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[關(guān)鍵詞]高層建筑;豎向分段;施工方法;經(jīng)濟(jì)效益
近幾年來我國施工領(lǐng)域高層建筑迅速發(fā)展,而一般高層建筑外飾面施工,多沿用多層建筑的施工順序,即等主體結(jié)構(gòu)施工完畢,再從上至下一次進(jìn)行外墻面磚和門窗施工。這種施工順序有利于項(xiàng)目管理,并能保證施工質(zhì)量。但在高層建筑中,主體結(jié)構(gòu)施工周期較長,若外立面按照從上至下一次施工,會(huì)延長工期,以至于失去有利的施工季節(jié)[1]。為加快工程進(jìn)度,充分利用時(shí)間和空間,避免冬季外飾面施工,擬在入冬前,對未來方舟H3組團(tuán)項(xiàng)目外墻飾面施工采取分段施工方法。通過項(xiàng)目部領(lǐng)導(dǎo)班子研究決定,并編制專項(xiàng)施工方案,落實(shí)措施,較好地解決飾面接茬、墻面污染、上部結(jié)構(gòu)施工滲水、安全生產(chǎn)等問題,不僅縮短了工期,保證了質(zhì)量,而且外架、塔機(jī)、施工電梯提前拆除,大大減少了塔機(jī)、施工電梯、鋼管扣件等租賃費(fèi)用。
1工程概況
貴陽中天•未來方舟H3組團(tuán)總建筑面積約7.06萬m2,其中地下3層,地上32層的高層基礎(chǔ)均為樁基礎(chǔ)(人工挖孔樁)和獨(dú)立基礎(chǔ),結(jié)構(gòu)形式為框架剪力墻結(jié)構(gòu)。填充墻為加氣混凝土砌塊配套水泥標(biāo)磚,外墻為全外墻面磚(圖1)。本工程于2014年8月全面開工,計(jì)劃于2015年12月竣工,總工期約480天。
2分段方法
結(jié)合本工程塔樓結(jié)構(gòu)、工期、門窗、機(jī)電進(jìn)場時(shí)間、驗(yàn)收等實(shí)際情況,經(jīng)項(xiàng)目部領(lǐng)導(dǎo)班子研究決定,將三棟塔樓的外墻面磚施工分為兩個(gè)施工階段,主體出地下室后立即插入二次結(jié)構(gòu)施工,主體結(jié)構(gòu)施工到5層時(shí)二次結(jié)構(gòu)插入施工,當(dāng)主體結(jié)構(gòu)施工至21層時(shí),18層以下二次結(jié)構(gòu)應(yīng)施工完畢。由于本工程型鋼懸挑腳手架,為保證分段的合理性與安全性,擬在18層分段施工,1~18層為第一施工段,18層以上為第二施工段。當(dāng)主體結(jié)構(gòu)施工到18層時(shí),就著手外墻磚施工準(zhǔn)備,待18層型鋼懸挑層模板封閉并做完防水施工后,主體結(jié)構(gòu)約施工至21層,此時(shí)開始從18層往下進(jìn)行外墻面磚施工,在這里時(shí)期,主體繼續(xù)往上施工,室內(nèi)內(nèi)墻抹灰,地下室機(jī)電陸續(xù)穿入,隨后18層以下精裝修插入。各專業(yè)穿插施工示意圖如圖2所示。此施工方法改變了過去主體施工完畢后再做外墻面磚的傳統(tǒng)做法。當(dāng)主體結(jié)構(gòu)封頂后,又進(jìn)行第二階段的從上往下外墻面磚施工,第二階段外墻面磚施工完畢后立即拆除剩余的型鋼懸挑外架。隨后18層以上精裝修從上至下插入施工。
3主要施工措施
3.1外架
