逆作法竖向临时支承体系的施工及节点处理的研究.pdf

第2 9 卷第 2 期 vo 1 2 9 n o 2 建筑施1 - b u i l d i n g c o n s t r uc t i o n 逆作法竖 向临时支承体 系的 施工及节点处理 的研 究 st udy on con s t r uc t i on a nd joi n t tr e a t me n t f or te mpor a r y ve r t i c a l supporti ng sy s t e m i n top-down con s t r u c t i on me t hod 口 吕耀 悦 刘继跃 ( 1 上海市南汇区建筑工程管理所2 0 1 3 0 0 ； 2 上海市工程建设咨询监理有限公司 2 0 0 0 9 2 ) 【 摘 要】 逆作法施工中的竖向临时支承体系是影响逆作法工程施工质量乃至施工成败的重要 因素，结合实践经验介绍逆作 工程中竖向临时支承体系的施工控制重点及常见节点的处理方法，以期为类似工程提供一定程度的借鉴。 【 关键词】 逆作法 竖向支承体系 垂直度 节点 【 中图分类号】 t u 7 5 3 文献标识码 b 【 文章编号】 1 0 0 4 1 0 0 1 ( 2 0 0 7 ) 0 2 0 1 3 2 0 2 0 前言 近年来， 上海地区基坑工程正呈现出” 大、 深、 紧、 近” 的 特点： 基坑面积越来越大， 几万平方米面积的团组建筑基坑 越来越 多； 基坑开挖深度越来越深 ， 市中心基坑开挖最深深 度已近 4 o m ： 基坑施工空余场地越来越小， 周边环境复杂敏 感 ， 基坑时常临近大量市政管线、 重要建筑及地铁构筑物等。 同时， 上海地区软土土质复杂多变， 地下水位埋藏浅 ， 承压 水、 暗浜等水文地质条件更进一步增加了基坑施工的难度。 在众多基坑工程施工方法中， 逆作法因其在安全性、 经 济性以及对软土地基的适应性等多方面所体现出的优势 ， 正 被越来越广泛的运用于各种大型深基坑的施工中，其中， 在 逆作法施工阶段承受竖向力的竖向临时支承体系由于其在 整个逆作施工过程中的重要性 ， 正被越来越多的设计单位和 施工单位所重视。 1竖向临时支承体系概述 采用逆作法进行施工的基坑，其施工程序及原理一般 为： 首先明挖并施工地下室首层结构梁板 ， 待地下室首层板 达到设计强度后， 逐层向下开挖土方并浇筑地下各层水平结 构 ， 直至底板封底； 在地下各层开挖和施工的阶段， 部分逆作 【 作者简介】 吕耀悦( 1 9 7 1 - ) ， 男， 本科， 工程师。 联系地址： 上海市 沪南公路 9 9 9 9号 ( 2 0 1 3 0 0 ) ， 电话 ： ( o 2 1 ) 6 8 0 0 1 7 5 6 。 【 收稿 日 期】 2 0 0 6 1 1 2 3 工程还可视设计情况， 同时进行上部结构的施工。 地下室首层板在达到设计强度后即作为施工机械、 车辆 的出入通道和取土平台， 后续逆作的地下室各层永久结构楼 板 ， 作为整个基坑的支撑体系， 替代传统顺作法中的临时钢 管或钢筋混凝土支撑。 为支承逆作阶段作为支撑体系的地下 室各层水平结构梁板以及巨大的施工荷载 ， 在逆作法工程前 期桩基及围护施工时 ， 除按常规施工桩基及沿基坑周圈布置 的地下连续墙或其他围护结构以外 ， 还需在未来建筑物内部 的相关位置同时打下竖向支承钢柱， 供逆作阶段临时支承水 平结构使用。 常见的钢柱形式有型钢格构柱和钢管圆柱。 这 些作为竖向临时支承体系的钢柱 ， 在逆作工程底板封底之前 作为承受上部结构 自重和施工荷载的竖向支撑， 在封底完成 并转向地下室竖向结构顺作后 ， 这些钢柱往往直接包入永久 结构的竖向结构构件或作局部托换、 拆除处理。 由此可见， 竖 向临时支承体系作为基坑逆作阶段的关键承重构件， 其施工 质量的好坏对于整个逆作法工程的质量乃至工程成败都有 着举足轻重的作用。 