逆作法施工技术在高层建筑施工中的应用顾萍萍

逆作法施工技术在高层建筑施工中的应用顾萍萍

顾萍萍

中科建工集团有限公司江苏省盐城市224400

摘要:文章首先分析了逆作法施工原理以及优点,对整体施工流程进行简要介绍。其次重点探讨逆作法施工技术在高层建筑工程中的具体应用形式,为接下来的工程建设任务提供安全保障,避免受到环境的影响。最后整理出技术应用需要注意的相关事项。

关键词:逆作法;施工技术;高层建筑

一、逆作法的理论概述

逆作法是相对于传统的施工顺序而言的,传统的施工多层地下室,一般是先用支护结构围护后垂直开挖基坑,直至挖到设计标高后,采用钢筋混凝土浇筑底板,然后再逐层向上施工基坑开挖所需的支护,最后才进行地上结构施工。而逆作法施工是先沿建筑物的四周浇筑地下连续墙混凝土,为了在施工期间于底板封底之前的承受上部结构自重和施工荷载的支撑,浇筑或打下中间支承柱。然后继续向下逐层开挖土方和浇筑各层地下结构,直至底板封底。与此同时可自上而下进行进行上部结构的施工。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”。

实践证明,与传统的顺作施工方法相比较,逆作法施工高层建筑多层地下室或地下结构有如下的几个特点:缩短工程施工的总工期;基坑变形小,相邻建筑物的沉降少;节省地下室外墙及外墙下工程桩费用;使底板设计趋于合理;节省支护结构的支撑;节省土方挖填方费用;简化基坑的施工工序,经济效益明显;节省地下室外墙建筑防水层费用;最大限度利用城市规划红线内地下空间,扩大地下室建筑面积;有利于结构抵抗水平风力和地震作用;工程设计与施工方案紧密配合,逆作施工方案更趋合理。

二、高层建筑逆作法施工技术

(一)中间支承柱的施工

1.支承上部荷载的方式

采用逆作法施工的工程,首先必须解决的问题是如何支承已完成结构的自重及其附加荷载。可选用如下方式:大直径工程桩+永久柱承载,钻孔灌注工程桩(或预制桩)+承台+永久柱承载,钻孔灌注工程桩(或预制桩)+承台+临时立柱承载。

2.与立柱桩的连接

在钢管(混凝土)柱底加焊竖向分布筋和环向筋,在钢管(混凝土)柱的锚固段还均匀地开有四个椭圆孔,以利混凝土流动和加强桩、柱之间的连接。

(二)逆作法施工中差异沉降的产生及控制

立柱桩之间及立柱桩与地下连续墙之间的差异沉降是客观存在的,控制结构的不均匀沉降是逆作法施工的关键技术之一,是关系到基坑工程逆作法施工的成败。如在桩身表面涂布沥青或沥青质材料等,这样虽然对桩的承载力有一定影响,但对减小相邻立柱桩的沉降差十分有效。

(三)土方开挖

1.挖土前检查降水情况是否符合挖土条件,保证施工机械进出场道路通畅和场地排水系统贯通,落实卸土点,作好监测初始记录。

2.挖土时一定要注意控制标高,垫.层随挖随浇。挖土机一定要注意不碰撞地下连续墙、格构柱和降水井管。

3.待底板达到一定强度后,开始从下而上逐层施工简体剪力墙,待墙体的强度均达到100%后拆除钢立柱。

(四)逆作法中地下室浇筑

1.地下结构浇注

考虑到逆作法施工自身的特点,地下结构的施工与顺作法有着较大的不同。

2.注意大体积混凝土裂缝控制

大体积混凝土施工中常见的质量问题是混凝土产生裂缝。造成裂缝的原因比较复杂,受影响的因素较多:外荷载,温度和膨胀、不均匀沉降等因素而引起的开裂。首先注意,控制温度、降低温升。其次,改善约束条件,合理分缝,减轻约束作用,缩小约束范围。

三、逆作法施工技术在高层建筑施工中的运用

3.1中间支承柱的施工

根据现场调查结果来对施工所要到达的强度标准进行计算,根据建筑的总楼层高度以及重量来分析出最合理的承重结构形式,这样能够规避建设阶段的风险问题,节省大量的施工时间。支护结构分为临时支护结构与永久支护结构,具体的设计数量会结合使用情况来进行。临时支护结构能够起到挡土的作用,为地下部分的施工建设创造更大的空间,支撑柱施工结束后要对承载能力进行全面监控,发现质量不达标的现象要及时采取解决措施,为工程的建设任务开展创造更有利的条件,也能避免出现使用承载能力不足的现象。这样的施工原理符合高层建筑物的建设使用标准。

