逆作法施工技术.ppt

逆作法施工技术 城建系程见明 主要内容 1 概述2 结合国内实际工程案例阐述施工工艺3 逆作法施工的技术难点及施工中所要解决的关键问题4 几种支撑住的调垂问题及相关节点施工技术 一 概述 1 引言我国自改革开放后 建筑业迅猛发展 据统计 我国建成的高层建筑累计已超过1 3亿平方米 高度超过100m的超高层建筑已超过200幢 高层建筑最深的地下室基坑为6层 深度 26 2m 国外的最深地下室达到13层 随着高层建筑的发展 深基础多层地下室的地下施工 给我们施工技术带来了不少难题 尽管深基础支护施工的方法有很多 但是每一种基坑支护都有各自的适用条件和一定的局限性 所以我们对施工方案的选择就必须慎之又慎 否则导致基坑施工事故 那是无法挽回的损失 逆作法就是一项近几年发展起来新兴的基坑支护技术 它是施工高层建筑多层地下室和其他多层地下结构的有效方法 2 原理先沿建筑物地下室轴线或周围施工地下连续墙或其他支护结构 同时建筑物内部的有关位置浇筑或打下中间支承桩和柱 作为施工期间于底板封底之前承受上部结构自重和施工荷载的支撑 然后施工地面一层的梁板楼面结构 作为地下连续墙刚度很大的支撑 随后逐层向下开挖土方和浇筑各层地下结构 直至底板封底 同时 由于地面一层的楼面结构已完成 为上部结构施工创造了条件 所以可以同时向上逐层进行地上结构的施工 如此地面上 下同时进行施工 直至工程结束 3 逆作法的分类 1 全逆作法 利用地下各层钢筋混凝土肋形楼板对四周围护结构形成水平支撑 楼盖混凝土为整体浇筑 然后在其下掏土 通过楼盖中的预留孔洞向外运土并向下运入建筑材料 2 半逆作法 利用地下各层钢筋混凝土肋形楼板中先期浇筑的交叉格形肋梁 对围护结构形成框格式水平支撑 待土方开挖完成后再二次浇筑肋形楼板 3 部分逆作法 用基坑内四周暂时保留的局部土方对四周围护结构形成水平抵挡 抵消侧向压力所产生的一部分位移 4 分层逆作法 此方法主要是针对四周围护结构 是采用分层逆作 不是先一次整体施工完成 分层逆作四周的围护结构是采用土钉墙 4 逆作法施工的优势 1 可使建筑物上部结构的施工和地下基础结构施工平行立体作业 在建筑规模大 上下层次多时 大约可节省工时1 3 2 受力良好合理 围护结构变形量小 因而对邻近建筑的影响亦小 4 最大限度利用地下空间 扩大地下室建筑面积 5 一层结构平面可作为工作平台 不必另外架设开挖工作平台与内撑 这样大幅度削减了支撑和工作平台等大型临时设施 减少了施工费用 6 由于开挖和施工的交错进行 逆作结构的自身荷载由立柱直接承担并传递至地基 减少了大开挖时卸载对持力层的影响 降低了基坑内地基回弹量 二 结合国内实际工程案例阐述施工工艺 上海世茂滨江花园一期地下车库工程概况 如图 主要施工方案 该工程业主的要求是在主楼结构封顶后的同时 完成地下车库上部的绿化和水景建设 而工程场地狭小 无法满足主楼与车库同时施工要求 若先施工主楼再施工车库 按常规先建造地下车库再设置绿化 工期则远远达不到要求 因此地下车库必须采用逆作法施工 先施工其结构顶板 待顶板结构完成后即施工车库上部建筑 绿化 水景建设 在上部工程施工的同时 进行地下车库结构施工 以确保业主对工期的要求 本工程逆作法施工主要是土方工程施工 充分考虑地下连续墙与一柱一桩的差异沉降控制和地下连续墙的变形控制 土方工程第一次采用盆式明挖土 尽量加大明挖阶段的出土量其余均为暗挖土 暗挖土也分盆式挖土和盆边抽条挖土 1 盆式明挖 挖土时盆边盆底一次完成 机械挖至比设计标高高20cm左右 余下的由工人迁土完成 在斜坡处 采用钢板网细石混凝土护坡 整个基坑垫层随挖随浇 盆边挖至顶板的模板底 盆底挖至地下室一层楼板的模板底 盆式明挖阶段实图 盆式明挖平面布置图 2 暗挖阶段施工 采用机械挖土与人工挖土相结合的盆式挖土方法 机械采用0 4m3 0 14m3挖机 人工采用手推车 将土方运至出土口 再有抓土挖土机 装载运出 暗挖盆式挖土平面布置图 暗挖土阶段的盆边采用对称抽条挖土法 如图示抽条挖土编号图 先将出土口挖至盆底标高 然后依据编号图进行抽条挖土 抽条结束后立即进行垫层施工 3 逆作法施工工艺明挖土阶段 工况一工况二 采用盆式开挖 