逆筑法施工技术的工艺流程及其注意事项

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高层建筑的地下室和用于平战结合的单层或多层地下广场,以及地下设施的深度,少则

十几米多则几十米,若这类工程的地下部分采用常规的施工方法,则需要敞开挖很深的基坑,

然后再分层由下向上浇筑底板和各层柱梁、墙板、楼板直至地面。这样的施工方法所带来的

问题是施工工期长,占地面积大,施工费用增高;而采用封闭和由上而下分层施工的特殊工

艺“逆筑法”,则可缩短工期,少占施工场地,不受外界天气与环境的影响,减少施工费用。尤其是人流、车流密集的公共场所的地下工程,采用“逆筑法”,可使地上占用部分的地面

尽早投入正常使用。而且在高层建筑的地下工程,特别是邻近有建筑物不能采用大开挖式施工的工程,如采用“逆筑法”施工更能显示其工艺的优越性。

由于逆筑法施工不同于一般深基坑支护方法,施工难度很大,对建筑结构的影响也较大,施工控制要求严格。因此对逆筑法施工影响因素进行分析,寻求安全可靠、有序的施工程序,采取有效的控制方法,运用信息施工方法指导施工,具有十分重要的意义。

1 “逆作法”工艺原理

“逆作法”施工的工艺原理是:先沿建筑物的四周浇筑地下连续墙混凝土,作为地下室

的边墙或基坑的围护结构。在建筑物内部有关部位浇筑混凝土或打入中间支承柱。然后开挖土方,至第一层地下室底面标高,并且完成地面层底面的梁板工程,此时已经完成的地面层

底面的梁板结构,就可以用作周围地下连续墙刚度很大的支撑系统。然后继续向下开挖土方,逐层施工地下一层以下的各层地下室结构。与此同时,在已经完成的地面层底面梁板结构的

基础上,接高柱子或墙板,向上逐层进行地面以上各层结构的施工。由此可知,“逆作法”施工就是以地面为起始点,向上、向下同时进行施工,直至工程完工的一种新的施工方法。根据地面层底面的梁板结构封闭或敞开的不同情况,“逆作法”施工又可分为“封闭式逆作法”和“开敞式逆作法”。

2 “逆作法”施工工艺

逆作法施工方法是首层楼板结构完成后,即架设专用取土设备,然后地下挖土与地上结

构施工同时进行。根据地下一层的埋深,如施工地下二层楼板开挖深度不大且围护墙经计算满足悬挑受力要求,可直接明挖一层,施工地下二层楼板后,再地上地下同时施工。地下挖

土施工是先从两端的取土口,直接用取土设备挖出工作面,然后由人力从取土口的挖土工作面向基坑中间开挖。挖出的土方用双轮手推车运至取土口,然后取土设备装车外运。

模板设计原则:根据地下室楼板结构的形式,模板采用相应的土模承重方法。首先将基坑内的土按施工组织设计要求挖至标高,做好混凝土垫层,待混凝土稍硬后,按图弹出轴线

与梁边线,并在模板的支点上进一步用水泥砂浆找平,使其标高误差控制在“规范”要求内,

然后搁置模板。

模板拆除:随着地下挖土工作面的推进,当楼板底的模板外露后,即可将模板逐块拆下,并翻转至下一层施工。为防止摔坏模板,拆模时应根据模板的形式采取相应的保护措施,并把该措施编制在施工组织设计内。

3 “逆作法”工艺特点

逆作法可使建筑物上部结构的施工和地下基础结构施工平行立体作业,在建筑规模大、上下

层次多时,大约可节省工时1/ 3。受力良好合理,围护结构变形量小,因而对邻近建筑的影响亦小。施工可少受风雨影响,且土方开挖可较少或基本不占总工期。最大限度利用地下

空间,扩大地下室建筑面积。一层结构平面可作为工作平台,不必另外架设开挖工作平台与

内撑,这样大幅度削减了支撑和工作平台等大型临时设施,减少了施工费用。由于开挖和施

工的交错进行,逆作结构的自身荷载由立柱直接承担并传递至地基,减少了大开挖时卸载对

持力层的影响,降低了基坑内地基回弹量。逆作法存在的不足,如逆作法支撑位置受地下室层高的限制,无法调整高度,如遇较大层高的地下室,有时需另设临时水平支撑或加大围护墙的断面及配筋。由于挖土是在顶部封闭状态下进行,基坑中还分布有一定数量的中间支承

