董 波
(山東省建設(shè)監(jiān)理咨詢有限公司,山東 濟(jì)南 250000)
隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,城市化進(jìn)程不斷加快,為了節(jié)約用地,城市高層建筑不斷增多且逐漸普遍化,狹小的施工空間也使得高層建筑施工的技術(shù)要求不斷提高。逆作法作為近年新興的基坑開挖技術(shù),具有良好的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會效益。然而,與發(fā)達(dá)國家相比,我國逆作法施工技術(shù)在理論和實(shí)踐方面仍缺乏成熟,需進(jìn)一步探討,以促進(jìn)其在高層建筑施工中的應(yīng)用與發(fā)展。
一般,建筑物施工會依照正常順序,即由下自上,首先開挖基坑,逐層向上施工。而逆作法施工則不同,其主要應(yīng)用于地下結(jié)構(gòu),施工順序是自上而下,利用其樓蓋結(jié)構(gòu)、梁、板及外墻等在開挖基坑內(nèi)的水平支撐和圍護(hù)體系自上而下地進(jìn)行地下和上部結(jié)構(gòu)施工。在運(yùn)用逆作法進(jìn)行高層建筑施工時,逆作法的工作原理及施工步驟常表現(xiàn)為:首先,為充分滿足建筑物地下結(jié)構(gòu)的負(fù)載,應(yīng)將地下室軸線設(shè)為整個工程的施工根據(jù),地下連續(xù)墻的支護(hù)、相應(yīng)的開挖工作等都需沿該軸線進(jìn)行,支撐樁澆筑也應(yīng)隨地下連續(xù)墻的施工而進(jìn)行。其次,當(dāng)進(jìn)行地面一層施工時,需從一側(cè)開始,向下開挖和澆筑,同時也以一層為基礎(chǔ)向上施工,地下工程結(jié)束,地面施工也即可停止。
逆作法施工技術(shù)作為具有良好經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會效益的施工方法,在高層建筑的施工中具有廣闊的應(yīng)用之處,當(dāng)前,逆作法施工技術(shù)在其中的應(yīng)用主要表現(xiàn)在以下幾個方面。
(1)中間支承柱的施工。在高層建筑工程中應(yīng)用逆作法施工技術(shù),首先應(yīng)考慮支承上部荷載的有效方式,以支承已完成的工程結(jié)構(gòu)自重及附加荷載,一般主要有大直徑工程樁、永久柱承載相結(jié)合,鉆孔灌注工程樁或預(yù)制樁、承臺與永久柱承載相結(jié)合,鉆孔灌注工程樁或預(yù)制樁、承臺與臨時立柱承載相結(jié)合三種方法。其次,與立柱樁連接,常使用分布筋和環(huán)向筋兩種方式對鋼筋混凝土柱底部進(jìn)行加焊。同時,為了加強(qiáng)樁與柱建筑材料的流動,應(yīng)在鋼筋混凝土柱錨固段均勻設(shè)置若干橢圓形孔洞。再者,由于中間支承柱承載了整個地面上的荷載,其垂直度和定位要求十分嚴(yán)格,需使用專業(yè)設(shè)備對其進(jìn)行測量和控制。
(2)逆作法施工中的差異沉降。對于逆作法施工中的差異沉降問題,一般具有四種常用的控制方法。首先,利用瀝青或?yàn)r青質(zhì)材料涂抹支撐樁身,以減少相鄰樁的沉降差,但此方法易對樁的承重力產(chǎn)生影響。其次,坑底隆起可對樁產(chǎn)生一定的抬升作用,為有效減少此效應(yīng),維護(hù)樁身穩(wěn)固,可于基坑內(nèi)設(shè)置支撐以增加自身的剛度,同時,還需及時對地下部分連續(xù)墻的剛度及入土深度進(jìn)行測量并適時加固,以增強(qiáng)地基的牢固。此外,選取合理樁徑的樁對于控制開挖時間也具有良好的作用,提高開挖效率,減少立柱樁支撐持續(xù)時間,進(jìn)而可減少降沉。再次,還可以采用樁底注漿、增加樁柱長度、選取承載能力較高的樁端作為持力層等措施,增強(qiáng)立柱樁的承載能力,減少沉降。對于立柱產(chǎn)生的不均勻沉降問題,采取共同協(xié)同的方法可進(jìn)行有效協(xié)調(diào),即在每個立柱間設(shè)置臨時支撐或永久性墻體結(jié)構(gòu)等,增強(qiáng)其剛性。