盆边挖至顶板模板底 盆底挖至地下一层楼板模板底 盆边留土10m 边坡坡度1 1 5 进行盆中排架支撑搭设 顶板模板施工 顶板混凝土浇筑 工况三工况四 顶板混凝土养护结束 排架模板拆除 进行盆边抽条 抽条宽度按10m控制 进行第二次盆式开挖 盆边保持地下一层楼板模板底标高 盆底降落1 8m 盆边留土10m 方坡坡度1 1 5 工况五 盆式开挖结束 进行盆中排架支撑搭设 盆边 盆中模板施工及地下一层楼板的结构施工 工况六 待地下一层结构混凝土养护完后 拆除排架模板 进行盆边抽条挖土 工况七 进行第三次盆式开挖 盆边保持地下一层楼板模板底再低落1 8m标高 盆底挖至基坑底板垫层底 盆边留土10m 方坡坡度1 1 5 工况八 进行盆边抽条挖土 工况九 基础底板施工 逆作法施工完成 对于车库的出土口车道结构以及钢筋混凝土支撑拆除 按顺作施工方法施工 4 本工程采取的主要技术 1 降水施工在第一次土方开挖前 打下22口深井泵 井深13m 降水4天后开挖 为了使基坑操作面保持干燥 在整个基坑挖土挖至地下一层板底后 打设六套轻型井点 其中三套打在基坑内 另三套打在三个出土口 轻型井点随挖土过程随挖随拔 基坑内明水的排放 采用设置明沟结合集水井的施工方法进行 2 照明工程地下室照明采用防暴 防潮 亮度大的照明灯具 每个轴线设一盏灯 随挖土过程同时安装 为了防止挖土过程中损坏照明线路 照明线安装采用在楼板底铺设明管 固定在板底并及时穿线分段接通开启 满足地下施工的需要 3 通风工程 由于在暗挖土施工阶段 机械排出的废气以及地层中溢出的沼气会影响到坑内空气质量 对人体健康有害 为了解决这个问题 施工时在楼板上预留孔洞 安装大功率轴流风机进行排风 在挖土工作面上辅助配备一些排风扇满足空气流通的需要 土方开挖的顺序和方法 对地下室的通风方案起到很大作用 在制定土方施工方案时 采用了盆式挖土方案 最大限度地缩短了形成空气流通通道的时间 减少了通风设备的总投人 上海铁路枢纽南站北广场40000m2超大面积深基坑工程工程概况 北广场围护结构示意图 基坑施工期间 围护结构累计变形必须控制在40mm以内 日变化率控制在5mm d以内 立柱和连续墙沉降控制在20mm以内 采用 一明两暗 全逆作法施工 中心岛 式施工 关键技术 1 出土口的设置 出土口的平面布置图 取土口采用大开口设计 一般逆作法去取土口控制在150m2左右 本工程都在600m2左右 最大达到730m2 2 施工块的划分 顶板分块示意图 中板分块示意图 底板分块示意图 为了有效控制基坑变形 采用划分施工块 解决因基坑面积大土方量多 导致基坑暴露时间长 影响基坑稳定 围护结构和地下连续墙变形 施工块划分的原则 1 按 时空效应 分层 分块 平衡对称 限时支撑 的原则 2 综合考虑超大基坑立体施工交叉流水的要求 3 合理设置结构施工缝的原则 逆作法施工开挖 底板抽条开挖示意图 中心岛 施工平面主体位置 周边采用优化施工方案 即待中部底板混凝土达到一定强度 按20m间距开挖边坡土方 并分块浇捣基础底板 每块底板从土方开挖到垫层浇筑完毕 控制在24h内 钢筋绑扎 混凝土浇捣必须在接下来48h内完成 总共操作时间控制在72h内 三 逆作法施工的技术难点及施工中所要解决的关键问题 1 降水问题采取合理降水措施 降水至开挖面以下 2 控制基坑围护结构 柱桩和地下连续墙的变形沉降差异 基坑变形及稳定问题合理制定土方开挖方案 及时监测实行信息化施工 尽量加快挖土速度 减少基坑暴露时间 3 支撑柱的调垂问题4 地下施工的照明 通风问题 四 几种支撑住的调垂问题及相关节点施工技术1 支撑柱的调垂方法一般规定支撑柱轴线偏差控制在20mm内 垂直度控制在1 300内 否则在承重时会增加附加弯矩并在外包混凝土时发生困难 一般常用以下几种方法 1 气囊法 传感器 电脑及程序 空压机 气囊和压电磁气阀等组成 适用于各种类型支撑柱 宽几缘H型钢 钢管 格构柱等 的调垂 且调垂效果好 有利于控制支撑柱的垂直度 费用高 成孔垂直度控制在1 200 气囊容易被刮破 2 校正架法 校正架法调垂系统主要由传感器 校正架 调节级栓等组成 经济适用只能用于刚度较大的支撑柱 钢管支排柱等 的调垂 若刚