逆作法施工技术在高层建筑施工中的应用
2014-09-03董波
董 波
(山东省建设监理咨询有限公司,山东 济南 250000)
随着我国经济的不断发展,城市化进程不断加快,为了节约用地,城市高层建筑不断增多且逐渐普遍化,狭小的施工空间也使得高层建筑施工的技术要求不断提高。逆作法作为近年新兴的基坑开挖技术,具有良好的经济、环境和社会效益。然而,与发达国家相比,我国逆作法施工技术在理论和实践方面仍缺乏成熟,需进一步探讨,以促进其在高层建筑施工中的应用与发展。
一、逆作法
一般,建筑物施工会依照正常顺序,即由下自上,首先开挖基坑,逐层向上施工。而逆作法施工则不同,其主要应用于地下结构,施工顺序是自上而下,利用其楼盖结构、梁、板及外墙等在开挖基坑内的水平支撑和围护体系自上而下地进行地下和上部结构施工。在运用逆作法进行高层建筑施工时,逆作法的工作原理及施工步骤常表现为:首先,为充分满足建筑物地下结构的负载,应将地下室轴线设为整个工程的施工根据,地下连续墙的支护、相应的开挖工作等都需沿该轴线进行,支撑桩浇筑也应随地下连续墙的施工而进行。其次,当进行地面一层施工时,需从一侧开始,向下开挖和浇筑,同时也以一层为基础向上施工,地下工程结束,地面施工也即可停止。
二、逆作法施工技术在高层建筑中的应用
逆作法施工技术作为具有良好经济、环境和社会效益的施工方法,在高层建筑的施工中具有广阔的应用之处,当前,逆作法施工技术在其中的应用主要表现在以下几个方面。
(1)中间支承柱的施工。在高层建筑工程中应用逆作法施工技术,首先应考虑支承上部荷载的有效方式,以支承已完成的工程结构自重及附加荷载,一般主要有大直径工程桩、永久柱承载相结合,钻孔灌注工程桩或预制桩、承台与永久柱承载相结合,钻孔灌注工程桩或预制桩、承台与临时立柱承载相结合三种方法。其次,与立柱桩连接,常使用分布筋和环向筋两种方式对钢筋混凝土柱底部进行加焊。同时,为了加强桩与柱建筑材料的流动,应在钢筋混凝土柱锚固段均匀设置若干椭圆形孔洞。再者,由于中间支承柱承载了整个地面上的荷载,其垂直度和定位要求十分严格,需使用专业设备对其进行测量和控制。
(2)逆作法施工中的差异沉降。对于逆作法施工中的差异沉降问题,一般具有四种常用的控制方法。首先,利用沥青或沥青质材料涂抹支撑桩身,以减少相邻桩的沉降差,但此方法易对桩的承重力产生影响。其次,坑底隆起可对桩产生一定的抬升作用,为有效减少此效应,维护桩身稳固,可于基坑内设置支撑以增加自身的刚度,同时,还需及时对地下部分连续墙的刚度及入土深度进行测量并适时加固,以增强地基的牢固。此外,选取合理桩径的桩对于控制开挖时间也具有良好的作用,提高开挖效率,减少立柱桩支撑持续时间,进而可减少降沉。再次,还可以采用桩底注浆、增加桩柱长度、选取承载能力较高的桩端作为持力层等措施,增强立柱桩的承载能力,减少沉降。对于立柱产生的不均匀沉降问题,采取共同协同的方法可进行有效协调,即在每个立柱间设置临时支撑或永久性墙体结构等,增强其刚性。
(3)土方开挖。运用逆作法施工技术进行高层建筑施工时,在进行土方开挖前,应首先对当地的降水情况、施工现场的排水设施和排水系统等进行检查,并详细记录数据,以查看施工环境是否符合挖土条件、施工机械是否可顺利运行。土方开挖过程中,使用挖土机应时刻注意不能与地下连续墙和结构柱等发生摩擦和碰撞,还应注意控制标高,随挖随浇垫层。当底板达到一定强度后,剪力墙的施工才可以自下而上的进行,待墙体强度完全达到要求后即可拆除钢立柱。
(4)逆作法中地下室浇筑。与常规施工顺序相比,逆作法施工方式为自上而下,此种方法下,建筑物的施工混凝土较易形成裂缝,尤其是大体积的混凝土施工,外部荷载变化、温度变化及不均匀沉降等都可能导致混凝土产生裂缝,因此,必须加强对其的观察、测量,有效的控制混凝土温度,改善其外部约束条件,不断缩小约束范围,才可有效控制裂缝。
(5)施工测量技术。在高层建筑的逆作法施工中,其施工测量技术主要包含中间支撑桩的测量控制、建筑物轴线的竖向投测及楼层标高的控制测量三个方面。对中间支撑桩进行施工是逆作法施工的重要步聚,即首先需将钢格构柱自地面直接插到底板标高以下,待此后进行逆作操作时再使用砼包格构柱,进而形成工程要求的柱子。
三、高层建筑逆作法施工的关键要点
逆作法施工技术在高层建筑施工过程中应用,为达到施工标准,取得较好的施工效果,高层建筑逆作法施工技术应注重以下三个方面的关键要点。
(1)地下连续墙施工。地下墙的连续施工,为确保工程按照正确方向进行,应首先选取地下室的墙面线作为水平和垂直的基准,即导墙。其次,利用导墙对机械形成导向,进行泥浆储备,并防止槽口出现坍塌。然后,安装钢筋笼,设置混凝土导管,利用导墙在开挖的土方周围开挖一条深槽,并将钢筋笼放置其中,最后通过导管在水下对混凝土进行浇注,如此,便在地下形成了一个连续的墙体。
(2)逆作法中间支承柱施工.在逆作法的高层建筑施工过程中,中间支承柱至关重要,其在地下室底板浇注前,其主要承受地上和地下各层结构的自重和荷载,待地下室底板浇注后,其与底板连接,可将上部结构的荷载传给地下底板。在逆作法施工中,为了提高其承载能力,底板以上的中间支承柱多采用H型钢或钢管混凝土柱。
(3)节点构造的设计。与常规施工方法相比,逆作法施工顺序不同,其地下室结构节点的构造设计也应有所不同。在实践中,地下室结构节点构造的设计需满足多种要求,如结构永久受荷状态下的要求、一定的抗渗防水要求及现有工艺手段与能力的要求等。
结语
逆作法施工技术的应用增进了我国建筑施工技术的内容,还为高层建筑建设施工带来了机遇,随着科学技术的不断进步,逆作法施工技术在实践中会得到更好的应用,并不断发展完善。
[1]李明茹,刘付滨.小议逆作法施工技术的原理及其施工工艺[J].黑龙江科技信息 ,2008,(2).