在高层建筑工程中应用逆作法施工技术,首先应考虑支承上部荷载的有效方式,以支承已完成的工程结构自重及附加荷载,一般主要有大直径工程桩、永久柱承载相结合,钻孔灌注工程桩或预制桩、承台与永久柱承载相结合,钻孔灌注工程桩或预制桩、承台与临时立柱承载相结合三种方法。其次,与立柱桩连接,常使用分布筋和环向筋两种方式对钢筋混凝土柱底部进行加焊。同时,为了加强桩与柱建筑材料的流动,应在钢筋混凝土柱锚固段均匀设置若干椭圆形孔洞。再者,由于中间支承柱承载了整个地面上的荷载,其垂直度和定位要求十分严格,需使用专业设备对其进行测量和控制。

3.2逆作法施工中的差异沉降

基层不均匀沉降对施工任务的建设质量提升有很大帮助,使用逆作法能够有效的解决沉降问题,避免地下结构的变化低顶层施工带来影响,也提升了施工作业方案的可行性。沉降差的产生原因是相邻的结构没有达到建设标准,存在结构强度不足的现象,最终这种误差会作用到结构内部中,基层受到的压力不同自然也会出现不同规模的沉降,影响到使用安全性。这种问题在逆作法施工中常常会出现,解决方法是在施工前对基层进行碾压夯实处理。使基层中的土壤之间间隔缝隙更小,这样才能够达到工程建设标准,也能够规避基层沉降不均匀的问题,提升建设任务完成质量。还可以采用桩底注浆、增加桩柱长度、选取承载能力较高的桩端作为持力层等措施,增强立柱桩的承载能力,减少沉降。对于立柱产生的不均匀沉降问题,采取共同协同的方法可进行有效协调,即在每个立柱间设置临时支撑或永久性墙体结构等,增强其刚性。

3.3土方开挖

土方挖掘可以采用人工结合机械设备的方法来进行,这样能够节省时间,并且对基层的修复形式也更科学合理,能够避免出现作业过量的问题。

运用逆作法施工技术进行高层建筑施工时,在进行土方开挖前,应首先对当地的降水情况、施工现场的排水设施和排水系统等进行检查,并详细记录数据,以查看施工环境是否符合挖土条件、施工机械是否可顺利运行。土方开挖过程中,使用挖土机应时刻注意不能与地下连续墙和结构柱等发生摩擦和碰撞,还应注意控制标高,随挖随浇垫层。当底板达到一定强度后,剪力墙的施工才可以自下而上的进行,待墙体强度完全达到要求后即可拆除钢立柱。

3.4逆作法中地下室浇筑

与常规施工顺序相比,逆作法施工方式为自上而下,此种方法下,建筑物的施工混凝土较易形成裂缝,尤其是大体积的混凝土施工,外部荷载变化、温度变化及不均匀沉降等都可能导致混凝土产生裂缝,因此,必须加强对其的观察、测量,有效的控制混凝土温度,改善其外部约束条件,不断缩小约束范围,才可有效控制裂缝。

3.5施工测量技术

在高层建筑的逆作法施工中,其施工测量技术主要包含中间支撑桩的测量控制、建筑物轴线的竖向投测及楼层标高的控制测量三个方面。对中间支撑桩进行施工是逆作法施工的重要步聚,即首先需将钢格构柱自地面直接插到底板标高以下,待此后进行逆作操作时再使用砼包格构柱,进而形成工程要求的柱子。

结束语

实践证明,逆作法施工技术能够提高地下工程的安全性,可以大大节约工程造价,缩短施工工期,防止周围地基出现下沉。但也存在些许的不足,相信随着工程实践经验的不断积累以及业内人士的潜心研究,逆作法施工过程中的各种不足将会逐一得到有效地解决,逆作法施工的不断完善也定会为大面积基坑的施工创造一个良好的施工环境。

参考文献:

[1]唐建勋,柴星,刘福荣,刘云飞.浅谈高层建筑逆作法施工技术[J].中国科技博览,2011(5).

[2]董世言.逆作法在建筑工程施工中的应用分析[J].民营科技,2010(7).

[3]陈艺文.高层建筑深基坑逆作法施工技术分析与应用[J].企业技术开发,2014(09).

[4]胡剑.基于当前高层建筑逆作法施工技术应用的探讨[J].中华民居(下旬刊),2013(07).

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