商務廣場售樓部逆作法施工技術分析

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鑑於現代城市發展與建築施工中,由於施工環境的約束,對基坑施工對於變形的要求也越來越高。在工程中使用逆作法,能夠提高地下工程的安全性,可以大大節約工程造價,縮短施工工期,防止周圍地基出現下沉,是一種很有發展前途和推廣價值的深基坑支護技術。本文將結合具體施工例項對逆作法施工技術作詳細介紹。

1 工程概況

綠地顧村公園商務廣場(售樓部)工程位於上海市寶山區顧村鎮陸翔路(規劃)139號,建築面積約600m2。建築物結構安全等級為二級,抗震設防烈度為8度,結構抗震設防類別為乙類。

2 逆作法工藝原理與特點

2.1 工藝原理

多層地下室的傳統施工方法是“明挖順作”,先進行土石方開挖和邊坡支護,待基坑形成後由最底層基礎、牆柱、樑板柱等順序一層一層向“高”層施工。而“逆作法”是一種“封閉式”施工方法。其工藝原理是:先沿建築物柱網軸線施工柱下支承樁,或施工地下連續剪力牆,然後進行首層施工。完成後再施工地下結構,對於地下結構還存在地面高層時,可同時施工地上結構。待地下室大底板完成後,再進行復合柱、複合牆的施工。

2.2 逆作法工藝特點

2.2.1 縮短工期

採用“逆作法”施工,一般只有地下-1層結構佔用絕對工期,施工可少受風雨影響,土方開挖可較少或基本不佔總工期建築;物上部結構的施工和地下基礎結構施工可以平行立體作業,在建築規模大、上下層次多時,大約可節省工時1/3。

2.2.2 有效減少基坑變形和相鄰建築物的沉降

由於地下室各層施工採用的是逐層開挖土方、逐層澆築混凝土的方法,地下室各層的結構可以作為地下連續牆剛度很大的支撐系統,受力良好合理,所以在土側壓力的作用下,圍護結構變形量小,因而對鄰近建築的影響亦小;同時由於設定中間支承柱,減小地下室底板的跨度,使地下室底板不致產生過大的隆起變形。

2.2.3 使結構設計更加合理,降低工程造價

傳統的施工方法是一次開挖土方到基坑底部,工程設計中,為了防止鋼筋混凝土底板在地下水的作用下上浮,往往需要增大底板的厚度和配筋。但是當上部結構完成後,上部荷載又足以抵抗底板的浮力,這時增厚的混凝土的重力又作為荷載作用在底板上,使設計顯得不合理。而“逆作法”施工是利用地下室結構作為四周地下連續牆的支撐系統,因此可以省去常規施工方法的支護費用。

3 施工工藝流程及技術要點

3.1 施工工藝流程

圖紙熟悉、技術交底→完成逆作施工區域的圍擋和其他準備工作→測量放線→表層土體清除和探測區域內地下管線→沿地下結構邊線的挖孔樁柱施工→樁柱施工過程中做好樁內鋼筋預留預埋→完成支撐樁柱的鋼筋綁紮和混凝土澆築→施工首層地下結構樑作中間支撐並預留板筋→開挖下層土石方(開挖一層完成一層邊坡支護或邊側牆)→開挖至負二層樑底後完成負二層樑作中間支撐並預留板筋)→逐層施工至地下室底板→順作完成複合牆體和複合板結構。

3.2 施工技術要點

為確保土方開挖不影響其它幢號樓施工,減少基坑外土體的變形,該部分基坑的圍護採用地下連續牆圍護及逆作法施工,利用結構樑板作支撐,增加支撐剛度。

地下結構二層,主要為樓板、柱、外牆、電梯井,基坑開挖深度大部分為11.00m左右,塔樓核芯筒位置15.00m左右,為確保基坑及地下室施工的安全,在基坑四周佈置有由地下連續牆、鑽孔灌注樁及預應力錨杆、鋼管支撐組成的擋土支護體系,在鑽孔灌注樁外做噴粉樁作為基坑的止水系統。

逆作法施工可保證邊坡及臨近建築物穩定性,並可有效縮短工期。然而,須制定科學、合理的逆作法施工方案,方能保證工程質量和安全。

3.3 地下逆作法土方開挖方式

3.3.1 第一層土方開挖(見圖1)

在進行第一層土方開挖前,應做好基坑降水,將地下水降至土方開挖面以下0.5~0.7m,根據設計

要求,考慮到首層樑板模板的安裝及工作空間,第一層土方開挖至-2.6m處,擬採用WY100型1立方反剷挖土機在基坑內挖土、一臺200型反剷式挖土機裝土,人工輔助整平,自卸汽車運走,由南向北開挖,由北面的大門出土。

施工首層樑板結構(見圖1)。由於本工程為逆作法施工,在設定模板支撐時,考慮在支模作業時空間,地下一層頂樑板作為一層支模的受力點,施工荷載較大。在土方開挖至-2.600處時,開挖後的土層面用機械工夯實後,上鋪300厚道碴,50厚碎石,並澆築100厚C20素砼,以此作為基礎層支模支撐面,上輔墊木作為支撐加強措施。施工樑板腳手架,安裝樑板模板,綁紮樑板鋼筋,澆築樑板混凝土,其施工方法同普通鋼筋混凝土結構。並沿地下連續牆澆築第一道圈樑,通過鋼筋混凝土連樑與主體結構樑連線。

3.3.2 土方第二次開挖(見圖2)

