1.肖 偉 2.辛國(guó)軍

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試析高層建筑施工中逆作法技術(shù)的應(yīng)用

1.肖 偉 2.辛國(guó)軍

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逆作法施工是一種以地面為起始點(diǎn)，向上、向下同時(shí)進(jìn)行施工，直至工程完工新的施工方法。具有縮短工程總工期，節(jié)約施工成本、對(duì)環(huán)境影響小等優(yōu)點(diǎn)，在高層建筑深基坑工程中被廣泛應(yīng)用。本文通過(guò)具體工程案例，對(duì)高層建筑逆作法施工流程進(jìn)行了分析與探究。

高層建筑；逆作法；施工流程

一、工程案例

某綜合樓工程為一類高層建筑，建筑高度約100m，總建筑面積約40000m2，其中地下部分3層，約9300m2，地上主體結(jié)構(gòu)27層，裙樓4層，共約30900m2。該工程為框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系，基礎(chǔ)采用人工挖孔灌注樁、筏板基礎(chǔ)、獨(dú)立基礎(chǔ)和條形基礎(chǔ)等形式。該工程基坑?xùn)|西長(zhǎng)62m，南北長(zhǎng)28m，開(kāi)挖深度約14.5m。開(kāi)挖范圍內(nèi)的土質(zhì)從上至下分別為素填土、粉質(zhì)黏土、強(qiáng)風(fēng)化巖(砂巖、泥巖)和中等風(fēng)化巖(泥巖、砂巖)。基礎(chǔ)持力層位于中等風(fēng)化巖層上。基坑支護(hù)采用排樁和抗滑樁相結(jié)合的方式，并對(duì)邊坡土體進(jìn)行混凝土噴錨支護(hù)。根據(jù)地質(zhì)勘探料，基礎(chǔ)開(kāi)挖范圍內(nèi)不存在地下水。在本綜合樓工程中，Ⅱ區(qū)為3層地下室。Ⅱ區(qū)基坑北、東、南方向的支護(hù)形式分別為排樁、人工挖孔樁和混凝土噴錨支護(hù)，西側(cè)為后澆帶。施工前兩側(cè)的土體為放坡形式的松散土，坡頂位于擬建地下3層頂板下方約1.8m位置處。該部分土體容易滑坡、塌方。決定對(duì)Ⅱ區(qū)地下室采用正、逆作法相結(jié)合的施工方案。

二、高層建筑工程逆作法施工流程

1、施工準(zhǔn)備

進(jìn)場(chǎng)施工前，首先要組建項(xiàng)目經(jīng)理部，落實(shí)施工材料和工作人員，合理安排施工材料和工作人員，與業(yè)主及監(jiān)理保持密切協(xié)作，安排專人負(fù)責(zé)進(jìn)料，并由工程師核定，確保井壁管、過(guò)濾管、黏土等材料的質(zhì)量。

2、人工挖孔樁施工

本工程采用地下排樁支護(hù)體系，排樁采用挖孔樁，人工挖孔樁采用間隔跳段施工，成孔后下鋼筋籠澆筑C35號(hào)混凝土。按設(shè)計(jì)圖施工中間支承柱和基礎(chǔ)，人工挖孔樁分為基樁與上部空段兩部分。當(dāng)基樁部分澆筑到樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，便由工人下去布置定位環(huán)安裝定位鋼板并調(diào)校水平，然后由工人在下面扶正、卡位，保證其垂直度后，在地面用十字架固定鋼管柱上端，然后澆筑管內(nèi)混凝土。

3、柱樁定位

逆作法施工時(shí)，是由工程樁接高的鋼管柱支承豎向荷載的，將來(lái)在立柱外再包裹混凝土作正式地下室柱，所以其軸線位置與垂直度必須精確，要求偏差在20mm以內(nèi)，否則會(huì)影響正式工程柱子位置的準(zhǔn)確性，由于鋼管柱支承在人工挖孔樁上，故兩者的準(zhǔn)確連接是施工中的一大重點(diǎn)和難點(diǎn)。本工程采用設(shè)置限位鋼板的方法來(lái)固定鋼管柱，在人工挖孔樁樁芯混凝土上安裝25mm厚M1型環(huán)形鋼板，在其上焊接三個(gè)16mm厚限位鋼板用于固定鋼管位置，然后吊裝鋼管柱及澆筑樁芯混凝土封住鋼管柱腳，這樣就能最大限度地保證鋼管柱的準(zhǔn)確連接，且施工快捷。

