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摘要:随着城市建设的快速发展,人们对地下空间的开发越来越多,深度越来越大,逆作法的应用也越来越广。文章根据逆作法的技术特点,结合东越雅居工程实例对地下室工程逆作法施工技术进行深入的分析,指出施工中土方与排水两大施工难点,并给出解决办法,仅供参考!
关键词:地下室;逆作法施工;施工工艺
Abstract:With the rapid development of urban construction, development of underground space more and more, the depth is increasing more and more wide application of Reverse. According to Reverse the technical characteristics, combined with the East more Agile Projects Basement Reversed Construction technology in-depth analysis, that the construction of earthworks and drainage of the two major construction difficulties, and gives a solution for reference only.
Key words: basement; Reversed Construction; construction technology
中图分类号:TU745文献标识码:A 文章编号:
“逆作法”是一种“封闭式”施工方法,相对传统地下室的“敞开式”工艺来说,具有自身的特点。其工艺原理是:先沿建筑物周围施工地下连续墙或其他支护结构,在建筑物内按柱网轴线施工柱下支承桩,然后进行首层施工,然后以首层楼板作为水平分界层,同时向上、下各层组织施工,待地下室大底板完成后,再进行复合柱、复合墙的施工。该施工方法的最大特点是利用柱下桩及基坑周边地下连续墙围护或其他支护结构作为逆作法施工期间承重地上、地下结构的荷载及其施工荷载,利用地下室楼板,作为基坑施工的支撑。这样不仅能保护周边环境,且具有施工工期快,支护费用省等优点。
1、工程概况
东越雅居商住楼工程是一集车库、商场、住宅的多功能综合楼工程。位于广州市越秀中路,比邻東濠涌。工程基地面积2304m2,平面为梯形,长约107米,北边宽大约16.8米,南边宽大约27.7米。地下3层,地下建筑面积8491m2;地上30层,其中裙楼5层,A栋住宅30层12527m2,B栋住宅30层12959m2,C栋住宅12820m2。
2、逆作法施工技术
本工程地下室采用半逆作法施工,根据初步设计要求,地下室层高分别是地下二、三层为3.60m,地下一层为4.50m;基坑开挖深度达到12.4m。该工程采用搅拌桩防水,密排钻孔桩及双排预应力锚索进行支护;竖向构件柱采用圆钢管混凝土柱,剪力墙核心筒内采用钢筋混凝土,水平支撑体系利用楼面梁板结构组成。通过采用圆钢管混凝土柱及钢筋混凝土构件组成的结构体系,实现地下室作业的逆作法施工。
结合本工程地下室层数及地下室层高情况,本工程地下室结构施工拟先进行φ550搅拌桩防水帷幕,φ1000@1100密排钻孔桩的施工。基坑支护完成后,开挖至负一层板底以下2.4m(-7.20m),然后开始人工挖孔桩的施工,安装钢管混凝土柱至负一层,浇注钢管混凝土柱内的高性能混凝土;完成第一道水平支撑,此时上部结构可按正作法施工;暗挖土方至负三层板底,完成承台及地下室底板结构施工;负二层结构及地下室侧壁按正作法进行施工。
±0.00以下施工流程:施工准备→轴线定位(←复验线)→搅拌桩防水,密排钻孔桩施工→负一层土方开挖→预应力锚杆施工→人工挖孔桩施工→钢管柱吊装至±0.00→负一层楼板施工→负二、负三层土方开挖→承台及底板施工→地下室侧壁及二层楼板正作施工→负三层至负一层内墙正作施工
