高层建筑逆作法施工技术.docx

高 层 建 筑 逆 作 法 施 工 技 术谷轶青杭州复兴建设集团有限公司工作机理采用逆作法施工，地下结构的外墙同时作为基 坑围护挡土墙、各层楼板结构同时作为水平支撑、部 分竖向构件( 结构柱和桩) 同时作为底板浇筑前的竖 向支承构件。这三部分构件的共同作用，即形成了地 下结构的逆作法施工体系。地下结构外墙作为施工阶段的挡土结构，主要 承受横向荷载，同时也承受水平构件传来的竖向荷载，横向荷载通过水平楼板结构承担，而竖向荷载则 由结构内部的竖向构件和外墙分配。基础底板施工 后，由于底板的调整分配作用，竖向荷载在外墙和桩 基之间进行分配。地下结构水平构件作为支撑的设计，应充分考虑水平支撑在基坑开挖过程中的受力特点，即: 在满 足主体结构要求的同时，选择合理的结构形式; 在保 证竖向承载的同时，满足水平方向的承载能力。逆作法施工中，竖向构件应在主体结构竖向构 件设计的基础上，满足在基础底板完成前其上部结构的施工层数要求。由于基础底板未形成前，竖向构 件均为单独受荷，因此应提高该阶段竖向受力构件 的安全度。逆作法在基坑开挖和形成结构的过程中， 由于垂直荷载的增加和土体的卸载，将会影响边墙和内部 1 柱 1 桩等竖向构件沉降的差异，因而对结 构体系的影响比顺作法要严重得多。浇灌地下 1 层的顶层钢筋混凝土梁板，并在此层预留出若干个挖土方的出土洞。( 4) 进行地下 1 层土方的推土、挖土和运土，并 将土运到室外卸土区。( 5) 重复程序( 3) ，进行地下 2 层梁板混凝土的 浇筑，同样要在楼板中预留出土洞。( 6) 重复程序( 4) ，进行地下 2 层的土方外运。( 7) 重复程序( 3) 、( 5) ，进行地下 3 层的梁板混 凝土的浇筑。同样要在楼板中预留出土洞。( 8) 重复程序( 4) 、( 6) ，进行地下 3 层的土方外 运。( 9) 重复程序( 3) 、( 5) 、( 7) ，进行地下室底板混 凝土的浇筑。在上述各程序施工中一定要预埋或预留出逆作 法施工的特殊预埋件和预留孔。1工程概况华丰大厦位于杭州市中心，工程基坑平面略呈 矩形，工程 占地约 7 200 m2 。地下室 为 5 层( 包括 1 层夹层) ，夹层为自行车车库，其余主要为停车场; 上 部结构为 37 层高( 包括 6 层避难层) ，不设第 14 层、24 层及 34 层 ，20 层是 幢 综合 办 公 楼，主楼 平 面为37 m 44 m。裙楼平面为 84 m 43 m，高度为 15 m。地库平面为 100 m 45 m; 最高 2 层为机电房; 大厦 主楼高 174 40 m，基坑挖深 22 5 m。本工程地下室、裙楼及办公大楼的结构为现浇钢筋混凝土框架、劲性钢结构及混凝土楼板结构。核 芯筒为混凝土筒体，外框架柱为钢骨混凝土柱。外框 架梁为钢梁、钢骨混凝土梁或混凝土梁。楼面钢梁与混凝土筒体的连接均为铰接。立体结构柱网尺寸基本为 8 4 cm 和 7 0 m，地下结构层高 3 75 m，上部 结构裙房层高 5 0 m，上部结构主楼层高 4 3 m。基础形式为钢筋混凝土钻孔灌注桩及现浇钢筋混 凝 土 满 堂 基 础 ，工 程 桩 为 850 mm 的 钻 孔 灌 注 桩，桩长 75 m( 自地面算起) ，围护结构采用地下连3逆作法施工顺序( 1) 按基础外围面积，先施工四周的支护结构， 支护体系采用地下连续墙或排桩，排桩采用冲孔桩、钻孔桩或挖孔桩等。( 2) 施工 挖孔桩 。桩基 采用上 述排 桩施工 的方 法，基础若是天然地基可采用挖孔墩。