本工程3棟塔樓均采用型鋼懸挑雙排鋼管腳手架,每隔八層懸挑一次,分四次懸挑到頂,即第2層、第10層、第18層、第26層為懸挑層(圖3)。其為滿足主體結(jié)構(gòu)施工和外墻面磚施工。當(dāng)18層以下外墻面磚施工完畢后,立即拆除18層以下懸挑外架。當(dāng)18層以上結(jié)構(gòu)和外墻面磚施工完畢后,外架從上往下拆除至18層,18層的懸挑工字鋼采用塔機(jī)配合高空拆除,工字鋼洞口修補(bǔ)采用吊籃處理[2]。
3.2分段層防護(hù)處理
1)外腳手架止水防水為防止第一施工段和第二施工段交叉作業(yè)時(shí),防止施工污水對第一施工段外墻面磚的污染,并確保第一施工階段外墻面磚施工人員安全,在18層懸挑工字鋼上鋪設(shè)硬防護(hù)模板,在模板上用1∶3水泥砂漿,向主體室內(nèi)5%找坡,最薄處不小于20mm(圖4)。將外架上的施工污水引致室內(nèi),并組織將污水排至衛(wèi)生間排水管處。2)井道及預(yù)留洞口止水為防止施工用水影響下部外墻面磚及精裝修施工,在18結(jié)構(gòu)板做井道、預(yù)留洞口的止水處理。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙,18層所有預(yù)留洞口、水、電井需做止水處理。做法:施工前將樓板浮漿及浮塵清理干凈,洞口周邊砌筑高200mm、厚100mm實(shí)心磚擋水墻,面批水泥砂漿,上加厚100mm混凝土蓋板,混凝土蓋板與洞口接縫做油膏塞縫或使用防水砂漿。所有管井、電梯井內(nèi)設(shè)置臨時(shí)排水裝置。并組織排向衛(wèi)生間排水管處,再排至地面集水井。
4經(jīng)濟(jì)效益
本工程采用2臺(tái)TC6013塔機(jī)和3臺(tái)施工升降機(jī)配合施工,采用同樣施工速度,若按照傳統(tǒng)的施工流程,即主體結(jié)構(gòu)則最早在2015年11月1日完成各分部分項(xiàng)工程,通過分段施工,于2015年10月1日已完成了所有分項(xiàng)工程,同時(shí)外架拆除完畢,縮短工期約1個(gè)月,18層以下外架提前2個(gè)月拆除,塔機(jī)、施工電梯提前1個(gè)月拆除,共節(jié)約費(fèi)用26萬余元。
5結(jié)語
根據(jù)工程特點(diǎn),貴陽未來方舟H3組團(tuán)項(xiàng)目工程成功應(yīng)用了外立面分段施工方法,在18層(懸挑層)全封閉模板圍擋,模板上采用1:3水泥砂漿5%向內(nèi)找坡,封堵結(jié)構(gòu)板井道及預(yù)留洞口,組織排水至衛(wèi)生間并統(tǒng)一排到室外。在懸挑層形成了一道有效的安全防護(hù)棚和止水防水層,為外立面分段施工提供了可靠的條件。在施工過程中嚴(yán)格按照規(guī)范要求實(shí)施,符合相關(guān)安全質(zhì)量驗(yàn)收要求。在保證安全和質(zhì)量的情況,該施工方法省時(shí)、省錢,縮短了工期創(chuàng)造了經(jīng)濟(jì)效益,為交房提供了有力保障,贏得到了各參建單位好評(píng)。該施工方法快捷便利、安全可靠、工期短、創(chuàng)造價(jià)值,在高層建筑外墻面施工中具有良好的前景,為我們后續(xù)施工的H6組團(tuán)乃至其他類似項(xiàng)目的外立面施工提供了有力的技術(shù)保障。
[參考文獻(xiàn)]
[1]郭維林.高層建筑外墻飾面磚豎向分段施工方法[J].新疆有色金屬,2002,(4):54-55.
