地下室“中顺边逆作业”法施工工法

8 地下室地下室 中顺边逆中顺边逆 作业法施工工法作业法施工工法 1 前言前言 深基坑支护是建筑工程施工过程中的重要环节之一 如何安全 快速 高 效地完成深基坑支护基本上是每个深基坑需要面临解决的问题 我公司在基坑 支护施工中 针对建筑结构及基坑周边环境的具体情况 多次采用地下结构 中顺边逆 法施工技术 并取得良好的效果 通过多次采用地下结构 中顺边逆 作业法施工 我司总结经验 通过对 其运行原理 特点 施工工艺 主要的设备材料 施工验收标准 操作要领 效益分析以及工程实例浅述它的推广应用的价值 2 适用范围及特点适用范围及特点 中顺边逆 作业法适用于深基坑支护工程 尤其适用于难以采用桩锚体 系或桩撑体系的深基坑支护工程的基坑支护及地下室工程施工 本施工工艺为顺作法施工和逆作法施工的结合 其主要特点是地下结构中 间部位按正常方式施工 顺作施工 地下结构周边部位则按逆作方式施工 3 工艺原理工艺原理 3 1 通常基坑支护工程通常由基坑围护体系及基坑支撑体系两部分构成 典型基坑支护如下图示 9 锚杆锚杆 围护桩围护桩 基 坑 典型桩锚体系的基坑支护 典型桩撑体系的基坑支护 基 坑 围护桩围护桩 支撑体系 3 2 中顺边逆 作业法施工工艺中其基坑围护体系同普通深基坑支护结 构 但在 中顺边逆 作业法中基坑的支撑体系不同于普通深基坑支撑 中 顺边逆 法施工中基坑的支撑体系在前期采用基坑内的原有土方进行 在后期 则采用结构本身的水平构件作为基坑的支撑体系 中顺边逆 作业法基坑支护原理示意图 10 负一层梁支撑完成 后 此平衡土方挖 除 由于平衡土方 影响未完成的地下 结构进行逆作施工 工作筒 负一层结构梁沿 伸 用以支撑基 坑围护结构 工程桩 底板 承台 负二层柱 负一层结构梁板 中顺边逆作业法的基坑支护原理图2 围护桩 围护桩 基 坑 中顺边逆作业法的基坑支护原理图1 围护桩 基坑内预留土方 本文中称之为平衡 土 本土方用于抵 抗基坑围护的倾覆 力 4 工艺流程工艺流程 本工艺流程以基坑的围护结构为地下连续墙为实例进行阐述 其他形式的 基坑围护结构的施工工艺流程与此类似 4 14 1 施工第一阶段施工第一阶段 地下连续墙施工 此地下连续墙即作为地下室外墙 又作为基坑的围护结构 11 施工第一阶段 4 24 2 施工第二阶段 施工第二阶段 土方开挖至负一层板底标高处 并在基坑四周施工水 泥搅拌桩 水泥搅拌桩在此的作用是加固平衡土体 实际施工中可采用其 他土体加固方法 对于土质较好的土体亦可不进行加固处理 施工第二阶段 4 34 3 施工第三阶段 施工第三阶段 中心土方继续向下开挖至基坑设计标高处 此时仅开 挖基坑中心部位土方 四周预留土体 我们称之为平衡土体 土体留量根 据基坑实际情况确定 四周预留的平衡土体作为基坑围护结构 即地下连 续墙 的支撑 即以预留平衡土体的被动土压力代替基坑围护的支撑体系 从而节约基坑的支撑费用 4 44 4 施工第四阶段 施工第四阶段 工程桩施工 12 施工第三 四阶段 4 54 5 施工第五阶段 施工第五阶段 承台及底板施工 施工第五阶段 4 64 6 施工第六阶段 施工第六阶段 中心部位的结构按正常顺序进行施工至负一层结构 负一层结构施工完毕后 就可以以负一层结构作为基坑围护的支撑 理论 上平衡土体可以挖除 但为上部结构的便利施工 此平衡土体暂时保留不 挖 