3、逆作法施工中的难点
3.1 土方问题
本工程基坑面积约2400平方米,土石方开挖量约28800立方米,工作量大,凿岩深,是地下室施工的重点。基坑大面积土石方开挖分为两个阶段进行开挖:原地面至负一层板底土方采用明挖,土方出土口设在1-2×C和6-7×C处。修建车道,土方可随挖随走,加快施工进度。负一层土方开挖完成后进行人工挖孔桩、钢管柱及负一层的结构施工。负一层楼面结构完成后暗挖土方至负三层底。
为保证负一层楼板施工时有足够的工作面进行施工(预留垫层、支撑、木枋等),第一次土方开挖应至-7.2m,开挖量约17000 m3。经计算开挖时配备3台1m3反铲挖土机。
土方开挖在支护桩及搅拌桩施工完毕后进行,开挖时分层开挖,开挖深度依据土钉锚杆的布置深度确定,首层开挖深度约1米(根据锚索位置稍做调整)。先开挖基坑周边3-5米范围土方,开挖后即进行预应力锚索的施工,同时继续开挖基坑中间位置土方。以后每层土方开挖高度控制在2.5米左右,开挖一层后立刻进行预应力锚索施工,严禁一次开挖深度过大。混凝土达到设计强度后再进行下一层段的施工。
开挖时土方外运两个大门都作为车辆出入口,对应的基坑位置设临时道路,方便土方外运。土方开挖采用分层开挖,每层厚度约2.5米,以与基坑支护施工相配合施工。基坑下半截开挖时,要分层设置运输道路,以便车辆行驶。必须在基坑支护桩达到设计要求强度后,方可进行土方开挖作业。每层土方开挖时,先沿基坑边沿开挖,开挖深度约1米(可根据预应力锚索位置稍作调整确定),开挖宽度约3米,开挖时注意要间隔施工,以利保持侧壁稳定。开挖出工作面后就可进行预应力锚索的施工,此时可同时进行基坑内部的土方开挖。待内部土方开挖完成,且该层支护施工已达到设计要求(预应力锚索以按要求张拉和灌浆,并达到设计强度),方可进行下一层的施工。
土方爆破施工:开挖岩层时,如需要爆破,要作好防震措施,以免爆破影响支护及钢管柱的安全。在基坑四周要要做防震沟,宽度约1米,深度1.5米,可利用人工开凿或静力爆破。爆破施工将由专业施工队伍施工并另行编制施工方案。
机械开挖深度控制在-7.00m,然后由人工挖掘修整至-7.20m,以避免超挖。完成第一阶段土方开挖后,进行垫层施工,垫层采用C20商品混凝土浇注。之后按照逆做法施工方案,依次进行人工挖孔桩施工、安装钢管混凝土柱、浇注钢管混凝土柱的高性能混凝土、负一层梁板施工、土方暗挖、承台及地下室底板施工。
本工程负一层高度4.50m,负二、三层总高度7.20m,基本满足了机械的作业空间,为实现大型机械化土方开挖提供了保障。负一层楼板施工时,1-2×B-E、6-7×C-E和15-16×B-D处的楼板预留洞口,作为地下室土方的三个出土口(与设计院协商,以设计院出的修改图为准)。1-2×B-E、6-7×C-E和15-16×B-D处作为挖土机进入地下室的入口。土方开挖应待负一层梁板强度达到设计强度的90%方可进行,入口处按二级进行放坡,坡度为1:0.75,视现场土质决定是否需要采取支护措施,确保不会发生塌方。暗挖负二、负三层土方时,开挖深度从-7.2m~-11.80m(局部-12.4m,-12.8m)。土方开挖采用6-8台挖土机进行接力开挖,挖出的土方转运至出土口处。再由两台挖土机转运至首层装车运走。土方开挖宜对称进行,且土方的高低差不宜太高,一般保持在1m以内为好。开挖时,不能紧挨中间支承柱单边开挖,应沿支承柱四周平衡开挖。当土方开挖至岩石面层,挖土机效率低下时,采用炮机将岩石破碎,提高作业效率。由于施工场地限制,白天主要进行地下室土方的开挖及接力运输,将土方堆置在首层楼板上,待到晚上再由自卸汽车运出场外。
3.2排水问题
由于本工程所在地地下水较为丰富,核心筒承台底标高較低,开挖后地下有渗水现象,直接影响地下室底板施工,为保证地下室工程质量,必须采用针对性的降水方案才能有效实施地下室底板施工。