4、土方開(kāi)挖

土方開(kāi)挖是高層建筑工程施工中的重要階段，其階段相關(guān)工序主要包括破碎、松動(dòng)、挖裝及運(yùn)輸出渣等。在逆作法施工中，基坑周圍立體結(jié)構(gòu)中起水平支撐作用的主要是地下室的各板、梁等結(jié)構(gòu)，同時(shí)使地下室以現(xiàn)箱型結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出來(lái)，這樣在地下室承受土體壓力時(shí)，其承受力可以按照各部分所占剛度比進(jìn)行分配，通常樁身承受的荷載有正摩擦力、自重、負(fù)摩阻力、上部外荷載及樁端阻力等，在這些荷載共同作用下，會(huì)出現(xiàn)樁抬升及沉降變形等情況。如地質(zhì)構(gòu)造相同，在土體壓力承受方面，逆作法施工應(yīng)用承受的壓力要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于順作法支護(hù)系統(tǒng)，這就要求準(zhǔn)確計(jì)算中間支撐柱的升抬及沉降數(shù)值。當(dāng)高層建筑工程施工中，相鄰柱之間的沉降差比警報(bào)值大時(shí)，應(yīng)將上部結(jié)構(gòu)施工停止，并對(duì)開(kāi)挖速度進(jìn)行不斷加快，同時(shí)在部分施工段要根據(jù)相關(guān)情況放慢，或加固及注漿等。土方開(kāi)挖施工中要重視空間效應(yīng)，特別是對(duì)開(kāi)挖長(zhǎng)度、深度及寬度進(jìn)行有效控制，要準(zhǔn)確計(jì)算其影響系數(shù)及范圍，并重視時(shí)間效應(yīng)。

5、沉降差施工

在高層建筑工程施工中應(yīng)用逆作法技術(shù)，必須重視沉降差問(wèn)題。在建筑施工中，將有一圈地下連續(xù)墻插入，在基坑開(kāi)挖應(yīng)力釋放及上部荷載共同作用下，會(huì)有抬升及沉降情況在地下連續(xù)墻出現(xiàn)，如沉降過(guò)大時(shí)，將直接影響到建筑物結(jié)構(gòu)的安全性。通常沉降差必須在20毫米以下，如大于警報(bào)值，必須將高層建筑上部施工作業(yè)停止，在局部節(jié)點(diǎn)位置進(jìn)行壓重的加強(qiáng)，也可以選用開(kāi)挖速度放慢或局部加快等方式。通常情況下為解決基坑開(kāi)挖出現(xiàn)的立柱樁抬升問(wèn)題，可以選用將樁上部摩阻力降低的方式。如通過(guò)支撐增設(shè)或壓力預(yù)加等方式進(jìn)行加固，將坑底隆起所產(chǎn)生沉降問(wèn)題進(jìn)行有效降低。將立柱樁承載力加大也可以將沉降差有效降低，如增大樁徑、樁底注漿及選擇高承載力樁端等。通過(guò)剪刀撐臨時(shí)增加及完成永久墻體結(jié)構(gòu)來(lái)解決立柱間剛性所產(chǎn)生不均勻變形問(wèn)題。

6、節(jié)點(diǎn)施工

節(jié)點(diǎn)就是地下水平支撐與垂直支撐體系的交匯點(diǎn)，逆作法相比其他施工方法存在極大的不同，這種情況下，運(yùn)用逆作法的地下室結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)施工將不同于正常施工的節(jié)點(diǎn)作業(yè)。逆作法主要遵循自上至下施工的順序，在設(shè)計(jì)時(shí)逆作法結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)，必須符合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范，要對(duì)施工中受荷載條件要求進(jìn)行最大限度地滿足，對(duì)逆作法中水平結(jié)構(gòu)與順作法施工豎向結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效處理。在整個(gè)基坑施工中，其主要水平支撐結(jié)構(gòu)就是梁板結(jié)構(gòu)，這些板墻梁柱節(jié)點(diǎn)留置必須在剪力最小位置，主要有兩種節(jié)點(diǎn)處理方式，也就是預(yù)埋剪力連接件施工法和預(yù)埋連接鋼板法，預(yù)埋剪力連接件施工法具有施工便捷及較好接頭抗剪性的優(yōu)勢(shì)，預(yù)埋連接鋼板法也具有施工便捷及接頭受力強(qiáng)的特點(diǎn)，但要求具有較高的電焊質(zhì)量，焊接量大，技術(shù)性強(qiáng)，有時(shí)會(huì)對(duì)施工進(jìn)度造成一定影響，在實(shí)際施工中，必須按照設(shè)計(jì)規(guī)范及具體施工情況進(jìn)行節(jié)點(diǎn)施工。

7、安全措施

(1)為保證工程施工時(shí)的基坑安全，必須對(duì)基坑進(jìn)行監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括環(huán)境監(jiān)測(cè)和基坑工程本體監(jiān)測(cè)。(2)由于采用逆作法施工，其挖土工作在室內(nèi)環(huán)境下進(jìn)行，與傳統(tǒng)的挖土和運(yùn)輸方式有所不同，因此必須采取安全措施。

三、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，伴隨高層建筑規(guī)模的不斷擴(kuò)大，其施工難度也隨之增大，傳統(tǒng)施工技術(shù)已經(jīng)無(wú)法對(duì)高層建筑施工要求進(jìn)行有效滿足，逆作法在高層建筑施工中的大量應(yīng)用，可以對(duì)高層建筑工程中面臨的諸多問(wèn)題進(jìn)行有效解決?；诖?，施工企業(yè)必須對(duì)逆作法施工技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確把握，只有這樣才能有效提高建筑工程的質(zhì)量，才能推動(dòng)企業(yè)的發(fā)展。

[1]郭曉梅.建筑施工新技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展前景[J].中國(guó)城市經(jīng)濟(jì)，2011年12期