施工第六阶段 13 4 74 7 施工第七阶段 施工第七阶段 由负一层结构继续向上施工至二层结构 此时上部结 构可以继续施工 同时平衡土体可以挖除 施工第七阶段 4 84 8 施工第八阶段 施工第八阶段 由于平衡土体的影响尚未施工部位的地下结构施工开 始逆作施工至地下结构完成 至此 中顺边逆 作业法施工结束 施工第八阶段 14 5 主要机具设备和材料主要机具设备和材料 5 15 1主要机具主要机具 5 1 15 1 1 基坑土方开挖及运输机械 5 1 25 1 2 钢筋混凝土结构施工所用机具 5 1 35 1 3 平衡土体开挖机械 若采用机械入地下室开挖 则为小型挖土机 小型自卸汽车 若采用皮带运输机挖土 则为皮带运输机 人工 开挖土方用具或小型机械开挖机具 5 1 45 1 4 地下室临时通风设备 用于地下室平衡土体开挖时的通风 5 1 55 1 5 钢筋机械接头加工用机械 所用机械根据顺逆结合处钢筋接头形 式而采用 5 1 65 1 6 破碎混凝土用风镐 用于结构水平梁构件伸入基坑围护结构混凝 土内 5 1 75 1 7 混凝土施工缝凿毛用工具 用于混凝土施工缝的处理 5 1 85 1 8 照明设备 用于地下平衡土体开挖时的照明及周边结构逆作的施 工用照明 5 25 2主要材料主要材料 5 2 15 2 1 钢筋混凝土结构施工所用材料 5 2 25 2 2 施工缝处止水用材料 钢板止水带或 BW 膨胀橡胶止水带 用于 施工缝处止水处理 5 2 35 2 3 钢筋机械连接用接头材料 6 质量标准和操作要点质量标准和操作要点 15 6 16 1质量标准质量标准 质量标准严格按照图纸资料 施工组织设计 建筑工程施工质量验收统一 标准 GB 50300 2001 混凝土结构工程施工质量验收规范 GB 50204 2002 钢筋机械连接通用技术规程 JGJ 107 2003 等标准进行施工及验收 6 26 2操作要领操作要领 6 2 1施工准备施工准备 6 2 1 1 技术准备技术准备 根据施工图纸的要求 收集相关的标准图集 技术 质量标准 安全措施 等技术资料 编制 中顺边逆 作业法施工组织设计 并对工人进行技术及安 全交底 6 2 1 2 机具准备机具准备 按工程量及施工进度计划配备机械 基坑土方开挖机械 钢筋混凝土结构 施工所用机具 平衡土体开挖机械 地下室临时通风设备 地下照明设备 钢 筋机械连接加工用机械 破碎混凝土用风镐 混凝土施工缝凿毛用工具 6 2 1 3 材料准备材料准备 钢筋混凝土结构施工所用材料 施工缝处止水用材料 钢筋机械连接用接 头材料 6 2 2土方开挖 土方开挖 第一次土方开挖由自然标高开挖至要留置的平衡土体面标高处 此平衡土 体的标高一般以负一层板底标高为宜 第二次土体开挖则从平衡土体面标高处向下开挖至基坑坑底设计标高 仅 16 中心部位土方开挖 在此次开挖过程中要预留平衡土体 平衡土体的留置 平衡土体的留置 平衡土体用于抵抗基坑围护结构的倾覆力 土体留置数 量的应计算确定 若土体留置少了不足以抵抗基坑倾覆力 若土体无法再多预 留 可适当用其他方式抵抗基坑的倾覆力 若土体留置多了 则逆作区域增加 结构施工难度加大 平衡土体的留置高度以土体所在结构层的高度为宜 平衡土体自身的稳定 平衡土体自身的稳定 平衡土体作为抵抗基坑倾覆力的土体 其本身应该 稳定 若不稳定可以对土体进行局部加固处理 