間支承柱的質(zhì)量要求如下:1)挖孔中間支承柱(中柱樁)①平面位移≤1cm,垂直度≤1/1000。②截面尺寸誤差在-5~+8mm內(nèi)。③預(yù)埋鐵件中心線位移≤10mm。④預(yù)埋螺栓預(yù)埋孔中心線誤差≤5mm。2)鉆孔灌筑樁中間支承柱①平面位移≤5cm,垂直度≤1/300。②截面尺寸≤2cm。③鋼筋入槽深度≤1cm。④塌壁、擴(kuò)孔≤10cm。3)型鋼中間支承柱①根據(jù)上海地鐵H型鋼中柱樁的實(shí)測數(shù)據(jù),當(dāng)產(chǎn)生2cm的雙向偏心時,柱身應(yīng)力較軸心受力時增大30%~45%,4cm雙向偏心時,增大60%~100%,因而中柱樁的平面位移應(yīng)≤2cm,垂直度≤1/600。②截面制作尺寸誤差≤2mm。(3)降低地下水在軟土地區(qū)進(jìn)行逆作法施工,降低地下水位是必不可少的。通過降低地下水位,使土壤產(chǎn)生固結(jié),可便于封閉狀態(tài)下挖土和運(yùn)土,可減少地下連續(xù)墻的變形,更便于地下室各層樓蓋利用土模進(jìn)行澆筑,防止底模沉陷過大,引起質(zhì)量事故。由于用逆作法施工的地下室一般都較深,在軟土地區(qū)施工多采用深井泵或加真空的深井泵進(jìn)行地下水位降低。確定深井?dāng)?shù)量時要合理有效,不能過多亦不能少。因?yàn)樯罹當(dāng)?shù)量過多,間隔小,一方面費(fèi)用高,另一方面亦給地下室挖土帶來困難,由于挖土和運(yùn)土?xí)r都不允許碰撞井管,會使挖土效率降低。但如深井?dāng)?shù)量過少,則降水效果差,或不能完全覆蓋整個基坑。會使坑底土質(zhì)松軟,不利于在坑底土體上澆筑樓蓋。在上海等軟土地區(qū)一般以200~250m3/井為宜。在布置井位時要避開地下結(jié)構(gòu)的重要構(gòu)件(如梁等)。因此要用經(jīng)緯儀精確定位,誤差宜控制在20mm以內(nèi),定位后埋設(shè)成孔鋼護(hù)筒,成孔機(jī)械就位后要用經(jīng)緯儀校正鉆桿的垂直度。成孔后清孔,吊放井管時要在井管上設(shè)置限位裝置,以確保井管在井孔的中心。在井四周填砂時,要四周對稱填砂,要確保井位歸中。降水時,一定要在坑內(nèi)水位降至各工況挖土面以下1.0m以后,方可進(jìn)行挖土。在降水過程中,要定時觀察、記錄坑內(nèi)外的水位,以便掌握挖土?xí)r間和降水的速度。(4)地下室土方開挖在封閉式逆作法中,挖土是在封閉環(huán)境中進(jìn)行,有一定的難度。在逆作法的挖土過程中,隨著挖土的進(jìn)展和地下、地上結(jié)構(gòu)的澆筑,作用在周邊地下連續(xù)墻和中間支承柱(中柱樁)上的荷載愈來愈大。挖土周期過長,不但因?yàn)檐浲恋臅r間效應(yīng)會增大圍護(hù)墻的變形,還可能造成地下連續(xù)墻和中間支承柱間的沉降差異過大,直接威脅工程結(jié)構(gòu)的安全和周圍環(huán)境的保護(hù)。在確定出土口之后,要在出土口上設(shè)置提升設(shè)備,用來提升地下挖土集中運(yùn)輸至出土口處的土方,并將其裝車外運(yùn)。挖土要在地下室各層樓板澆筑完成后,在地下室樓板底下逐層挖土。各層的地下挖土,先從出土口處開始,形成初始挖土工作面后,再向四周擴(kuò)展。挖土采用“開礦式”逐皮逐層推進(jìn),挖出的土方運(yùn)至出土口處提升外運(yùn)。在挖土過程中要保護(hù)深井泵管,避免碰撞失效。同時要進(jìn)行工程樁的截樁(如果工程樁是鉆孔灌筑樁等)。挖土可用小型機(jī)械或人力開挖。小型高效的機(jī)械開挖,優(yōu)點(diǎn)是效率高、進(jìn)度快,有利于縮短挖土周期。