降水即在基坑底垫层施工前,用真空井点深入含水层内,用不断抽水方式使地下水位下降至坑底以下,同时使土体产生固结及地水层保持干燥。根据施工现场实际情况及以往施工经验,选择在核心筒内基底设Φ1.5米,深2米的集水井,采用10厚钢板覆盖井面,以保证不影响地下室底板施工,内填4~6cm碎石。由于核心筒部分桩顶标高低于承台底,造成人工挖孔桩位置积水较多,为解决该问题,在人工挖孔桩四周挖一条盲沟,将桩顶部分地下水引至降水井,盲沟宽300mm、深1000mm.,内填4~6cm碎石。未解决核心筒承台底渗水问题,在承台底部设置200mm厚碎石疏水层,内填4~6cm碎石,上铺5cm石粉。
根据目前渗水情况,井点降水采用2.5型圆心式喷射管,工作性能为:外管直径68mm,喷嘴直径7mm,混合管直径14mm,工作水压力0.6~0.8Mpa,工作水流量110.4~148.8m3/d,设计单个井点出水能103.2~138.2 m3/d,适用含水层渗透系数0.1~5.0m/d。真空井点的过滤器长度不宜小于含水层厚度的1/3,管井过滤长度采用2m。井点管采用114mm的钢管,长度4.5m,管下端配有滤管和管尖。滤管直径与井点管相同,管壁上渗水孔直径为15mm,呈梅花状排列,孔隙率不小于15%,管壁外应设两层滤网,内层滤网采用30~80尼龙网,外层采用钢丝网。地下室底板施工完毕后,井管采用1:2水泥浆高压灌注进行封闭,如有必要,可采用水泥浆与玻璃胶双液灌注封闭。平地下室板面进行防水处理,施工前清扫干净井管周边,沿井管周边凿一道止水槽后,采用柔性防水胶涂刷两道,厚度控制在3mm厚,面抹1:2防水砂浆(如下图1所示)。
图1排水示意图
3结束语
成功完成一个逆作法施工的工程涉及到的因素还很多,但施工中的土方问题与排水问题处理是否恰当毫无疑问也是重要的因素之一。本文介绍的土方施工处理与排水技术的处理经过工程实践证明可行的,并且在东越雅居工程实例中取得了令人满意的效果。
参考文献:
[1]翟士立. 逆作法及其施工技术[J]. 建材技术与应用, 2006,(04)
[2]肖亮光. 浩和大厦商住楼地下室半逆作法施工[J]. 山西建筑, 2006,(13)
[3]梁小铭. 高层建筑地下室逆作法施工技术应用[J]. 广西城镇建设, 2011,(06)
[4]邓小强. 论逆作法施工技术在地下建筑工程中应用实践[J]. 建材与装饰(下旬刊), 2008,(03)
注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词:地下室;逆作法施工;施工工艺
Abstract:With the rapid development of urban construction, development of underground space more and more, the depth is increasing more and more wide application of Reverse. According to Reverse the technical characteristics, combined with the East more Agile Projects Basement Reversed Construction technology in-depth analysis, that the construction of earthworks and drainage of the two major construction difficulties, and gives a solution for reference only.
Key words: basement; Reversed Construction; construction technology
中图分类号:TU745文献标识码:A 文章编号:
“逆作法”是一种“封闭式”施工方法,相对传统地下室的“敞开式”工艺来说,具有自身的特点。其工艺原理是:先沿建筑物周围施工地下连续墙或其他支护结构,在建筑物内按柱网轴线施工柱下支承桩,然后进行首层施工,然后以首层楼板作为水平分界层,同时向上、下各层组织施工,待地下室大底板完成后,再进行复合柱、复合墙的施工。该施工方法的最大特点是利用柱下桩及基坑周边地下连续墙围护或其他支护结构作为逆作法施工期间承重地上、地下结构的荷载及其施工荷载,利用地下室楼板,作为基坑施工的支撑。这样不仅能保护周边环境,且具有施工工期快,支护费用省等优点。