平衡土体内的工作筒 平衡土体内的工作筒 若平衡土体范围内有竖向结构 则应在平衡土体中 开挖工作筒 以便施工平衡土体范围以内的竖向结构 工作筒的施工工艺同人 工挖孔桩护壁的施工工艺 6 2 36 2 3 中心部位结构顺作施工中心部位结构顺作施工 中心部位土方开挖至坑底设计标高 则开始进行中心部位的结构顺作施工 此时应注意与逆作分界处底板混凝土施工缝的留设 顺逆作施工缝的留设顺逆作施工缝的留设 由于顺边和逆作相结合 所以中顺边逆交界处施工 缝的留设位置需仔细予以考虑 原则是一保证质量 二便利施工 6 2 46 2 4 结构水平支撑的形成结构水平支撑的形成 结构水平支撑 结构水平支撑即作为基坑围护的支撑 又作为结构的水平 受力构件 因此结构水平支撑的结构梁应伸至围护结构内 并嵌固 当采用桩 墙合一的地下结构时 作为支撑用的水平结构梁配筋同施工图 若围护结构同 地下结构墙体分离时 作为支撑用的水平结构配筋需加长 加长后的梁配筋是 否需要修改需会同设计人员商议 6 2 56 2 5 平衡土体的挖除平衡土体的挖除 17 平衡土体的挖除时间 平衡土体的挖除时间 理论上在结构水平支撑形成后才可以挖除平衡土体 但考虑到土体开挖的方便 其开挖开始的时间在一层顶板模板支架拆除后进行 为宜 平衡土体的开挖方式 平衡土体的开挖方式 由于上部结构正在进行施工 地下要挖除平衡土体 土体的开挖同逆作法基本相似 可以采用多种方式进行 若地下结构层高足够 高 可采用小型挖土机开至地下结构进行开挖 小型自卸汽车运土的方式进行 若地下结构层高不够 可采用皮带运输机机械将平衡土体由地下穿过楼板预留 洞运至首层 再由首层运至场外 6 2 66 2 6 周边结构逆作施工周边结构逆作施工 平衡土方开挖结束就可以进入周边结构的逆作施工 逆作施工的关键是混凝土施工缝及钢筋接头 混凝土施工缝的处理对地下 结构的防水尤为重要 施工缝的处理一方面要严格按相关施工规范进行 另一 方面 为便利施工 保证结构防水效果且降低施工成本 建议在施工缝处可采 用 BW 膨胀橡胶止水带代替钢板止水带 钢筋接头的处理 顺逆结合处必然会有梁板钢筋接头 为保证钢筋接头质 量 应优先采用机械接头 根据工程实践 正反丝扣的直螺纹接头施工效率最 高 周边结构逆作施工结束 地下结构工程完成 7 劳动力组织及安全劳动力组织及安全 除正常地下结构施工所用劳动力外 需特别增加周边逆作土方开挖用劳动 力 劳动力的数量根据土方开挖工程量及开挖方式决定 同时要充分考虑到在 地下室处开挖土方时劳动力效率的降低 18 安全方面在特别注意平衡土体开挖时地库的通风 以及土方开挖作业场地 的照明及周边逆作结构施工的照明 8 效益分析效益分析 中顺边逆 作业法借鉴逆作法的工艺原理 利用逆作施工的优点 同时 又缩小了逆作施工区域 降低了本工艺的施工难度 顺逆结合不但节约了深基 坑支护的费用 而且加快了基坑支护工程及地下结构工程施工工期 本工法取 得的社会效益和经济效益十分显著 分析如下 8 18 1节约了基坑围护结构的支撑体系费用及支撑体系的施工工期 8 28 2局部地下结构及地上结构同时施工 节约工期 9 工程实例工程实例 9 19 1珠海国际大厦工程 珠海国际大际工程地下两层 基坑深约 8 米 基 坑面积约 2 万平方米 基坑围护结构为人工挖孔桩 采用 中顺边逆 作业法节约了基坑支护费用约 300 万元 9 29 2深圳和平广场工