但缺點(diǎn)是在地下封閉環(huán)境中挖土,又存在工程樁和深井泵管,各種障礙較多,難以高效率的挖土,遇有工程樁和深井泵管,需先鑿樁和臨時解除井管,然后才能挖土;機(jī)械在坑內(nèi)的運(yùn)行,會擾動坑底的原土,如降水效果不十分好時,會使坑底土壤松軟泥濘,影響樓蓋的土模澆筑;柴油挖土機(jī)在施工過程中會產(chǎn)生廢氣污染,加重通風(fēng)設(shè)備的負(fù)擔(dān)。人力挖土和運(yùn)土便于繞開工程樁、深井泵管等障礙物;對坑底土壤擾動少;隨著挖土工作面的擴(kuò)大,可以投入大量人力挖土,施工進(jìn)度可以控制;從目前我國情況看,在挖土成本方面,用人力比機(jī)械更便宜。由于上述原因,目前我國在逆作法的挖土工序上,主要采用人力挖土。挖土要逐皮逐層進(jìn)行,開挖的土方坡面不宜大于75°,防止坍方,更嚴(yán)禁掏挖,防止土方坍落傷人。人力挖土多采用雙輪手推車運(yùn)土,沿運(yùn)輸路線上均應(yīng)鋪設(shè)腳手板,以利于坑底土方的水平運(yùn)輸。地下室挖土與樓蓋澆筑是交替進(jìn)行,每挖土至樓板底標(biāo)高,即進(jìn)行樓蓋澆筑,然后再開挖下一層的土方。下圖即表示某工程的施工順序和出土口采用的提升土方的機(jī)械設(shè)備。逆作法施工順序與土方垂直運(yùn)輸(a)開挖地下一層土方;(b)澆筑地下一層樓蓋;(c)澆筑±0.00標(biāo)高處樓蓋;(d)施工上部一層結(jié)構(gòu),同時開挖地下二層土方;(e)施工上部二層結(jié)構(gòu),同時澆筑地下二層樓蓋;(f)施工上部三層結(jié)構(gòu),同時開挖地下三層土方;(g)施工上部四層結(jié)構(gòu),同時澆筑地下三層樓蓋;(h)施工地上五層結(jié)構(gòu),同時開挖地下四層土方;(i)澆筑地下室底板(5)地下室結(jié)構(gòu)施工根據(jù)“逆作法”的施工特點(diǎn),地下室結(jié)構(gòu)不論是哪種結(jié)構(gòu)型式都是由上而下分層澆筑的。地下室結(jié)構(gòu)的澆筑盡可能利用土模澆筑梁板樓蓋結(jié)構(gòu)。對于地面梁板或地下各層梁板,挖至其設(shè)計(jì)標(biāo)高后,將土面整平夯實(shí),澆筑一層C10厚約100mm的素混凝土(土質(zhì)好抹一層砂漿亦可),然后刷一層隔離層,即成樓板模板。對于梁模板,如土質(zhì)好可用土胎模,按梁斷面挖出槽穴(圖b)即可,如土質(zhì)較差可用模板搭設(shè)或磚砌筑梁模板(圖a)。所澆筑的素混凝土層,待下層挖土?xí)r一同挖去。利用土模澆筑梁板(a)用鋼模板組成梁模;(b)梁模用土胎模1-樓板面;2-素混凝土層與隔離層;3-鋼模板或磚砌筑;4-填土至于柱頭模板如下圖所示,施工時先把柱頭處的土挖出至梁底以下500mm左右處,設(shè)置柱子的施工縫模板,為使下部柱子易于澆筑,該模板宜呈斜面安裝,柱子鋼筋通穿模板向下伸出接頭長度,在施工縫模板上面組立柱頭模板與梁模板相連接。如土質(zhì)好柱頭可用土胎模,否則就用模板搭設(shè)。下部柱子挖出后搭設(shè)模板進(jìn)行澆筑。柱頭模板與施工縫1-樓板面;2-素混凝土層與隔離層;3-柱頭模板;4-預(yù)留澆筑孔;5-施工縫;6-柱筋;7-H型鋼;8-梁施工縫處的澆筑方法,國內(nèi)外常用的方法有三種,即直接法、充填法和注漿法。直接法(圖a)即在施工縫下部繼續(xù)澆筑混凝土?xí)r,仍然澆筑相同的混凝土,有時添加一些鋁粉以減少收縮。為澆筑密實(shí)可做出一假牛腿,混凝土硬化后可鑿去。充填法(圖b)即在施工縫處留出充填接縫,待混凝土面處理后,再于接縫處充填膨脹混凝土或無浮漿混凝土。