柱和降水用井点管,目前尚缺乏小型、灵活、高效的小型挖土机械,使挖土的难度增大。采用逆作法,一般地下室外墙与基坑围护墙采用两墙合一的形式,一方面省去了单独设立的围

护墙,另一方面可在工程用地范围内最大限度扩大地下室面积,增加有效使用面积。

以上讲述了逆筑法的原理及特点,以下浅谈用逆筑法施工需注意的问题及其处理方法。

4逆筑法施工对结构的影响及其处理方法

4.1 上部结构及施工荷载对下部结构的影响

采用逆筑法施工,在基础大底板浇捣之前,全部的结构、施工荷载主要靠中间支撑柱及基础桩和周边地下连续墙入土部分的摩擦力来承担。逆筑法施工期间,随着上部结构施工层数的

增加,中柱桩和地下墙的荷载也相应增加。同时,由于地下室开挖深度的逐层增加,中柱桩

和四周地下墙与土的摩擦接触面减少,而使其承载能力降低。值得注意的是上述荷载增加和

支承能力降低对整个平面来说不是均匀的,从而使柱与柱之间、墙与墙、柱与墙之间产生差

异沉降,尤其在我国沿海深厚软土层时,地下墙往往是“悬浮”在软土层中,而主楼的桩基往往采用长桩基础,支承能力较强,地下墙的沉降值往往超过主楼桩基的沉降值。这种差异沉降超过某一限值后就会使结构产生裂缝,造成结构破坏。因此,差异沉降的控制是逆筑法

施工的关键技术措施之一。

4.2 地面荷载对结构的影响

地面临时荷载一般包括各种建筑材料,基坑开挖过程中待运的弃土以及施工机械三类。对于临时荷载,在设计阶段无法预估其数量与范围,如果施工过程中对临时荷载的增加估计

不足,将会对围护结构以至基坑的安全稳定性产生危害。例如,开挖过程中待运的弃土,原

则上不允许堆放在坑旁,但在实际工程中,由于施工条件的限制,很容易出现利用坑旁空地作为转运点的情况,有时弃土堆放高度较大,当弃土高度达到 3 m时,相当于基坑开挖深度

增加3〜4 m这是非常危险的。实际工程中偶有因临时弃土违规堆放引起基坑破坏的例子,因此需要充分考虑地面临时荷载引起的土压力的影响,并且严格控制现场堆土。

4.3 土方开挖对地下结构的影响

挖土是逆筑法施工的一个重要环节,在有顶盖的地下挖土难度大、周期长,不仅是影响

工期的关键因素之一,而且是建筑结构产生变形的主要原因,因此是施工控制的关键之一。挖土时一方面随地下室开挖深度的增加,中柱桩和地下墙的竖向支承能力降低,同时由于卸载作用又会引起坑底土体回弹,且下部支承力下降、土体回弹以及上部荷载的增加都是不均

匀的,从而使结构产生一定的差异沉降。另一方面,土方开挖将会引起四周土压力的变化,尤其在浇筑第一道支撑之前,地下墙呈悬臂状态,随着开挖深度的增加,墙后侧主动土压力

不断增大,墙体顶部将产生较大的位移,即使浇筑了第一道支撑,但由于混凝土的收缩,在

第一道支撑实际工作以前,地下墙在墙后土压力作用下,其内侧土体一直在蠕变,使得墙体一直向内变形,从而加大墙顶位移量。随着开挖深度的增加,考虑墙体位移和支撑变形后,墙体计算内力将会增大,支撑力也会出现上升的现象。

4.4 施工方法对结构的影响

按场地的工程地质条件和周边环境的差异,逆筑法又可分为整体逆筑法、半逆筑法、分层逆筑法、局部逆筑-局部顺筑法。具体的逆筑方法选用要根据场地条件、基坑深度和周边

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