探索建筑深基礎(chǔ)逆作法施工

1、探索建筑深基礎(chǔ)逆作法施工 摘 要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，建筑行業(yè)得到了前所未有的發(fā)展，本文針對(duì)當(dāng)前我國(guó)高層建筑深基坑日趨增多的現(xiàn)狀，介紹了深基坑逆作法施工的原理、工藝特點(diǎn)以及施工要點(diǎn)，并分析了逆作法施工的技術(shù)現(xiàn)狀和應(yīng)用前景。 關(guān)鍵詞：建筑深基礎(chǔ)；逆作法 中圖分類號(hào)：tu74文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： a 文章編號(hào)： 引言 改革開放以來，建筑行業(yè)一直是我國(guó)的支柱產(chǎn)業(yè)，隨著建筑業(yè)近些年來的持續(xù)升溫，高層建筑越來越多，建筑地上高度和地下深度不斷加大，對(duì)基坑的開挖支護(hù)技術(shù)提出了新的要求。逆作法是一項(xiàng)近幾年新興的基坑支護(hù)技術(shù)，它是施工高層建筑多層地下室和其他多層地下結(jié)構(gòu)的有效方法。 1、施工工藝原理 逆作法是相對(duì)于

2、建筑物施工的常規(guī)順序而言的。施工多層地下室傳統(tǒng)的方法是開敞式施工，即用支護(hù)結(jié)構(gòu)圍護(hù)后垂直開挖，或用大放坡開挖，挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高后澆筑鋼筋混凝土底板，再由下而上逐層施工地下室結(jié)構(gòu)，待地下結(jié)構(gòu)完成后再進(jìn)行地上結(jié)構(gòu)施工。采取上述施工方法進(jìn)行地下室施工耗費(fèi)的時(shí)間占了整棟樓相當(dāng)大的比例。逆作法則解決了這一難題，它的工藝原理是：先沿建筑物地下室邊軸線施工地下連續(xù)墻、支護(hù)樁或其他支護(hù)結(jié)構(gòu),同時(shí)按設(shè)計(jì)支撐圖在建筑物內(nèi)部的有關(guān)位置澆筑或施工中間支承樁和柱,作為施工期間于底板封底之前承受上部結(jié)構(gòu)自重和施工荷載的支撐。然后先施工首層的梁板結(jié)構(gòu),作為地下連續(xù)墻第一道水平支撐,隨后逐層向下開挖土方和施工地下各層結(jié)構(gòu),直至底

3、板封底。同時(shí),由于首層結(jié)構(gòu)已完成,為上部結(jié)構(gòu)施工創(chuàng)造了條件,因此在往下施工的同時(shí)可以順作向上逐層進(jìn)行地上結(jié)構(gòu)的施工。如此地上、地下同時(shí)進(jìn)行施工,直至工程結(jié)束。實(shí)踐證明，逆作法適用于市區(qū)建筑密度大，鄰近建筑物及周圍環(huán)境對(duì)沉降變形敏感，施工場(chǎng)地狹窄，施工工期緊張，地基軟土層厚等工程情況，對(duì)三層及以上的地下室工程尤其明顯。 2、逆作法分類 逆作法施工可分為全逆作法、半逆作法、部分逆作法和分層逆作法。 （1）全逆作法：利用地下各層鋼筋混凝土肋形樓板對(duì)四周圍護(hù)結(jié)構(gòu)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(yù)留孔洞向外運(yùn)土并向下運(yùn)入建筑材料。 （2）半逆作法：利用地下各層鋼筋混凝土肋

4、形樓板中先期澆筑的交叉格形肋梁，對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)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(nèi)四周暫時(shí)保留的局部土方對(duì)四周圍護(hù)結(jié)構(gòu)形成水平抵擋，抵消側(cè)向壓力所產(chǎn)生的一部分位移。 （4）分層逆作法：此方法主要針對(duì)四周圍護(hù)結(jié)構(gòu)，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(hù)結(jié)構(gòu)采用土釘墻。 3.工藝特點(diǎn) 3.1可節(jié)省支護(hù)結(jié)構(gòu)的支撐。傳統(tǒng)方法施工，需設(shè)置強(qiáng)大的內(nèi)部支撐或外部拉錨，這樣會(huì)增加費(fèi)用，而在用“逆作法”施工時(shí)，土方開挖后是利用地下室結(jié)構(gòu)本身來支撐，作為支護(hù)結(jié)構(gòu)的連續(xù)墻可省去支護(hù)結(jié)構(gòu)的臨時(shí)支撐。 3.2基坑變形小，相鄰建筑物沉降少。在“逆作法”施工中