注漿法(圖c)即在施工縫處留出縫隙,待后澆混凝土硬化后用壓力壓入水泥漿充填。施工縫處的澆筑方法(a)直接法;(b)充填法;(c)注漿法1-澆筑混凝土;2-充填無浮漿混凝土;3-壓入水泥漿在上述三種方法中,直接法施工最簡單,成本亦最低。施工時可對接縫處混凝土進(jìn)行二次振搗,以進(jìn)一步排除混凝土中的氣泡,確保混凝土密實(shí)和減少收縮。鋼筋的連接,可用電焊和機(jī)械連接(錐螺紋連接、套筒擠壓連接)。由于焊接時產(chǎn)生廢氣,封閉施工時對環(huán)境污染較大,宜少用。混凝土的輸送宜采用混凝土泵,用輸送管直接輸送至澆筑地點(diǎn)。由于逆作法施工工程的挖深一般較大,對于向下配管,《混凝土泵送施工技術(shù)規(guī)程》(JGJ/T10)已有明確規(guī)定:傾斜向下配管時,應(yīng)在斜管上端設(shè)排氣閥;當(dāng)高差大于20m時,應(yīng)在斜管下端設(shè)5倍高差長度的水平管;如條件限制,可增加彎管或環(huán)形管,滿足5倍高差長度要求,斜管下端水平管的長度實(shí)際上還與混凝土的坍落度有關(guān),它隨混凝土坍落度的減小而縮短,當(dāng)不能滿足規(guī)程上的規(guī)定時,宜設(shè)法減小混凝土的坍落度。至于豎向結(jié)構(gòu)混凝土的澆筑方法,由于混凝土是從頂部的側(cè)面入倉,為便于澆筑和保證連接處的密實(shí)性,除對豎向鋼筋的間距適當(dāng)調(diào)整外,豎向結(jié)構(gòu)頂部的模板宜做成喇叭形。由于上、下層豎向結(jié)構(gòu)的結(jié)合面在上層構(gòu)件的底部,再加上地面土的沉降和剛澆筑混凝土的收縮,在結(jié)合面處易出現(xiàn)縫隙,這對于受壓構(gòu)件是不利的。為此,宜在結(jié)合面處的模板上預(yù)留若干壓漿孔,需要時可用壓力灌漿消除縫隙,保證豎向結(jié)構(gòu)連接處的密實(shí)性。(6)施工中結(jié)構(gòu)沉降控制結(jié)構(gòu)的沉降控制是逆作法施工的關(guān)鍵問題之一。進(jìn)行逆作法施工時,在地下室底板澆筑并達(dá)到要求的強(qiáng)度之前,地上、地下的結(jié)構(gòu)自重和施工荷載,全部由中間支承柱(中柱樁)和周邊的地下連續(xù)墻入土部分的摩阻力和端承力來承受,端承力還需上部荷載達(dá)到一定數(shù)值后才能發(fā)揮作用。在逆作法施工過程中,隨著上部結(jié)構(gòu)施工層數(shù)的增加,作用在中間支承柱和地下連續(xù)墻上的荷載逐漸增加;另一方面隨著地下室開挖深度的逐漸增大,中間支承柱和地下連續(xù)墻與土的摩擦接觸面亦逐漸減少,使其承載力逐漸降低。同時隨著土方的開挖,其卸載作用還會引起坑底土體的回彈,使中間支承柱有抬高的趨勢。由于逆作法施工中間支承柱上的荷載逐漸增大,土體回彈的作用不如一般基坑開挖那樣明顯。由于上述地下連續(xù)墻、中間支承柱荷載的增加和承載力的降低,在整個結(jié)構(gòu)平面內(nèi)是不均勻的,因而會引起結(jié)構(gòu)在施工期間的不均勻沉降。結(jié)構(gòu)分析表明,當(dāng)?shù)叵逻B續(xù)墻與中間支承柱的沉降差以及相鄰中間支承柱的沉降差超過20mm時,在水平結(jié)構(gòu)中將產(chǎn)生過大的附加應(yīng)力,因此一般規(guī)定沉降差不得超過20mm,以確保結(jié)構(gòu)的安全。根據(jù)上述20mm的極限沉降差,再參照地質(zhì)勘探報告提供的地基土壤摩擦力、工程樁的試樁求得的P-s曲線,以及其似工程地下連續(xù)墻的垂直荷載與沉降關(guān)系的數(shù)據(jù)等,通過計(jì)算機(jī)模擬計(jì)算,可求得施工各工況下地下連續(xù)墻和中間支承柱的沉降值,以此確定在地下室底板澆筑之前上部結(jié)構(gòu)允許施工的高度。