逆作法施工技術.ppt

逆作法施工技術 城建系程見明 主要內容 1 概述2 結合國內實際工程案例闡述施工工藝3 逆作法施工的技術難點及施工中所要解決的關鍵問題4 幾種支撐住的調垂問題及相關節(jié)點施工技術 一 概述 1 引言我國自改革開放后 建筑業(yè)迅猛發(fā)展 據統(tǒng)計 我國建成的高層建筑累計已超過1 3億平方米 高度超過100m的超高層建筑已超過200幢 高層建筑最深的地下室基坑為6層 深度 26 2m 國外的最深地下室達到13層 隨著高層建筑的發(fā)展 深基礎多層地下室的地下施工 給我們施工技術帶來了不少難題 盡管深基礎支護施工的方法有很多 但是每一種基坑支護都有各自的適用條件和一定的局限性 所以我們對施工方案的選擇就必須慎之又慎 否則導致基坑施工事故 那是無法挽回的損失 逆作法就是一項近幾年發(fā)展起來新興的基坑支護技術 它是施工高層建筑多層地下室和其他多層地下結構的有效方法 2 原理先沿建筑物地下室軸線或周圍施工地下連續(xù)墻或其他支護結構 同時建筑物內部的有關位置澆筑或打下中間支承樁和柱 作為施工期間于底板封底之前承受上部結構自重和施工荷載的支撐 然后施工地面一層的梁板樓面結構 作為地下連續(xù)墻剛度很大的支撐 隨后逐層向下開挖土方和澆筑各層地下結構 直至底板封底 同時 由于地面一層的樓面結構已完成 為上部結構施工創(chuàng)造了條件 所以可以同時向上逐層進行地上結構的施工 如此地面上 下同時進行施工 直至工程結束 3 逆作法的分類 1 全逆作法 利用地下各層鋼筋混凝土肋形樓板對四周圍護結構形成水平支撐 樓蓋混凝土為整體澆筑 然后在其下掏土 通過樓蓋中的預留孔洞向外運土并向下運入建筑材料 2 半逆作法 利用地下各層鋼筋混凝土肋形樓板中先期澆筑的交叉格形肋梁 對圍護結構形成框格式水平支撐 待土方開挖完成后再二次澆筑肋形樓板 3 部分逆作法 用基坑內四周暫時保留的局部土方對四周圍護結構形成水平抵擋 抵消側向壓力所產生的一部分位移 4 分層逆作法 此方法主要是針對四周圍護結構 是采用分層逆作 不是先一次整體施工完成 分層逆作四周的圍護結構是采用土釘墻 4 逆作法施工的優(yōu)勢 1 可使建筑物上部結構的施工和地下基礎結構施工平行立體作業(yè) 在建筑規(guī)模大 上下層次多時 大約可節(jié)省工時1 3 2 受力良好合理 圍護結構變形量小 因而對鄰近建筑的影響亦小 4 最大限度利用地下空間 擴大地下室建筑面積 5 一層結構平面可作為工作平臺 不必另外架設開挖工作平臺與內撐 這樣大幅度削減了支撐和工作平臺等大型臨時設施 減少了施工費用 6 由于開挖和施工的交錯進行 逆作結構的自身荷載由立柱直接承擔并傳遞至地基 減少了大開挖時卸載對持力層的影響 降低了基坑內地基回彈量 二 結合國內實際工程案例闡述施工工藝 上海世茂濱江花園一期地下車庫工程概況 如圖 主要施工方案 該工程業(yè)主的要求是在主樓結構封頂后的同時 完成地下車庫上部的綠化和水景建設 而工程場地狹小 無法滿足主樓與車庫同時施工要求 若先施工主樓再施工車庫 按常規(guī)先建造地下車庫再設置綠化 工期則遠遠達不到要求 因此地下車庫必須采用逆作法施工 先施工其結構頂板 待頂板結構完成后即施工車庫上部建筑 綠化 水景建設 在上部工程施工的同時 進行地下車庫結構施工 以確保業(yè)主對工期的要求 本工程逆作法施工主要是土方工程施工 充分考慮地下連續(xù)墻與一柱一樁的差異沉降控制和地下連續(xù)墻的變形控制 土方工程第一次采用盆式明挖土 盡量加大明挖階段的出土量其余均為暗挖土 暗挖土也分盆式挖土和盆邊抽條挖土 1 盆式明挖 挖土時盆邊盆底一次完成 機械挖至比設計標高高20cm左右 余下的由工人遷土完成 在斜坡處 采用鋼板網細石混凝土護坡 整個基坑墊層隨挖隨澆 盆邊挖至頂板的模板底 盆底挖至地下室一層樓板的模板底 盆式明挖階段實圖 盆式明挖平面布置圖 2 暗挖階段施工 采用機械挖土與人工挖土相結合的盆式挖土方法 機械采用0 4m3 0 14m3挖機 人工采用手推車 將土方運至出土口 再有抓土挖土機 裝載運出 暗挖盆式挖土平面布置圖 暗挖土階段的盆邊采用對稱抽條挖土法 如圖示抽條挖土編號圖 先將出土口挖至盆底標高 然后依據編號圖進行抽條挖土 抽條結束后立即進行墊層施工 3 逆作法施工工藝明挖土階段 工況一工況二 