第二次挖土,應待首層樑板混凝土達到拆模時所需混凝土強度要求後,且將首層樑板模板、腳手架拆除後進行,挖土深度至負一層樑板以下,以能滿足安裝負一層樑板腳手架、模板所需的深度為準,考慮到本工程負一層層高為7.4m,樓板面標高-7.6m,為便於負一層安裝樑板腳手架、樑板模板及綁紮樑板鋼筋,第二次開挖至-9.6m處。在開挖過程中,將土方開挖至標高-6.5m位置,即採用人工掏槽安裝鋼管角支撐,然後採用人工開挖有鋼角支撐區域的土方至-9.5m標高位置,對於有鋼斜支撐的位置,先施工鋼斜支撐所支撐的承臺,再將土方開挖至-9.5m位置,安裝鋼管斜支撐。第二次土方開挖深度較深,約7m,開挖工作空間較大,約7m,底板面標高為-7.6m,底板厚18000mm,由此本次土方開挖擬採用機械開挖為主,輔助人工開挖及整平,在預留的出土洞口位置向四周開挖,將四周的土用K904D型小型挖土機挖出且駁接至洞口位置,將土裝入特製的鬥內,通過汽車吊將其吊至地面裝上自卸汽車運走。 負一層支撐鋼柱的外包地下室外牆及混凝土立柱的施工。在土方開挖完成後,即對支撐鋼柱表面進行處理,沖刷乾淨,綁紮鋼柱外包鋼筋、地下室外牆鋼筋,安裝柱、地下室外牆模板,灌注柱、地下室外牆混凝土。柱、地下室外牆的外包混凝土灌注宜從側面入模,為便於混凝土入模和保證其密實性,除對豎向鋼筋的間距作適當調整外,柱、地下室外牆頂部的模板宜做成喇叭形,接頭外混凝土灌注至高於接縫的適當高度,以保證接縫處的混凝土密實,多餘的凸出部分混凝土待強度達到設計強度的70%後,再鑿平。

負一層樑板結構施工(見圖1)。其施工方法同首層樑板結構施工。同時地上結構施工可開始。

本層開挖,考慮到全面挖至槽底將削弱連續牆錨固力,可能造成地鐵位移,因此,採取“盆式”開挖,即先將外圍挖至-7m,內部挖至-9.5m。

負二層支撐鋼柱的'外包地下室外牆及混凝土立柱的施工。在負二層支撐鋼柱的外包地下室外牆及混凝土立柱的施工前,先施工基坑四周的承臺,澆搗基坑四周承臺與地下連續牆之間的支撐混凝土板,再拆除-1層的鋼管角支撐及鋼管斜支撐,外包混凝土立柱可與四周承臺同時施工。

“盆式”開挖內部的地下室底板、承臺的施工地下室底板承臺模板採用磚模,鋼筋、混凝土的施工方法同首層樑板結構施工。在地下連續牆邊,澆築兩道圈樑,通過鋼支撐,與已澆築完畢的底板、承臺頂撐。

3.3.3 土方第三開挖(見圖3)

第三次土方開挖,主要將“盆式”開挖的邊部較高區域的連續牆“錨固”土體清挖,應待底板樑混凝土達到拆模時所需混凝土強度要求後,挖至-9.5m位置。

完成剩餘承臺底板的澆築,並待該部分混凝土達到拆模條件後,可拆除斜撐。最後進行防水工程、地下室外牆與地下連續牆之間的土方回填及預留洞口的封閉施工。在地下室底板施工完成後,再開始封閉首層、負一層樓板上的預留洞口,同時進行地下室外牆防水及地下室外牆與地下連續牆之間的土方回填,土方回填應採用粘土分層夯實。

3.4 井點降水

3.4.1 施工工藝

1)定位→水衝法衝孔→埋井點管→回填粗砂→粘土封口→井點管和總管連線→安裝抽水裝置

2)施工技術要求

衝孔直徑300㎜,井管長6.8m(包括0.8m濾管),間距1.6m~2m左右。每套井管完成後,便接真空泵進行抽水,以免支管堵塞,揚水裝置(噴嘴混合室、擴散室等)尺寸,軸線等,應加工精確。工作水應保持清潔,防止磨損噴嘴和水泵葉輪。

3.4.2 技術措施

根據理論計算,本工程採用的井點機組有效工作範圍為一個大氣壓力從理論上講能降水9.8m左右,當開機後壓力錶指標達到0.6㎜/hg時,降水能保持7.5m左右,降水有個半徑在16m左右,並呈曲線狀態.為了確保降水效果,使挖土施工順利進行,應開機預抽10天左右。井點降水的衝孔直徑和濾網的數目,必須按期工程的土質配置,還有用砂質量不少於230㎏,其次濾網和連線管的氣密性也非常重要.嚴禁使用破損總管和軟管,發現破損和漏氣要及時更換。

3.4.3 輕型井點降水效果預測

輕型井點完成後抽水約10天左右(不包括下雨天),預計水位可降至10.5m左右;此時可通過測量井點管的水位,如相符合,中間臨時井點便可拔去支管,進行基坑開挖。

4 結語

綜上所述,逆作法施工技術能有效地保護周邊環境,且具有結構安全、穩定等優點。文中工程採用逆作法施工結果表明,施工質量均達到設計要求,為逆作法後續施工起到積極作用。

參考文獻

[1]綠地顧村公園商務廣場《施工組織設計》

[2]陳雪萬.高層建築逆作法施工技術研究.2010.03

[3]孫永軍.深基坑支護逆作法設計.2009.07.

商務廣場售樓部逆作法施工技術分析