董磊
[摘 要]現(xiàn)如今,建筑工程的施工方式呈現(xiàn)出一定的多樣性,其中比較典型的就是深基坑逆作法施工技術(shù)。這一施工技術(shù)能夠在建筑工程中得以高效地應(yīng)用,主要是由于逆作法施工技術(shù)不僅應(yīng)用方式相對比較簡單,而且經(jīng)濟效益和社會效益都比較明顯。這種施工方式在很多大型的建筑中都得到了高效地應(yīng)用,不僅包括住宅建筑的施工工程,還包括商業(yè)地產(chǎn)等建筑類型。本文中,筆者主要以具體的工程實例來介紹和分析深基坑逆作法施工技術(shù),希望能夠給相關(guān)的工作人員提供借鑒和參考。
[關(guān)鍵詞]商業(yè)地產(chǎn)建筑;深基坑;逆作法;施工實踐
中圖分類號:TU986.2 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)03-0198-01
為了保證建筑工程深基坑施工的穩(wěn)定性,工作人員往往會采用逆作法的施工方式。在實際的施工過程中,施工人員需要對工程土方開挖的方式,液壓調(diào)控系統(tǒng)以及臨時支護系統(tǒng)等形式加強重視。從具體的工程實踐中可以看出,采用這一施工方式具有一定的科學性和可行性。
1、工程概況
本工程為某特大型商業(yè)地產(chǎn)建筑,位于某城市的中心街道處。這一項目屬于高層建筑,其中,樓層主要為25層-28層之間不等,主要有8棟樓。建筑項目總體面積達到27萬m2,地下結(jié)構(gòu)站占地面積約為9萬m2。在建筑施工的過程中,基坑開挖工程的開挖深度主要為10米左右,主樓區(qū)域中的底板厚度存在著明顯的差異性。
1.1 周邊環(huán)境
項目工程的周邊環(huán)境存在著一定的復雜性,因此,施工工程就存在著一定的難度。具體來說主要表現(xiàn)在以下幾個方面:第一,周邊的建筑不科學。在本工程地下室邊線處有一棟石化大廈,其高度約為80米,而且主要是以剪力墻結(jié)構(gòu)為主,其樁基礎(chǔ)處于地下室結(jié)構(gòu)中。第二,地下管線密集,布局不合理。從這一商業(yè)建筑工程中可以看出,由于地下管線錯綜復雜,很多市政管線已經(jīng)趨于老化,管理工作不到位。另外,在距離基坑邊線的部位還有相應(yīng)的煤氣管線。
1.2 水文地質(zhì)概況
要想采用科學的建筑施工方式,工作人員就需要對整個建筑的水溫地質(zhì)條件進行概括和分析。從本工程的水文地質(zhì)條件上看,由于地勢相對比較平坦,地面的標準高度被控制在3米左右,高差僅為0.53米。施工場地的土質(zhì)類型比較明顯。除了褐黃色黏土之外,還包括灰黃色黏土等等。由于黏土結(jié)構(gòu)比較復雜,嚴重地影響到施工工程的高效進行。從這一工程類型所在地中可以看出,其水文地質(zhì)類型屬于潛水,地下水水文在1.7-2.5米的范圍內(nèi),聽過具體的勘查可以看出,工程土層中的承壓水不會對基坑造成嚴重地影響。
2、“逆作法”施工方式的主要特點
2.1 逆作法施工方法主要針對建筑工程而言的,在施工的過程中,主要是將外墻結(jié)構(gòu)作為主要的基坑支護結(jié)構(gòu),同時施工人員還應(yīng)該明確基礎(chǔ)支撐結(jié)構(gòu)。在施工的過程中,工作人員需要按照科學的工序來進行。
2.2 逆作法的特點。從逆作法的特點上看,主要表現(xiàn)在三個方面,第一是在基坑結(jié)構(gòu)中,應(yīng)該以地下墻結(jié)構(gòu)為主,將其作為主要的承載結(jié)構(gòu)。在施工的過程中,樁體的深度以及直徑等都需要符合標準。另外,墻體的厚度和深度都需要進行精準地計算。這樣才可以保證逆作法施工的精準度和穩(wěn)定性。第二是對于本工程的施工,主要是以首層的樓板為主,然后直接深入到對底層,然后進行澆筑工作。
2.3 逆作法的優(yōu)勢。這種施工方式的優(yōu)勢比較明顯,不僅可以降低施工成本,還可以保證建筑工程達到一定的安全性和可靠性。主要是由于這種施工方式可以將梁板作為主要的支撐結(jié)構(gòu),形成一種類似網(wǎng)狀的結(jié)構(gòu),提升了開挖工程的整體穩(wěn)定性。另外,外圍土體的壓力可以轉(zhuǎn)移到梁板結(jié)構(gòu)當中,降低擋土樁的受力程度,基坑擋土結(jié)構(gòu)具有一定的穩(wěn)定性。另外,在實際的工程建設(shè)中,逆作法施工形式可以在相對比較復雜的施工環(huán)境中應(yīng)用,形式具有一定的經(jīng)濟性和科學性。