關(guān)鍵詞:深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);逆作法;水平支撐
0前 言
引言隨著各大城市地下空間開發(fā)利用的發(fā)展,超高層建筑的深基坑面積越來越大,深度深,周邊環(huán)境要求高的工程越來越多。因此,如何在保證基坑工程安全和合理滿足周邊環(huán)境保護(hù)要求的前提下,盡可能降低基坑臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)的工程量并盡可能方便工程施工加快施工進(jìn)度,成為目前深基坑工程設(shè)計(jì)的主要研究方向之一。多年的基坑工程經(jīng)驗(yàn)表明,采用地下主體結(jié)構(gòu)與支護(hù)結(jié)構(gòu)相結(jié)合的基坑支護(hù)工程設(shè)計(jì)并采用逆作法施工的方案,對保證基坑的安全,保護(hù)周邊環(huán)境和降低工程造價(jià),節(jié)約資源,縮短工期都是有利的。而對帶有裙房的超高層建筑基坑工程則大多采用地下主體結(jié)構(gòu)與支護(hù)結(jié)構(gòu)相結(jié)合的基坑支護(hù)工程設(shè)計(jì),采用一順一逆的施工方案,即主樓采用順作法施工,裙房采用逆作法施工。文結(jié)合發(fā)展大廈開發(fā)建設(shè)探討超高層建筑地下主體結(jié)構(gòu)與支護(hù)結(jié)構(gòu)相結(jié)合的設(shè)計(jì)研究與工程應(yīng)用,并介紹發(fā)展大廈超高層建筑深基坑不同于上述一順一逆的施工方法,而是采用主樓半順作半逆作,裙房逆作的施工方法,即主樓核心筒體采用順作法施工,主樓其余部分采用逆作法施工,裙房采用逆作法施工方法。
1 工程概況
某發(fā)展大廈,主樓建筑總高度為239 m,地下3 層,地上46 層;裙房4 層。主樓采用框架―核心筒結(jié)構(gòu)體系,地下一層及二層結(jié)構(gòu)梁板采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),一層采用鋼骨混凝土梁及鋼筋混凝土樓板,主樓樁基采用樁端后注漿鉆孔灌注樁,樁基承臺(tái)采用厚板式承臺(tái),主樓底板厚度為3.5 m。裙房底板2.0 m?;娱_挖深度:主樓17.35 m,裙房15.85 m。由于基地地處陸家嘴金融中心,周邊高層建筑、地下管線眾多,環(huán)境保護(hù)要求高。
2 工程地質(zhì)條件
本工程場地地勢較平坦,場地表層填土分布廣,厚度大。雜填土遍布,基坑?xùn)|邊界地段和南邊界的雜填土和素填土,厚度達(dá)3.0 m。本工程場地存在②-1,②-3 層粘質(zhì)粉土,土質(zhì)不均,粉性砂性重,滲透性強(qiáng)。本場地埋深約37 m 下存在第7 層為承壓含水層,該地區(qū)已有工程的長期水位觀測資料,該層承壓水水位呈年周期性變化,水位埋深的變化幅度一般在3~11 m。巖土工程勘察報(bào)告提供場地的工程地質(zhì)條件及基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)如表1 所示。
表1 土層物理力學(xué)性質(zhì)綜合成果表
3 支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)總體方案
本基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案階段進(jìn)行多方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析比較,主要有兩種:一是采用設(shè)置臨時(shí)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案,順作法施工,采用鉆孔灌注樁結(jié)合外側(cè)SMW 工法水泥土攪拌樁止水帷幕作為臨時(shí)圍護(hù)結(jié)構(gòu),坑內(nèi)設(shè)置三道臨時(shí)鋼筋混凝土支撐,支撐采用對撐及角撐布置,并結(jié)合坑內(nèi)地基加固的設(shè)計(jì)方案;二是采用超高層建筑地下主體結(jié)構(gòu)與支護(hù)結(jié)構(gòu)相結(jié)合的深基坑設(shè)計(jì)方案,逆作法施工,采用地下連續(xù)墻作為圍護(hù)結(jié)構(gòu),利用地下主體結(jié)構(gòu)的梁板作為支護(hù)結(jié)構(gòu)的水平支撐,利用結(jié)構(gòu)柱和樁承受施工期間的豎向荷載,原則上采用一柱一樁鋼立柱型式,并結(jié)合坑內(nèi)地基加固的設(shè)計(jì)方案。經(jīng)綜合研究分析,最后確定采用超高層建筑地下主體與支護(hù)結(jié)構(gòu)相結(jié)合的深基坑設(shè)計(jì)方案,地下各層梁板結(jié)構(gòu)采用由上而下的逆作法施工