目前在逆作法施工时中间支承柱大部分是临时采用钢管柱或型钢 柱( 宽翼面工字钢) 支承，挖土完成后再作外包混凝 土。当采用挖孔桩时可支模采用钢筋混凝土柱。( 3) 利用地下室 1 层的土方夯实修正后作地模，2施工技术上海建设科技第 5 期2010 年续墙，墙厚 1 000 mm，深 35 m，近万象商厦及地铁 2号 线 位 置 ，局 部 加 深 至 36 m 和 39 m。主 楼 底 板 厚3 00 m，裙房底板厚 2 05 m，采用 C 35，垫层 C 20素 混凝土。底板主筋采用直螺纹筋连接。底板钢筋伸入地墙墙边，与预埋钢筋接驳器接出的钢筋连接。地下主体结构4测量总体轴线定位本着先整体、后局部的原则。根据 业主提供的招标蓝图，以及明确的测绘资料和有效 的规划红线标志，方可进行轴线定位测量。由于施工 场地狭小，所以在设置坐标方格网时，应尽可能设定 在施工场地以外，并且应设在坚固而又安全的地方， 从而避免坐标点产生位移和受到损坏，还要定期复 测和校核，以此来确保测量的精度等级。以上工作均 应得到监理认可后方可进入下道工序。本工程的坐标方格网作为轴线一级控制网，然 后以此坐标网引测轴线二级控制网。把轴线二级控 制点设在地下连续墙导墙上，由二级网指导地下室 施工。为确保轴线的精度，应定期用一级网坐标点复 测二级轴线控制点，并以此来复核桩位和基坑轴线 放样。由于地下室施工是采用全逆作法方案，在首层楼板浇混凝土前，应在天底法引测点位置预留 5 个 150 mm 150 mm 的观测孔。待首层楼板混凝土浇完后， 须对原来所定轴线一级控制座标点进行 1 次全面的复测。然后以此座标网为准，引测首层楼面轴线，并做好明显而又牢固的标的标志。地下各楼层的施工放 样，使用天底仪把首层 5 个基准点通过观测孔竖直传递到地下 1 层，为了确保精度，应该用 4 个点进行闭 合复测，从而达到测量规范的要求、减少测量过程中的误差、正确指导地下 1 层的施工和放样等。地下各 层的施工放样，仍以首层楼板面的 5 个基准点为准， 在引测前应将地下 1 层楼板预留的观测孔清理干净，以便引测地下各层轴线时视线通畅，并减少测量过程中的误差，以正确指导基础底板的施工放样。4 1在上进行，主筋搭接按图纸说明或规范要求。钢筋接头在 22 mm 以下的采用搭接绑扎，22 mm 以上的采 用锥螺纹连接或电渣压力焊接头，地下部分竖向 22 mm 以上采用焊接。对不同接头形式的钢筋，均应按施工验收规范进行验收，并做好物理试验等工作。进入现场的钢筋，除证明验收合格外，每捆钢筋均应有 标牌，并经整理成堆后重新设置，标牌应标明使用部 位。大体积混凝土粗骨料选用粒径为 5 25 mm、5 16 mm 连续 级配，20 40 mm 双级配碎石; 细骨料选用细度模数2 50 左右的中砂。严格控制粗细骨料的含泥量，石 子控制在 1% 以下、黄砂控制在 2% 以下，掺入一定量的磨细粉煤灰，发挥其“滚珠效应”，以改善混凝土的和易性、提高混凝土的可泵性，并因此取代部分水 泥而降低混凝土的水化热，使混凝土温升减小; 掺入具 有 缓 凝 、减 水 作 用 的 EA 1 型 外 加 剂 ，以 改 善 混 凝土的性能。加入外加剂后，可延长混凝土的凝结时间，采取分层浇筑混凝土，利用浇筑面的散热，可大 大减少施工 中出现冷缝的 可 能性; 坍落度控 制在 120 30 mm; 初凝时间为 9 10 h，终凝时间为 12 13 h。4 4节点设计5柱与梁板由于采用 1 柱 1 桩和 1 柱 2 桩施工，故施工柱 之前，应先将格构柱施工至设计标高，挖土后在其顶部 加设 封头 板 ，并 在封 头 板上 加 设锚 筋 ，然 后 进行 柱、梁及底层梁、板施工。