3、逆作法原理以及施工關(guān)鍵技術(shù)
3.1 工藝原理。在逆作法方式施工的過程中,主要是將地下的連續(xù)墻作為主要的承重對象,基坑的支護結(jié)構(gòu)主要的作用就是用來擋土、擋水以及支撐。首層樓板同樣可以進行支撐。具體來說,施工工程主要包括地下連續(xù)墻以及人工挖孔樁等結(jié)構(gòu),另外還包括施工荷載的相關(guān)構(gòu)件,地下室梁板可以作為地下連續(xù)墻來起到水平支撐的作用。
3.2 施工關(guān)鍵技術(shù)。逆作法施工技術(shù)的應(yīng)用可以廣泛地解決基坑建筑工程中施工周期,施工環(huán)境以及施工荷載等相關(guān)的問題。具體來說,主要表現(xiàn)在以下幾個方面的問題:
(1)差異沉降問題。在施工的過程中,施工底板施工之前,所有結(jié)構(gòu)的重量主要依靠的是地下的連續(xù)的結(jié)構(gòu)來承擔。施工結(jié)構(gòu)層數(shù)增加的同時,必須要對中柱狀的地下連續(xù)墻的荷載程度進行控制,盡量減少荷載量。
因此,逆作法施工中,在地下室基礎(chǔ)底板完成前,地下連續(xù)墻和中柱樁直接受力,未直接受力的工程樁之間的相互影響依然存在,如果各根中柱樁之間或地下連續(xù)墻之間有較大的差異沉降,已澆筑的樓板與梁系就會產(chǎn)生裂縫,將危及上部結(jié)構(gòu)的安全。所以,逆作法設(shè)計和施工中,必須計算中柱樁間和邊樁與地下連續(xù)墻間的沉降,以及如何通過實測控制他們的差異沉降。
(2)樁承載力問題。當前高層建筑樁(筏)基礎(chǔ)與地基工同作用的理論可分為,高層建筑樁箱(筏)基礎(chǔ)的常規(guī)設(shè)計理論—強度設(shè)計理論和高層建筑樁(筏)基礎(chǔ)變形控制設(shè)計理論。逆作法施工期間基坑開挖土體應(yīng)力釋放,坑內(nèi)土體回弱,帶動立柱樁上移:地下室及上部結(jié)構(gòu)施工后,樁身承擔的向下荷載增加。整個過程中,樁身所承受的荷載包括樁身自重、上部荷載、正摩阻力、負摩阻力、樁端阻力,這些力共同作用的結(jié)果,使樁發(fā)生沉降與抬升的變形。
(3)“盆”邊土寬度問題。在地下連續(xù)墻邊需留設(shè)合理的土體寬度,采用盆式開挖可提高機械挖土效率,減少人工挖土量,是加快挖土速度、控制地墻變形的有效方法。在盆式開挖階段地墻的變形增量并不大,但是在盆邊抽條挖土時,變形要比盆式開挖階段的變形值大,發(fā)展速率快。另一方面,在挖土施工時在坑內(nèi)部留有足夠?qū)挾鹊呐柽呁粒觾?nèi)局部留土的合理分布可以有效增大被動區(qū)的被動土壓力,可用此部分土體產(chǎn)生的被動土壓力來平衡基坑外部的主動土壓力。
4、在逆作法設(shè)計和施工的配合方面
目前設(shè)計單位不直接參與逆作法施工過程的結(jié)構(gòu)受力分析和設(shè)計,只能依靠施工單位自身的力量進行研究分析,而施工單位由于人員配備的局限性,往往沒有強大的結(jié)構(gòu)分析設(shè)計隊伍,因此在進行逆作法的分析和設(shè)計時只能半經(jīng)驗半理論,沒有正規(guī)的理論設(shè)計依據(jù):同時設(shè)計單位也不參與工程的施工組織設(shè)計,因此設(shè)計單位和施工單位常常因為設(shè)計思路和施工進程發(fā)生矛盾。逆作法施工過程中,施工縫的留設(shè)問題也是設(shè)計和施工單位爭論的焦點,梁柱接頭的設(shè)計必須滿足設(shè)計要求,然而設(shè)計方往往對施工單位提出的施工縫留設(shè)位置以及接頭方式產(chǎn)生質(zhì)疑,在雙方的討論中設(shè)計方由于缺乏逆作法的專業(yè)設(shè)計經(jīng)驗又不能提供強有力的設(shè)計方案。
5、結(jié)束語
隨著我國建筑業(yè)的發(fā)展,逆作法在多層地下室工程施工中,在圍護擋方案、節(jié)約投資及安全方面,都具有較好的優(yōu)勢。尤其在現(xiàn)場地質(zhì)情況較為復雜時,若能夠在設(shè)計上統(tǒng)籌安排,不失為一種方便可行、經(jīng)濟安全的好的施工方案,值得推廣并必將得到越來越廣泛的應(yīng)用。
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