方式。施工階段為方便土方工程施工,加快施工速度,方便主體結(jié)構(gòu)施工,保證主體結(jié)構(gòu)的工程質(zhì)量,核心筒體采用順作法施工方案,因而可以利用核心筒部位以及車道部位作為逆作法施工的出土口,便于土方工程施工,這種施工方法較為文明,節(jié)約材料,且基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形較小且經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。地下連續(xù)墻厚度為1.0 m,主樓和裙房區(qū)域地墻槽段有效長度分別為34.0 m 和30.35 m,主樓區(qū)域墻底進(jìn)入⑥暗綠色粉質(zhì)粘土層約為2 m,裙房區(qū)域墻底進(jìn)入⑤1b 粉質(zhì)粘土層。鑒于地質(zhì)條件的特殊性,對地下連續(xù)墻兩側(cè)采用水泥土攪拌樁進(jìn)行槽壁加固。
4 水平支撐設(shè)計(jì)和計(jì)算分析
利用地下主體結(jié)構(gòu)的梁板作為基坑開挖階段的水平支撐,其支撐剛度大,對水平變形的控制極為有效,同時(shí)也避免了臨時(shí)支撐拆除過程中圍護(hù)墻的二次受力和二次變形對環(huán)境造成的進(jìn)一步影響,最大的優(yōu)勢在于避免了大量臨時(shí)支撐的設(shè)置和拆除,對于資源的節(jié)省和環(huán)境的保護(hù)意義重大。本工程利用地下主體結(jié)構(gòu)共設(shè)置四道水平支撐,其中地下室頂板、地下一層梁
板、地下二層梁板分別為第-、二、三道水平支撐,其中第四道支撐為設(shè)置在底板。在逆作法施工過程中,利用主體結(jié)構(gòu)梁板作為開挖階段時(shí)的水平支撐必然承受較大的水平力,這種在水平力作用下梁板結(jié)構(gòu)的受力分析在必須考慮梁板結(jié)構(gòu)的相互作用,由于基坑四周與圍檁長度方向正交的水平荷載為不均勻分布,支承剛度在平面內(nèi)分布也不均勻,為避免模型整體平移或者轉(zhuǎn)動(dòng),必須設(shè)置必要的邊界條件限制其平面內(nèi)的剛體運(yùn)動(dòng)。通??刹捎萌N計(jì)算邊界條件,一是在局部設(shè)置固定支座,二是法向彈簧支座邊界,法向彈簧邊界是一種工程經(jīng)驗(yàn)方法,也是空間桿系模型分析時(shí)經(jīng)常采用的邊界條件;三是切向彈簧邊界,切向彈簧邊界的彈簧剛度系數(shù)按照地墻與土體之間的摩擦阻力的剛度確定,采用功能強(qiáng)大的有限元分析軟件ANSYS分析水平荷載較大的地下一層梁板不同的邊界條件下梁板結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形特性,圖2 給出切向彈簧邊界下地下一層梁板支撐內(nèi)力和變形特性。
由于本工程主樓和裙房底板厚度相差2 m,如何利用底板厚度差異在地下室底板內(nèi)部設(shè)置第四道鋼筋混凝土支撐,減小最后一道支撐與坑底的間距,對本工程安全和降低施工難度是非常重要的,本道支撐設(shè)置分析比較了三種不同方案,如圖3 所示,方案一是設(shè)置在主樓和裙房整個(gè)底板范圍內(nèi)設(shè)置第四道混凝土支撐,支撐范圍大,給整個(gè)地下室底板鋼筋和混凝土施工帶來很大的施工難度;方案二是部分利用裙房區(qū)域的底板主要在主樓底板范圍內(nèi)設(shè)置第四道混凝土支撐,該方案使得裙房底板與主樓底板必須分兩次澆筑,土方工程和鋼筋混凝土工程必須分次進(jìn)行,土方開挖機(jī)械需要二次進(jìn)場,施工工期較長,且主樓區(qū)域與裙房底板變板厚區(qū)域鋼筋施工難度較大,支撐范圍也較大;方案三是利用裙房區(qū)域的底板墊層與主樓底板范圍內(nèi)臨時(shí)混凝土支撐相結(jié)合作為第四道混凝土支撐,充分發(fā)揮混凝土墊層的作用,且支撐范圍較小,并使得整個(gè)地下室底板土方施工、鋼筋施工和混凝土施工都可以連續(xù)施工,有利于施工合理安排,與方案二相比,本方案工期縮短約一個(gè)月,考慮地下室底板墊層與支撐協(xié)同作用的第四道混凝土支撐有限元內(nèi)力和變形分析結(jié)果見圖4,第四道支撐斜撐軸力最大計(jì)算值約為6000 kN,實(shí)測最大軸力為5493 kN,二者接近。