施工时在柱位置预留柱插 筋及混凝土浇捣孔。地下 1 层以下的各层挖土流程与自行车夹层相 同，当土体全部施工完毕后可进行大底板的施工，在柱位置预留插筋，待大底板可上人后，可进行地下 3层柱的施工。同时，从地下 3 层向上逐层进行筒体剪 力墙施工，待竖向剪力墙和柱达到设计强度后，割除格构柱。5 1模板本工程地下室逆作法施工，梁采用散拆散装小 钢模，楼板采用九夹板作为模板( 见图 1 ) 。 0 00 楼 板在地下自行车夹层楼板施工后搭设支撑排架，支 设模板; 地下各层楼板模板支设在垫层上。4 2钢筋柱、板墙的接长钢筋应垂直、间距均匀、上下层 钢筋左右交替。楼板主筋布置按短向筋在下、长向筋4 3 40 施工技术上海建设科技第 5 期2010 年剪力墙底层楼板施工前先将格构柱挖出，并在其顶部 加设封头钢板，在剪力墙位置下方设立与剪力墙同厚的 1 000 mm 高的托梁，托梁直接锚入地墙顶圈梁 之内，预留剪力墙插筋。自行车库夹层土体挖空以后，施工自行车库夹 层梁、板。施工前，在格构柱上烧焊钢牛腿，并在剪力墙下方加设与剪力墙同厚的 1 000 m 高的托梁，并 与其它处梁、板一起施工，与托梁相对应在地墙内预埋钢筋接驳器。地下 1 层以下各层挖土方法同自行 车库夹层，当土体挖除完毕后，施工大底板，在剪力墙位置预留垂直插筋。当底板达到一定强度后，施工地下 3 层剪力墙， 在格构柱处断开，并预留水平筋。剪力墙混凝土达到设计要求强度后，割除格构 柱，将剪力墙全部施工完成。效连接。另外，在底板浇捣混凝土之前，应将与底板连接处的地下连续墙凿毛，以便与底板混凝土连接。6 土方挖土前检查降水情况是否符合挖土条件，以保 证施工机械进出场地的道路通畅和场地排水系统贯 通，落实卸土点，作好监测初始记录。本工程挖土采 用增强基坑内的地基加固，并配合“盆式”挖土、“盆边”抽条挖土的方法，并在 24 h 内完成抽条挖土，随 捣 200 mm 厚的 C 20 混凝土垫层，以达到控制土体位移的目的。在确保周边环境安全的前提下，第 1 皮土方采 用 3 台 l m3 挖机进行“盆”式大开挖，挖土至 5 7 m标高，随即浇捣混凝土垫层，待垫层具备一定的强度后，开始施工地下自行车库夹层楼板、梁。土方采用 “盆”式开挖，为保护地铁隧道的安全，“盆边”土靠近 地铁一侧留 5 m 宽、其他三侧留 3 m 宽( 即加固区) 。 挖土时一定要注意控制标高，垫层随挖随浇。挖土机一定不能碰撞地下连续墙、格构柱和降水井管。土方 车辆进出注意文明施工，场地应经常清洗，以保持场 内外道路清洁。待 0 00 楼板完工，其混凝土达到初凝后立即 在取土口处安装取土装置。对于车辆走处的楼板将采取措施适当加强，楼板下增加支撑点，以满足运土 车辆的荷载。取土装置安装并试车成功后，且混凝土已达到了设计强度，可开始挖地下 1 层的土方，地上 部分也可开始同步施工。挖除“盆边”土采用“抽条”法，抽条挖土必须对称进行，以形成对撑; 须在 24 h 内完成挖土，并将浇 捣好的垫层和原“盆中”垫层连成一个整体。挖土机械采用小挖机挖土、手推车配合运土的形式，土方运 至集土坑，随后由抓斗取出。抓斗取出后可沿轨道将 土方运出大楼直接装车，挖土过程中随时测定平水， 严禁超挖，垫层随挖随捣。在 0 00 层楼板混凝土强度达到设计要求后， 进行逆作法第 3 层土的挖除工作，随挖随浇捣垫层， 与盆中垫层沟通，随后施工地下 1 层楼板。在地下 1 层楼板混凝土强度达到设计要求后， 开始挖下 1 皮土方。“盆边”土抽条开挖，随挖随捣混 凝土垫层。