5、為減小基坑變形及相鄰建筑物等的沉降，利用逐層澆筑的地下室結(jié)構(gòu)作為周圍支護(hù)結(jié)構(gòu)地下連續(xù)的內(nèi)部支撐。由于地下室結(jié)構(gòu)與臨時(shí)支撐相比剛度大得多，所以地下連續(xù)墻在側(cè)壓力作用下的變形就小得多，同時(shí)，由于中間支撐柱的存在，使底板增加了支點(diǎn)，澆筑后的底板成為多跨連續(xù)板結(jié)構(gòu)，與無中間支承柱的情況相比跨度較小，從而使底板的隆起也減少。因此“逆作法”施工能減少基坑變形，且能使相鄰建筑物、道路和地下管線等的沉降減少。 3.3縮短工程施工的總工期。用傳統(tǒng)方法施工時(shí)，其總工期為地下結(jié)構(gòu)加地上結(jié)構(gòu)，再加上裝修所占的工期，而用“逆作法”施工時(shí)，一般只有地下第一層占絕對(duì)工期，其他各層地下室可與地上結(jié)構(gòu)同時(shí)施工，不占絕對(duì)工期，因

6、此可以縮短工程的總工期。地下結(jié)構(gòu)層數(shù)愈多，用“逆作法”施工則工期縮短越顯著。 3.4使底板設(shè)計(jì)趨向合理。在地下結(jié)構(gòu)中，鋼筋混凝土底板要滿足抗浮要求。用傳統(tǒng)方法施工時(shí)，底板澆筑后支點(diǎn)少，跨度大，上浮力產(chǎn)生的彎矩值大，有時(shí)為了滿足施工時(shí)的抗浮要求而需加大底板的厚度，或增強(qiáng)底板的配筋。而當(dāng)?shù)叵潞偷厣辖Y(jié)構(gòu)施工結(jié)束，上部荷載傳下后，為滿足抗浮要求而加厚的混凝土，反過來又作為自重荷載作用于底板上，因而使底板設(shè)計(jì)不盡合理。而在用“逆作法”施工時(shí)，施工中底板的支點(diǎn)增多，跨度減小，比較容易滿足抗浮要求，可以減少底板配筋，使底板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更趨向合理。 4.施工工藝 逆作法施工主要包括地下連續(xù)墻、中間支承柱和地下結(jié)

7、構(gòu)的施工等。地下連續(xù)墻的施工要點(diǎn)與傳統(tǒng)方法中地下連續(xù)墻方法相近。 4.1中間支承柱的施工 施工期間中間支承柱是在地下底板澆筑之前進(jìn)行的，它與地下連續(xù)墻一起承受地下和地上結(jié)構(gòu)自重及施工荷載;地下底板澆筑完成后,與底板連接成整體,作為地下結(jié)構(gòu)的一部分,并將上部結(jié)構(gòu)承受的荷載傳遞給地基。中間支承柱的位置一般布置在柱子位置或縱、橫墻交接處。由于底板以下的中間支承柱要與底板結(jié)合成整體,故多做成灌注樁形式（有時(shí)亦采用預(yù)制樁或鋼管樁等作為中間支承樁）。當(dāng)采用灌注樁時(shí),底板以上的中間支承柱的柱身,多為鋼管混凝土柱或型鋼柱,斷面小,承載能力大,且也便于與地下的梁、柱、墻、板等連接。由于中間支承柱上部多為鋼柱,下