采用盆式開挖 盆邊挖至頂板模板底 盆底挖至地下一層樓板模板底 盆邊留土10m 邊坡坡度1 1 5 進行盆中排架支撐搭設 頂板模板施工 頂板混凝土澆筑 工況三工況四 頂板混凝土養(yǎng)護結束 排架模板拆除 進行盆邊抽條 抽條寬度按10m控制 進行第二次盆式開挖 盆邊保持地下一層樓板模板底標高 盆底降落1 8m 盆邊留土10m 方坡坡度1 1 5 工況五 盆式開挖結束 進行盆中排架支撐搭設 盆邊 盆中模板施工及地下一層樓板的結構施工 工況六 待地下一層結構混凝土養(yǎng)護完后 拆除排架模板 進行盆邊抽條挖土 工況七 進行第三次盆式開挖 盆邊保持地下一層樓板模板底再低落1 8m標高 盆底挖至基坑底板墊層底 盆邊留土10m 方坡坡度1 1 5 工況八 進行盆邊抽條挖土 工況九 基礎底板施工 逆作法施工完成 對于車庫的出土口車道結構以及鋼筋混凝土支撐拆除 按順作施工方法施工 4 本工程采取的主要技術 1 降水施工在第一次土方開挖前 打下22口深井泵 井深13m 降水4天后開挖 為了使基坑操作面保持干燥 在整個基坑挖土挖至地下一層板底后 打設六套輕型井點 其中三套打在基坑內 另三套打在三個出土口 輕型井點隨挖土過程隨挖隨拔 基坑內明水的排放 采用設置明溝結合集水井的施工方法進行 2 照明工程地下室照明采用防暴 防潮 亮度大的照明燈具 每個軸線設一盞燈 隨挖土過程同時安裝 為了防止挖土過程中損壞照明線路 照明線安裝采用在樓板底鋪設明管 固定在板底并及時穿線分段接通開啟 滿足地下施工的需要 3 通風工程 由于在暗挖土施工階段 機械排出的廢氣以及地層中溢出的沼氣會影響到坑內空氣質量 對人體健康有害 為了解決這個問題 施工時在樓板上預留孔洞 安裝大功率軸流風機進行排風 在挖土工作面上輔助配備一些排風扇滿足空氣流通的需要 土方開挖的順序和方法 對地下室的通風方案起到很大作用 在制定土方施工方案時 采用了盆式挖土方案 最大限度地縮短了形成空氣流通通道的時間 減少了通風設備的總投人 上海鐵路樞紐南站北廣場40000m2超大面積深基坑工程工程概況 北廣場圍護結構示意圖 基坑施工期間 圍護結構累計變形必須控制在40mm以內 日變化率控制在5mm d以內 立柱和連續(xù)墻沉降控制在20mm以內 采用 一明兩暗 全逆作法施工 中心島 式施工 關鍵技術 1 出土口的設置 出土口的平面布置圖 取土口采用大開口設計 一般逆作法去取土口控制在150m2左右 本工程都在600m2左右 最大達到730m2 2 施工塊的劃分 頂板分塊示意圖 中板分塊示意圖 底板分塊示意圖 為了有效控制基坑變形 采用劃分施工塊 解決因基坑面積大土方量多 導致基坑暴露時間長 影響基坑穩(wěn)定 圍護結構和地下連續(xù)墻變形 施工塊劃分的原則 1 按 時空效應 分層 分塊 平衡對稱 限時支撐 的原則 2 綜合考慮超大基坑立體施工交叉流水的要求 3 合理設置結構施工縫的原則 逆作法施工開挖 底板抽條開挖示意圖 中心島 施工平面主體位置 周邊采用優(yōu)化施工方案 即待中部底板混凝土達到一定強度 按20m間距開挖邊坡土方 并分塊澆搗基礎底板 每塊底板從土方開挖到墊層澆筑完畢 控制在24h內 鋼筋綁扎 混凝土澆搗必須在接下來48h內完成 總共操作時間控制在72h內 三 逆作法施工的技術難點及施工中所要解決的關鍵問題 1 降水問題采取合理降水措施 降水至開挖面以下 2 控制基坑圍護結構 柱樁和地下連續(xù)墻的變形沉降差異 基坑變形及穩(wěn)定問題合理制定土方開挖方案 及時監(jiān)測實行信息化施工 盡量加快挖土速度 減少基坑暴露時間 3 支撐柱的調垂問題4 地下施工的照明 通風問題 四 幾種支撐住的調垂問題及相關節(jié)點施工技術1 支撐柱的調垂方法一般規(guī)定支撐柱軸線偏差控制在20mm內 垂直度控制在1 300內 否則在承重時會增加附加彎矩并在外包混凝土時發(fā)生困難 一般常用以下幾種方法 1 氣囊法 傳感器 電腦及程序 空壓機 氣囊和壓電磁氣閥等組成 適用于各種類型支撐柱 寬幾緣H型鋼 鋼管 格構柱等 的調垂 且調垂效果好 有利于控制支撐柱的垂直度 費用高 成孔垂直度控制在1 200 氣囊容易被刮破 2 校正架法 校正架法調垂系統(tǒng)主要由傳感器 校正架 調節(jié)級栓等組成 經濟適用只能用于剛度較大的支撐柱 鋼管支排柱等 的調垂 若剛