挖土设备采用 2 台液压反铲挖土机，挖土时从中间向两边进行，先在取土孔部位局部人工放坡挖深，然后向两边以 1 1 4 放坡挖土推进，待能容 纳小挖机挖土时，吊小挖机下去挖土，为集土需要，5 2地下连续墙与板、梁连接由于桩基持力层与地下连续墙持力层不同，所 以施工过程中结构所受荷载不同，在逆作法施工过 程中将会产生差异沉降。因此，除按设计图绑扎的钢筋之外，所有地下墙与梁板的节点、与 1 柱 1 桩的柱 梁节点等处，均增配足够的抗不均匀沉降所产生的附加弯距筋，使地墙与结构及各个节点形成牢固可 靠的整体、共同受力、不产生裂缝。( 1) 地下 室顶板 。由于 地墙顶 浮浆 混凝土 需凿 除，并施工顶圈梁，故在施工顶圈梁时可将底层梁板同时施工，将梁、板钢筋直接锚入地墙。对于附壁柱，在地墙施工时应在地墙内预留柱 的箍筋，留待柱施工时凿出使用。( 2) 地下各层。在地下各层结构施工中，梁板需 与地墙进行连接，其中，梁与地墙的连接因梁钢筋直径普遍较大，故需在地墙中按梁的位置预留钢筋接 驳器。同时，为减小由于地墙施工误差造成接驳器偏 位带来的影响，建议在梁上下皮钢筋位置左右两侧各增设 1 组接驳器。由于板的钢筋直径较小，故在板 的标高处、在地墙中，根据板钢筋间距预埋钢筋( 同 板筋规格) ，待施工自行车夹层楼板时将钢筋拉出与板筋进行连接，附壁柱的施工方法同 0 000 处壁 柱施工相同。( 3) 底板。底板钢筋也通过预埋在地下连续墙中 的钢筋接驳器进行连接，应严格控制地下连续墙施工的精度，确保地下墙内预留埋件及钢筋接驳器位 置的准确，从而保证底板钢筋可以与地下连续墙有5 3取土口处土比周边土可局部挖深( 下转第 46 页 ) 41 上海建设科技第 5 期施工技术2010 年 用 小 型 补 缝工 具 将 调 配好 的 补 缝 料灌 到 缝中，将缝隙填满。处理表面时，要注意补缝的纹路和 颜色要与原始一致。补缝过程中要遮盖好附近区域，以避免对邻 近区域造成污染。抛光打磨补缝表面可能会出现不平整的现象，待对补缝 材 料养 护结 束后 ( 前期 试 验养 护 5 d) ，再对 表 面进 行抛光打磨至与原始构件一致。2 3防水防腐保护选择合适的防水和防腐材料，对抛光后的大理 石表面进行保护，取得了良好的效果。2 4更换及作旧处理对部分损毁严重的大理石构件，可以更换成新 的大理石后再作旧处理，使其与原大理石的颜色和 质 感一 致，即 : 将作 旧 试剂 用棉 球 分别 敷在 新 的大理石表面，浸渍 24 h，使其充分渗透，然后再用高压 水枪及清洁剂清洗掉表面多余的作旧试剂。作旧试剂的配方为: 茶水、酱油、橙汁和不同浓 度的高锰酸钾溶液 ( 0 1% 、0 5% 、1% 和 5% ) 或者 高锰酸钾溶液( 0 5% ) 与茶水混合物。3 结果( 1 ) 采 用大 理 石 胶 补缝 调 色 后 ，颜 色 与原 清 洗 后 的大 理石 颜色 较接 近，抛光 打磨 后 颜色 较均 匀 ，在距离 2 m 处观察，基本看不出补缝( 见图 4) 。( 2) 采 用补 缝 加 固 材料 与 天 然 石粉 配 合 使 用 ， 通过调色，使清洗后的大理石颜色与原质感比较接近 ，基本 可以 接受 。特 别是 大理 石 之间 的缝 隙 经填 补 后效 果更 佳，但 对于 裂 隙非 常小 的 大理 石，由于 长 时间 、较深 的污 渍渗 透 ，使裂 隙 与周 围的 石 材颜 色色差较大，很难清洗干净，调粉补缝之后，色差仍难以消除，补缝痕迹依然可见( 见图 5) 。2 5( 3) 新的大理石作旧处理结果表明: 使用茶水和酱油虽能够处理，但颜色较浅，且难以洗去;