(3)土方開挖。運(yùn)用逆作法施工技術(shù)進(jìn)行高層建筑施工時,在進(jìn)行土方開挖前,應(yīng)首先對當(dāng)?shù)氐慕邓闆r、施工現(xiàn)場的排水設(shè)施和排水系統(tǒng)等進(jìn)行檢查,并詳細(xì)記錄數(shù)據(jù),以查看施工環(huán)境是否符合挖土條件、施工機(jī)械是否可順利運(yùn)行。土方開挖過程中,使用挖土機(jī)應(yīng)時刻注意不能與地下連續(xù)墻和結(jié)構(gòu)柱等發(fā)生摩擦和碰撞,還應(yīng)注意控制標(biāo)高,隨挖隨澆墊層。當(dāng)?shù)装暹_(dá)到一定強(qiáng)度后,剪力墻的施工才可以自下而上的進(jìn)行,待墻體強(qiáng)度完全達(dá)到要求后即可拆除鋼立柱。
(4)逆作法中地下室澆筑。與常規(guī)施工順序相比,逆作法施工方式為自上而下,此種方法下,建筑物的施工混凝土較易形成裂縫,尤其是大體積的混凝土施工,外部荷載變化、溫度變化及不均勻沉降等都可能導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫,因此,必須加強(qiáng)對其的觀察、測量,有效的控制混凝土溫度,改善其外部約束條件,不斷縮小約束范圍,才可有效控制裂縫。
(5)施工測量技術(shù)。在高層建筑的逆作法施工中,其施工測量技術(shù)主要包含中間支撐樁的測量控制、建筑物軸線的豎向投測及樓層標(biāo)高的控制測量三個方面。對中間支撐樁進(jìn)行施工是逆作法施工的重要步聚,即首先需將鋼格構(gòu)柱自地面直接插到底板標(biāo)高以下,待此后進(jìn)行逆作操作時再使用砼包格構(gòu)柱,進(jìn)而形成工程要求的柱子。
逆作法施工技術(shù)在高層建筑施工過程中應(yīng)用,為達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn),取得較好的施工效果,高層建筑逆作法施工技術(shù)應(yīng)注重以下三個方面的關(guān)鍵要點(diǎn)。
(1)地下連續(xù)墻施工。地下墻的連續(xù)施工,為確保工程按照正確方向進(jìn)行,應(yīng)首先選取地下室的墻面線作為水平和垂直的基準(zhǔn),即導(dǎo)墻。其次,利用導(dǎo)墻對機(jī)械形成導(dǎo)向,進(jìn)行泥漿儲備,并防止槽口出現(xiàn)坍塌。然后,安裝鋼筋籠,設(shè)置混凝土導(dǎo)管,利用導(dǎo)墻在開挖的土方周圍開挖一條深槽,并將鋼筋籠放置其中,最后通過導(dǎo)管在水下對混凝土進(jìn)行澆注,如此,便在地下形成了一個連續(xù)的墻體。
(2)逆作法中間支承柱施工.在逆作法的高層建筑施工過程中,中間支承柱至關(guān)重要,其在地下室底板澆注前,其主要承受地上和地下各層結(jié)構(gòu)的自重和荷載,待地下室底板澆注后,其與底板連接,可將上部結(jié)構(gòu)的荷載傳給地下底板。在逆作法施工中,為了提高其承載能力,底板以上的中間支承柱多采用H型鋼或鋼管混凝土柱。
(3)節(jié)點(diǎn)構(gòu)造的設(shè)計(jì)。與常規(guī)施工方法相比,逆作法施工順序不同,其地下室結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造設(shè)計(jì)也應(yīng)有所不同。在實(shí)踐中,地下室結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)構(gòu)造的設(shè)計(jì)需滿足多種要求,如結(jié)構(gòu)永久受荷狀態(tài)下的要求、一定的抗?jié)B防水要求及現(xiàn)有工藝手段與能力的要求等。
逆作法施工技術(shù)的應(yīng)用增進(jìn)了我國建筑施工技術(shù)的內(nèi)容,還為高層建筑建設(shè)施工帶來了機(jī)遇,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,逆作法施工技術(shù)在實(shí)踐中會得到更好的應(yīng)用,并不斷發(fā)展完善。
[1]李明茹,劉付濱.小議逆作法施工技術(shù)的原理及其施工工藝[J].黑龍江科技信息 ,2008,(2).