超高建筑双向同步施工技术分析

2015-04-10陈士金

四川水泥 2015年8期

关键词：立柱双向桩基

陈士金

(身份证号：321027197901132471)

超高建筑双向同步施工技术分析

陈士金

(身份证号：321027197901132471)

当前时代的发展形势，要求超高建筑的施工过程更快速，施工技术更先进，而超高建筑传统的施工中不可能实现上部结构和地下结构的同步施工，也就无法达到时代关于“快”的发展要求。这样的情形下，双向同步施工技术应运而生。本文从超高建筑双向同步施工的原理出发，分析研究超高建筑双向同步施工的设计要点，进而论述超高建筑的双向同步施工技术。

超高建筑；双向同步施工技术；原理；设计要点；技术分析

中国自古以来是幅员辽阔、地大物博的国度，然而目前随着建筑行业的迅速发展，国家可利用的土地面积不停地缩减，逐步加深城市建设和可利用土地资源之间的矛盾，这就要求建筑行业的设计人员对有限的土地资源进行最大限度地利用。为妥善解决城市建设和土地资源之间的矛盾，建筑行业的设计人员不得不另谋出路，从建筑的空间和跨度上开发新的设计，因而超高建筑的建设逐步成为城市建设的发展趋势。

一、超高建筑双向同步施工原理

超高建筑双向同步施工也就是在超高建筑的上部结构和地下结构两个方向进行同步施工，这种施工工艺是高层建筑施工和深基坑施工一体化的施工技术，是现代超高建筑施工的先进建造工艺。超高建筑双向同步施工技术是以一个表层楼板为基础工作面，以地下楼面桥梁的结构和桩柱为相应的水平和垂直支持，从地表上的正向施工和地表下的反向施工双向同时进行交叉形式的施工模式。同传统施工模式相比，超高建筑双向同步施工技术能够有效节省施工时间，可以促进施工工期的缩短，能够直接减少施工过程中的开支，进而实现工程成本预算的降低。

二、超高建筑双向同步施工的设计要点

（一）超高建筑双向同步施工设计中注重表面基准层的选择

在进行超高建筑双向同步施工的设计时，要注重所选取的表面基准层的受力程度和受力影响。在超高建筑双向同步施工中，基础底板未浇筑的情形下，结构荷载和施工荷载由立柱桩和围护结构来承担。在不断施工中，随着上层结构的不停增加，结构荷载和施工荷载也会增加，相应的立柱和围护结构承担的荷载作用力也会不断增加，同时由于土地开挖卸载导致的立柱桩和围护结构的承载能力不断的减小，其承载能力会不足以承载超高建筑的施工作用力，从而会引起围护结构和相邻的立柱之间产生变形，这样就又反过来影响结构自身的内力。因此，基地底板未完成浇筑时，无法进行基坑的开挖，否则便会对超高建筑的结构质量产生不良影响。

（二）超高建筑双向同步施工设计中注意桩基安装问题

在进行超高建筑双向同步施工的设计时，要高度注意桩基安装的问题，如进行桩基孔的设置采用的机器设备、桩基孔的质量确保等。在设置桩基孔时，可以采用双腰带笼多翼式钻头和平直度高的钻杆等设备；在确保桩基孔质量时，要注意主动钻杆和转盘中心的前后对准问题，要保证钻孔深度大约30m左右以及钻孔垂直度小于或等于1/200，以此来确保桩基孔质量。

三、超高建筑双向同步施工的技术分析

在进行超高建筑双向同步的施工技术的分析时，可以从大承载力桩基施工技术、转换结构技术、逆作降模施工技术、高强混凝土施工技术四个方面的技术进行分析。

第一，大承载力桩基施工技术主要用于桩基的施工、钢管的安装、水下混凝土的施工、桩底的注浆，在这些方面要考虑桩基的大承载力因素。第二，转换结构技术，也就是转换施工建筑的结构，在主楼范围内，转换梁与地下结构立柱尽可能有效连接，并且自身能构成封闭的系统，使转换梁在承受上部结构荷载的同时，还能调解立柱之间差异沉降，转换梁待地下结构的剪力墙顺作施工后拆除。第三，逆作降模施工技术也就是构建主梁、次梁、吊杆和手动葫芦组成的逆作降模结构。首先，在模板安装前，事先进行地面的拼装，也就是进行校核型钢及配件的截面尺寸、垂真度、表面平整度、预留孔尺寸及位置等的确认，符合要求后再安装，确保升降螺帽和主梁的焊接质量。其次，在初次安装时，应浇筑一层薄垫层，搭设排架，进行逆作降模系统安装平台的搭建工作。安装时根据钢管上的控制标高进行降模系统的标高和平整度的调整，要特别注意梁之间的水平连接、柱帽与楼板区域梁的连接以及升降螺帽和主梁之间的焊接质量，要保证粱、顶板跨度超过4m时，模板按0．3%起拱。第四，超高建筑双向同步施工中应用高强混凝土施工技术，可以有效节约施工工程材料，符合国家提倡的绿色施工要求，可以有效降低其它技术施工中的成本，整体提升超高建筑的经济效益。

四、案例分析

以某商城工程的施工过程为例，分析超高建筑双向同步施工的优越性及其应用效果。该工程的总面积为27000m2，整个工程包括建筑高度高度为150m的地上主楼30层以及地下建筑5层。该工程的开挖量相对较大，且该商城的周边环境较为复杂，在初始阶段采用逆作法进行施工，但由于受到施工效率与较短工期的限制，故而决定进行超高建筑的双向同步施工，以便在满足周边环境安全要求的前提下，确保工期以及工程质量同时符合相应标准。在该同步施工过程中主要从以下几个方面加以施工控制：第一，确保桩墙的最大承载力始终低于预期设计中的允许值；第二，控制桩墙的最大沉降量低于28mm，每两个立柱间的沉降差异应不超过10mm，其倾斜值水平则应低于0.005。第三，在进行施工结构模拟时，应确保整个结构不会对周边环境产生灾害性损伤，且整个工程的施工质量符合相关标准。

通过在该商城这一超高层建筑施工中采用双向同步施工工艺，结果发现其施工工期较预期缩短了 2个月，且未对周边环境产生损害。其中，大承载力桩基技术使单桩承载力高达 14900kN，为后期施工奠定基础；转换结构技术则很好地满足了工程结构受力性能的需求；而逆作降模施工技术则有利于施工速度的提高；高强混凝土施工可减轻结构自重。整个工程施工质量较高，达到预期要求。