在逆作法施工過程中,應(yīng)在中間支承柱和地下連續(xù)墻上設(shè)置沉降觀測點(diǎn),采用二次閉合測量和進(jìn)行觀測數(shù)據(jù)的處理,以提高數(shù)據(jù)的真實(shí)性。利用沉降的觀測數(shù)據(jù)和模擬計(jì)算沉降數(shù)據(jù)的對比,可以觀察出施工期間地下連續(xù)墻和各中間支承柱的沉降發(fā)展趨勢,需要時可采取有效的技術(shù)措施控制沉降差的發(fā)展。逆作法施工實(shí)例(1)上?;A(chǔ)公司科研樓該工程是我國第一個“封閉式逆筑法”施工的試點(diǎn)工程。該建筑物地下兩層、地上五層(塔樓為六層),平面軸線尺寸為39.85m×13.8m,地上部分為框架結(jié)構(gòu),鋼管柱和預(yù)制梁板。地下室由地下連續(xù)墻作外墻,墻厚600mm,墻深13.5~15.5m,開挖深度6m,局部10m。中間支承柱底部為直徑900mm的鉆孔灌筑樁,上部為直徑400mm的鋼管,樁長28m。地下連續(xù)墻作為圍護(hù)墻使用時(地下挖土階段),按兩種工況分別計(jì)算:當(dāng)開挖地下一層土方時,地下連續(xù)墻承受墻后土和地下水的側(cè)壓力和地面吊車產(chǎn)生的附加荷載,將地下連續(xù)墻視作一端嵌固在土中的懸臂式結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算;待地下一層樓蓋處的腰圈梁及縱橫梁系澆筑并養(yǎng)護(hù)后,在開挖地下二層土方時,地下一層樓蓋梁系就看作支座無位移的剛性支承。地下連續(xù)墻與地下一層樓蓋處腰圈梁、縱橫梁鋼筋的連接,采用預(yù)埋螺栓連接法,用此法連接是為了避免強(qiáng)力扳直預(yù)埋鋼筋而損傷鋼筋周圍的混凝土,而造成滲水的弊病。地下連續(xù)墻與頂部圈梁、杯口的連接方法是預(yù)留鋼筋,待地下連續(xù)墻施工完畢鑿出預(yù)留鋼筋,即可與頂部圈梁、杯口豎向鋼筋進(jìn)行焊接。為滿足使用要求,地下連續(xù)墻待地下室底板封底之后部分做成復(fù)合墻,即在地下連續(xù)墻里面距墻面150~200mm處,用防水砂漿襯砌半磚樓,以保證地下室內(nèi)墻面的平整和美觀。該工程的施工程序是:1)施工地下連續(xù)墻和中間支承柱和鉆孔灌筑樁;2)開挖地下一層土方,構(gòu)筑頂部圈梁、杯口、腰圈梁、縱橫支撐梁和吊裝地下一層樓板;3)吊裝地上1~3層的柱、梁、板結(jié)構(gòu),同時交叉進(jìn)行地下二層的土方開挖。土方完成后,進(jìn)行底板墊層、鋼筋混凝土底板的澆筑。因?yàn)榻?jīng)過計(jì)算,在底板未完成之前,地下連續(xù)墻和中間支承柱只能承受地面上以三層的荷載;4)待底板養(yǎng)護(hù)期滿,吊裝地上4~5層的柱、梁、板結(jié)構(gòu)。地下平行地完成內(nèi)部隔墻等結(jié)構(gòu)工程;5)地上、地下同時進(jìn)行裝修和水電等工程。工藝程序如下圖所示。基礎(chǔ)工程科研樓逆作法工藝程序1-地下連續(xù)墻;2-垂直運(yùn)輸孔洞;3-鉆孔灌筑樁中間支承柱;4-斜車道;5-分布的孔洞該工程地下室用斗容量0.15m3的WY-15型液壓挖土機(jī)挖土,用機(jī)動翻斗車水平運(yùn)至樓梯間的預(yù)留孔洞處出土?;炷猎诨鶞?zhǔn)面上用手推車運(yùn)輸,通過掛在預(yù)留孔洞中的串桶進(jìn)行澆筑。中間支承柱共九根,直徑900m

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