1、工程概况
东越雅居商住楼工程是一集车库、商场、住宅的多功能综合楼工程。位于广州市越秀中路,比邻東濠涌。工程基地面积2304m2,平面为梯形,长约107米,北边宽大约16.8米,南边宽大约27.7米。地下3层,地下建筑面积8491m2;地上30层,其中裙楼5层,A栋住宅30层12527m2,B栋住宅30层12959m2,C栋住宅12820m2。
2、逆作法施工技术
本工程地下室采用半逆作法施工,根据初步设计要求,地下室层高分别是地下二、三层为3.60m,地下一层为4.50m;基坑开挖深度达到12.4m。该工程采用搅拌桩防水,密排钻孔桩及双排预应力锚索进行支护;竖向构件柱采用圆钢管混凝土柱,剪力墙核心筒内采用钢筋混凝土,水平支撑体系利用楼面梁板结构组成。通过采用圆钢管混凝土柱及钢筋混凝土构件组成的结构体系,实现地下室作业的逆作法施工。
结合本工程地下室层数及地下室层高情况,本工程地下室结构施工拟先进行φ550搅拌桩防水帷幕,φ1000@1100密排钻孔桩的施工。基坑支护完成后,开挖至负一层板底以下2.4m(-7.20m),然后开始人工挖孔桩的施工,安装钢管混凝土柱至负一层,浇注钢管混凝土柱内的高性能混凝土;完成第一道水平支撑,此时上部结构可按正作法施工;暗挖土方至负三层板底,完成承台及地下室底板结构施工;负二层结构及地下室侧壁按正作法进行施工。
±0.00以下施工流程:施工准备→轴线定位(←复验线)→搅拌桩防水,密排钻孔桩施工→负一层土方开挖→预应力锚杆施工→人工挖孔桩施工→钢管柱吊装至±0.00→负一层楼板施工→负二、负三层土方开挖→承台及底板施工→地下室侧壁及二层楼板正作施工→负三层至负一层内墙正作施工
3、逆作法施工中的难点
3.1 土方问题
本工程基坑面积约2400平方米,土石方开挖量约28800立方米,工作量大,凿岩深,是地下室施工的重点。基坑大面积土石方开挖分为两个阶段进行开挖:原地面至负一层板底土方采用明挖,土方出土口设在1-2×C和6-7×C处。修建车道,土方可随挖随走,加快施工进度。负一层土方开挖完成后进行人工挖孔桩、钢管柱及负一层的结构施工。负一层楼面结构完成后暗挖土方至负三层底。
为保证负一层楼板施工时有足够的工作面进行施工(预留垫层、支撑、木枋等),第一次土方开挖应至-7.2m,开挖量约17000 m3。经计算开挖时配备3台1m3反铲挖土机。
土方开挖在支护桩及搅拌桩施工完毕后进行,开挖时分层开挖,开挖深度依据土钉锚杆的布置深度确定,首层开挖深度约1米(根据锚索位置稍做调整)。先开挖基坑周边3-5米范围土方,开挖后即进行预应力锚索的施工,同时继续开挖基坑中间位置土方。以后每层土方开挖高度控制在2.5米左右,开挖一层后立刻进行预应力锚索施工,严禁一次开挖深度过大。混凝土达到设计强度后再进行下一层段的施工。
开挖时土方外运两个大门都作为车辆出入口,对应的基坑位置设临时道路,方便土方外运。土方开挖采用分层开挖,每层厚度约2.5米,以与基坑支护施工相配合施工。基坑下半截开挖时,要分层设置运输道路,以便车辆行驶。必须在基坑支护桩达到设计要求强度后,方可进行土方开挖作业。每层土方开挖时,先沿基坑边沿开挖,开挖深度约1米(可根据预应力锚索位置稍作调整确定),开挖宽度约3米,开挖时注意要间隔施工,以利保持侧壁稳定。开挖出工作面后就可进行预应力锚索的施工,此时可同时进行基坑内部的土方开挖。待内部土方开挖完成,且该层支护施工已达到设计要求(预应力锚索以按要求张拉和灌浆,并达到设计强度),方可进行下一层的施工。
土方爆破施工:开挖岩层时,如需要爆破,要作好防震措施,以免爆破影响支护及钢管柱的安全。在基坑四周要要做防震沟,宽度约1米,深度1.5米,可利用人工开凿或静力爆破。爆破施工将由专业施工队伍施工并另行编制施工方案。
机械开挖深度控制在-7.00m,然后由人工挖掘修整至-7.20m,以避免超挖。完成第一阶段土方开挖后,进行垫层施工,垫层采用C20商品混凝土浇注。之后按照逆做法施工方案,依次进行人工挖孔桩施工、安装钢管混凝土柱、浇注钢管混凝土柱的高性能混凝土、负一层梁板施工、土方暗挖、承台及地下室底板施工。