8、部為混凝土柱,因此,多采用灌柱樁方法進(jìn)行施工?？稍谀酀{護(hù)壁下用反循環(huán)或正循環(huán)潛水電鉆鉆孔，鉆孔后吊放鋼管,鋼管的位置要十分準(zhǔn)確,利用導(dǎo)管澆筑混凝土?xí)r,鋼管的內(nèi)徑要比導(dǎo)管接頭處的直徑略大。由于用導(dǎo)管澆筑混凝土?xí)r,超壓力不可能將混凝土壓上很高，因此，為使鋼管下部與現(xiàn)澆混凝土柱能較好結(jié)合,應(yīng)在鋼管下端加焊適量豎向分布的鋼筋。混凝土柱的頂端一般應(yīng)高出底板面,高出部分可在澆筑底板時(shí)將其鑿除,以保證底板與中間支承柱聯(lián)成一體。 4.2地下結(jié)構(gòu)澆筑 （1）利用土模澆筑 對(duì)于梁模板,如土質(zhì)好時(shí),可用土胎模,按梁斷面挖出槽穴即可,如土質(zhì)較差則應(yīng)用模板搭設(shè)梁模板。對(duì)于地面梁板或地下梁板,挖至其設(shè)計(jì)標(biāo)高后,將土面整平

9、夯實(shí),澆筑一層素混凝土,然后刷一層隔離層,即形成梁板模板。在柱頭部位的模板,施工時(shí)應(yīng)先把柱頭處的土挖出至梁底以下,設(shè)置柱子的施工縫模板,為使下部柱子易于澆筑,該模板宜呈斜面安裝,柱子鋼筋穿通模板向下伸出接頭長(zhǎng)度。在施工縫模板上面組立柱頭模板與梁模板相連接,如土質(zhì)好柱頭可用土胎模,否則應(yīng)用模板搭設(shè)。施工縫處的澆筑方法常用直接法、充填法和注漿法。直接法是在施工縫下部繼續(xù)澆筑混凝土?xí)r,仍然澆筑相同的混凝土,有時(shí)添加一些鋁粉以減少收縮。為澆筑密實(shí)也可做出一些假牛腿,混凝土硬化后可鑿去。充填法是指在施工縫處留出充填接縫,待混凝土面處理后,再于接縫處充填膨脹混凝土或無浮漿混凝土。注漿法是在施工縫處留出縫隙

10、,待后澆混凝土硬化后用壓力壓入水泥砂漿充填。上述幾種方法中,直接法施工最簡(jiǎn)單。施工時(shí)可對(duì)接縫處混凝土進(jìn)行二次振搗,以進(jìn)一步排除混凝土中的氣泡,確保混凝土密實(shí)和減少收縮。 （2）利用支模方式澆筑 施工時(shí),應(yīng)先挖去地下結(jié)構(gòu)一層高的土層,然后按常規(guī)方法搭設(shè)梁板模板,澆筑梁板混凝土,再向下延伸豎向結(jié)構(gòu)。為了減少樓板支撐的沉降和結(jié)構(gòu)變形,施工時(shí)需對(duì)土層采取措施進(jìn)行臨時(shí)加固。具體加固方法:可以澆筑一層素混凝土,以提高土層的承載能力和減少沉降,待墻、梁澆筑完畢,開挖下層土方時(shí)隨土一同挖去;另一種加固方法是鋪設(shè)砂墊層,上鋪枕木以擴(kuò)大支承面積,這樣上層柱子或墻板的鋼筋可插入砂墊層,以便與下層后澆筑的結(jié)構(gòu)的鋼筋連接。至于“逆作法”施工時(shí)混凝土的澆筑方法,由于混凝土是從頂部的側(cè)面入倉(cāng),為便于澆筑和保證連接處的密實(shí)性,除對(duì)豎向鋼筋的間距作適當(dāng)調(diào)整外,還應(yīng)把構(gòu)件頂部的模板做成喇叭形。由于上、下層構(gòu)件的結(jié)合面在上層構(gòu)件的底部,再加上地面土的沉降和剛澆混凝土的收縮,在結(jié)合面處易出現(xiàn)裂縫。為此,宜在結(jié)合面處的模板上預(yù)留若干壓漿孔,以便用壓力灌漿來消除縫隙,保證構(gòu)件連接處的密實(shí)性。 （3）留設(shè)垂直運(yùn)輸孔洞 “逆作法”施工是在頂部封閉條件下進(jìn)行的,在進(jìn)行地下結(jié)構(gòu)施工