5 豎向支撐設(shè)計(jì)
基坑逆作施工階段的豎向支撐采用一柱一樁形式,立柱分為兩種:一種是利用主體結(jié)構(gòu)鋼骨混凝土柱中的型鋼鋼骨作為施工階段鋼立柱,由于本工程為超高層建筑主體結(jié)構(gòu)柱中的地下部分鋼骨單根重量約30 t,重量大,利用型鋼鋼骨作為型鋼立柱必須考慮兩個(gè)問題,一是鋼骨的支柱樁的混凝土如何澆筑,二是型鋼鋼骨按照鋼結(jié)構(gòu)安裝要求需要達(dá)到1/1000 的垂直度控制要求。經(jīng)研究分析,采用圖5 所示的型鋼鋼骨混凝土柱,利用設(shè)置在內(nèi)部的圓鋼管作為立柱樁混凝土澆筑通道,通過設(shè)置在外部T 型柱來合理滿足結(jié)構(gòu)柱軸壓比的控制要求。在安裝階段,通過研制專用的校正裝置和高精度的監(jiān)測儀器,各方面高度重視,實(shí)踐表明基本滿足了設(shè)計(jì)要求。另外一種是逆作法施工需要新增的型鋼格構(gòu)柱,截面為500×500。永久框架柱正常使用期間外包混凝土,永久框架柱位置的立柱樁均利用主體的柱下工程樁,局部位置考慮新增立柱樁作為逆作施工階段的豎向支承。
6 信息化施工和主要監(jiān)測結(jié)果
在逆作法施工過程中充分重視過程控制的信息化施工,根據(jù)監(jiān)測結(jié)果及時(shí)調(diào)整施工工況,保證逆作法施工的正常進(jìn)行。本工程地下部分總的土方工程約為9 萬m3,總工期約為6 個(gè)月,工期較短。本工程監(jiān)測內(nèi)容較為詳盡,地下管線累計(jì)最大沉降量2.5 cm,平均沉降量為1.9 cm,地下管線水平位移最大為2.5 cm,平均位移為1.8 cm。主樓區(qū)域坑外土體最大水平位移為3 cm,頂板作為施工棧橋區(qū)域立柱沉降約為3.0 cm,其它區(qū)域立柱沉降約為2.5 cm,水平樓板結(jié)構(gòu)的相關(guān)節(jié)點(diǎn)處受力情況良好,未出現(xiàn)開裂等由于結(jié)構(gòu)次應(yīng)力造成的影響等問題,較好地達(dá)到了設(shè)計(jì)的預(yù)期指標(biāo)?;拥乃阶冃位究刂圃谠O(shè)計(jì)值范圍內(nèi)。從防水情況看,同時(shí)作為擋土結(jié)構(gòu)和止水帷幕的地下連續(xù)墻較好地達(dá)到了整個(gè)基坑的防滲和止水的目的,滲漏點(diǎn)極少,達(dá)到了設(shè)計(jì)目的。圖6 主樓區(qū)域一測點(diǎn)地下連續(xù)墻水平位移監(jiān)測結(jié)果和計(jì)算結(jié)果,可以看出實(shí)測地下墻的變形略大于計(jì)算結(jié)果,且B2 層梁板以上實(shí)測墻體變形要遠(yuǎn)大于計(jì)算結(jié)果,而坑底以下的實(shí)測變形要小于計(jì)算結(jié)果,從實(shí)測結(jié)果可以看出利用地下主體結(jié)構(gòu)的梁板作為基坑開挖階段的水平支撐,支撐剛度大,梁板部位地下連續(xù)墻的變形明顯較小,地下連續(xù)墻變位與樓板支撐位置密切相關(guān)。
7 結(jié) 語
關(guān)鍵詞:建筑施工 墻體拉結(jié)筋 鉆孔粘接工藝
中圖分類號(hào):TU7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):
在建筑墻體結(jié)構(gòu)施工過程中,遇到封閉磚墻與現(xiàn)澆混凝土主體之間的施工,需要通過設(shè)施拉筋的方法對其縫隙進(jìn)行有效的控制,以此來保證磚墻與框架主體結(jié)構(gòu)之間的穩(wěn)定性,同時(shí)也能起到一定的防震作用。在現(xiàn)代工程施工中,很多著名的建筑都運(yùn)用了拉結(jié)筋方法,如著名的中國醫(yī)大的建筑結(jié)構(gòu),便是在現(xiàn)澆混凝土框架結(jié)構(gòu)中利用拉結(jié)筋鉆孔工藝。