本工程负一层高度4.50m,负二、三层总高度7.20m,基本满足了机械的作业空间,为实现大型机械化土方开挖提供了保障。负一层楼板施工时,1-2×B-E、6-7×C-E和15-16×B-D处的楼板预留洞口,作为地下室土方的三个出土口(与设计院协商,以设计院出的修改图为准)。1-2×B-E、6-7×C-E和15-16×B-D处作为挖土机进入地下室的入口。土方开挖应待负一层梁板强度达到设计强度的90%方可进行,入口处按二级进行放坡,坡度为1:0.75,视现场土质决定是否需要采取支护措施,确保不会发生塌方。暗挖负二、负三层土方时,开挖深度从-7.2m~-11.80m(局部-12.4m,-12.8m)。土方开挖采用6-8台挖土机进行接力开挖,挖出的土方转运至出土口处。再由两台挖土机转运至首层装车运走。土方开挖宜对称进行,且土方的高低差不宜太高,一般保持在1m以内为好。开挖时,不能紧挨中间支承柱单边开挖,应沿支承柱四周平衡开挖。当土方开挖至岩石面层,挖土机效率低下时,采用炮机将岩石破碎,提高作业效率。由于施工场地限制,白天主要进行地下室土方的开挖及接力运输,将土方堆置在首层楼板上,待到晚上再由自卸汽车运出场外。
3.2排水问题
由于本工程所在地地下水较为丰富,核心筒承台底标高較低,开挖后地下有渗水现象,直接影响地下室底板施工,为保证地下室工程质量,必须采用针对性的降水方案才能有效实施地下室底板施工。
降水即在基坑底垫层施工前,用真空井点深入含水层内,用不断抽水方式使地下水位下降至坑底以下,同时使土体产生固结及地水层保持干燥。根据施工现场实际情况及以往施工经验,选择在核心筒内基底设Φ1.5米,深2米的集水井,采用10厚钢板覆盖井面,以保证不影响地下室底板施工,内填4~6cm碎石。由于核心筒部分桩顶标高低于承台底,造成人工挖孔桩位置积水较多,为解决该问题,在人工挖孔桩四周挖一条盲沟,将桩顶部分地下水引至降水井,盲沟宽300mm、深1000mm.,内填4~6cm碎石。未解决核心筒承台底渗水问题,在承台底部设置200mm厚碎石疏水层,内填4~6cm碎石,上铺5cm石粉。
根据目前渗水情况,井点降水采用2.5型圆心式喷射管,工作性能为:外管直径68mm,喷嘴直径7mm,混合管直径14mm,工作水压力0.6~0.8Mpa,工作水流量110.4~148.8m3/d,设计单个井点出水能103.2~138.2 m3/d,适用含水层渗透系数0.1~5.0m/d。真空井点的过滤器长度不宜小于含水层厚度的1/3,管井过滤长度采用2m。井点管采用114mm的钢管,长度4.5m,管下端配有滤管和管尖。滤管直径与井点管相同,管壁上渗水孔直径为15mm,呈梅花状排列,孔隙率不小于15%,管壁外应设两层滤网,内层滤网采用30~80尼龙网,外层采用钢丝网。地下室底板施工完毕后,井管采用1:2水泥浆高压灌注进行封闭,如有必要,可采用水泥浆与玻璃胶双液灌注封闭。平地下室板面进行防水处理,施工前清扫干净井管周边,沿井管周边凿一道止水槽后,采用柔性防水胶涂刷两道,厚度控制在3mm厚,面抹1:2防水砂浆(如下图1所示)。
图1排水示意图
3结束语
成功完成一个逆作法施工的工程涉及到的因素还很多,但施工中的土方问题与排水问题处理是否恰当毫无疑问也是重要的因素之一。本文介绍的土方施工处理与排水技术的处理经过工程实践证明可行的,并且在东越雅居工程实例中取得了令人满意的效果。
参考文献:
[1]翟士立. 逆作法及其施工技术[J]. 建材技术与应用, 2006,(04)
[2]肖亮光. 浩和大厦商住楼地下室半逆作法施工[J]. 山西建筑, 2006,(13)
[3]梁小铭. 高层建筑地下室逆作法施工技术应用[J]. 广西城镇建设, 2011,(06)
[4]邓小强. 论逆作法施工技术在地下建筑工程中应用实践[J]. 建材与装饰(下旬刊), 2008,(03)
注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。