2 竖向临时支承体系的垂直度控制 由于逆作法竖向临时支承体系在地下室底板封底之前 将承受上部结构 自 重和施工荷载 ， 尤其是在大部分逆作工程 中， 其还将在后续的顺作施工中直接包入结构框架柱等作为 建筑物的永久结构构件使用， 这对钢柱施工阶段的调垂工作 提出了较高的要求。在以往的工程实践中， 较为常见的调垂 维普资讯 吕耀悦、 刘继跃 ： 逆作法竖向临时支承体 系的施工及节点处理的研究 第 2期 形式有经纬仪调垂法或定制简易调垂钢架等， 这些调垂方法 操作简便 ， 器具经济简单， 调垂速度快 ， 在某些挖深较浅的工 程中取得了较好的效果。但是 ， 随着基坑开挖深度的不断增 加， 工程对钢柱的垂直度要求相应的也越来越高， 在传统的 方法已难于满足精度要求的情况下， 又研制出了通过现场前 端传感器和电脑终端等共同组成的成套电子调垂设备， 主要 代表为气囊法和电脑调垂仪等。其主要工作原理均为： 首先 在待插入的钢柱上设置传感器及调垂动作工具等装置 ， 待钢 柱起吊完成并入孔一定深度后， 采用常规方法将钢柱调直并 将调直后的状态在终端电脑中设置为标准状态 ， 随后即可开 始正式的钢柱下放工作， 下放过程中， 通过前端传感器将钢 柱的倾斜状态及时反馈回终端电脑， 终端电脑对比前面已设 置好的标准状态进行计算分析后， 再指令前端设置于钢柱上 的调垂动作工具执行相应调垂动作， 如此循环反复， 及时纠 正钢柱姿态， 最终保证其垂直度。 具体施工时， 可综合考虑垂直度要求及工期、 经济性指 标等来选择具体的调垂方式， 满足施工的要求。 3 竖向临时支承体系与水平永久结构的节点处 理 3 1 钢格构柱节点 采用钢格构柱作为逆作法竖向临时支承体系时， 视设计 采用的支承形式不同( 如： 一柱一桩、 一柱多桩等 ) ， 钢格构柱 的位置也相应不同。以目前较为常见的“ 一柱一桩” 形式为 例 ， 其钢格构柱的位置一般位于未来永久结构框架柱的位 置。 因此， 在逆作施工地下室各层水平结构梁板时， 永久结构 梁的钢筋将穿越工程中处于未来框架柱位置的钢格构柱。 此 外 ， 由于逆作法利用水平梁板代替传统支撑的原因， 逆作区 域的框架梁配筋往往较正常使用区域的框架梁大得多， 梁钢 筋往往在直径加大的同时， 其布置也更加密集。 针对该情况 ， 施工中可采用如下的节点处理原则来进行处理， 保证施工的 正常进行：框架梁钢筋必须按设计要求通长布置或锚入支 座 ， 严禁在钢格构柱处直接切断 ： 使框架梁钢筋从格构柱侧 面绕过格构柱，在相交节点处可按不小于 1 ： 6 的斜度对框 架梁作加腋处理i 当框架梁钢筋因太密集而不能直接绕过格 构柱时， 可作适当的补强加固措施后 ， 对格构柱角钢或缀板 作开孔处理供钢筋穿过。此外， 施工中还可在钢格构柱上视 情况设置钢制牛腿或高强抗剪栓钉， 确保钢格构柱与地下室 框架梁连接节点的可靠性 ， 详见图 l 、 2 。 b 2 钢管圆柱节点 采用钢管圆柱作为逆作法竖向临时支承时， 钢管圆柱一 般设置于未来框架柱位置 ， 实际施工中， 考虑到钢管良好的 受力特l生 以及尽量便于施工等因素， 其与永久结构梁板的连 接通常采用设置“ 外加强环 ” 的节点处理方法， 即： 在结构梁 高度处的钢管表面设置外环形加劲板和抗剪栓钉， 框架梁与 底板主筋遇钢管阻挡处钢筋断开并与加劲环焊接( 见图 3 ) 。 图 1 钢结构柱与 结构 粱连接 处典 型节点( 二) 一 中部主筋与 p - 板 5 d 双面焊 上 劲 环 栖 ， 抗 剪 i ， 栓 钉 i -， - - _ ， 加劲环板 侧边主筋拉 湃话隧孺 _ 、 焊 图 3 钢管 圆柱与地 下各层 结构框 架粱连接典 型节点 此外， 在地下室逆作阶段 ， 钢管表面应设置高强抗剪栓 钉以确保其与地下室框架梁连接节点的可靠性， 同时， 视设 计要求， 逆作阶段空心钢管还可另灌注高强混凝土来增强承 载能力。 4 结语 逆作法施