一、拉結(jié)筋鉆孔粘接施工工藝概述
在建筑工程施工中,尤其是現(xiàn)澆框架工程施工,為了滿足封閉磚墻與現(xiàn)澆鋼筋混凝土主體之間的比例要求,同時(shí)也為了增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的整體剛度,通常都采用拉結(jié)筋鉆孔粘接的施工方法,以此保證工程的順利施工。當(dāng)前,在拉結(jié)筋施工中常用的方法有埋筋法、模板鉆孔法和捆筋法幾種。埋筋法和模板鉆孔法存在著類似的缺陷,當(dāng)拉結(jié)筋穿過墻體的主體結(jié)構(gòu)時(shí),便無法保證混凝土柱體利用串筒下料。根據(jù)混凝土施工規(guī)范中的相關(guān)要求,混凝土自由降落高度應(yīng)當(dāng)少于2m,因此對于高度較高的混凝土柱必須要以此澆筑。同時(shí),由于鋼筋本身有著較為細(xì)密的排列,因此無法利用中間下料的方法對其進(jìn)行澆筑,只能利用串筒從頂處向下卸料,在這種情況下,就為拉結(jié)筋施工造成了較大的困難,因此有的施工單位使用了捆筋法,不僅造成鋼材的浪費(fèi),同時(shí)也對施工產(chǎn)生了嚴(yán)重的影響,同時(shí)也可能會(huì)造成不同程度的工程質(zhì)量通病,最終影響工程施工質(zhì)量。
近幾年來,經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展也促進(jìn)了建材工業(yè)的不斷進(jìn)步,也因此而產(chǎn)生了更多的膠結(jié)材料,其中應(yīng)用的最為廣泛的則是結(jié)構(gòu)膠,利用結(jié)構(gòu)膠插入拉結(jié)筋的方法則可以稱之為鉆孔粘接施工法。從當(dāng)前我國建筑行業(yè)應(yīng)用結(jié)構(gòu)膠的現(xiàn)狀來看,已經(jīng)取得了一定的成效,比如在混凝土結(jié)構(gòu)中預(yù)埋件的埋設(shè)則應(yīng)用了混凝土與鋼結(jié)構(gòu)之間的粘接方法,這種工藝使得混凝土框架結(jié)構(gòu)施工方法取得了較大的進(jìn)展,并且對以往施工過程中的不足進(jìn)行了有效的彌補(bǔ),因此也受到了較多的好評(píng)。
二、墻體拉結(jié)筋鉆孔粘接施工新工藝
1.鉆孔
在鉆孔時(shí),需要根據(jù)工程施工規(guī)范中的要求,在對混凝土養(yǎng)生時(shí)間進(jìn)行全面掌握和控制的基礎(chǔ)上進(jìn)行鉆孔,才能保證鉆孔的質(zhì)量達(dá)到理想的施工標(biāo)準(zhǔn)。通常應(yīng)當(dāng)在混凝土強(qiáng)度較低時(shí)進(jìn)行鉆孔,可以在拆模之后立即放線鉆孔,這時(shí)不僅鉆孔方便,而且能夠保證鉆孔的質(zhì)量,在混凝土強(qiáng)度越高的情況下,則鉆孔越不容易。鉆孔的方向一般應(yīng)當(dāng)與水平呈3°角左右為宜,這樣才能保證在灌注結(jié)構(gòu)膠時(shí)使其順利進(jìn)入。在進(jìn)行鉆孔時(shí)另一個(gè)關(guān)鍵問題,是鉆孔的人員要保證垂直用力,這樣才不會(huì)導(dǎo)致空口在外力作用下擴(kuò)大,進(jìn)而導(dǎo)致膠結(jié)質(zhì)量。
2.清孔
鉆孔完成后,要進(jìn)行必要的清理工作,一方面要保證孔內(nèi)沒有任何混凝土粉末的殘留,另一方面要保證孔內(nèi)的干燥。
3.配膠和灌膠
在進(jìn)行配膠時(shí),需要使用不同類型的膠液,可以用幾個(gè)不同的容器,按照膠液的類型和比例進(jìn)行分別配置,按照用量隨取隨用。灌膠使用的抽漿器通常需要事前進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì),保證抽取的膠液量整好符合一個(gè)孔的需要,這樣既能節(jié)省膠液,也能夠有效的保證灌注的質(zhì)量。在進(jìn)行配膠和灌膠的環(huán)節(jié)時(shí),需要注意以下幾個(gè)問題:第一,在膠液的配比方面要嚴(yán)格按照一定的比例進(jìn)行配比,不能隨意更改;第二,在進(jìn)行灌膠之前,需要再次對孔內(nèi)進(jìn)行檢查;第三,進(jìn)行膠液的配比時(shí)要嚴(yán)格控制好膠液的用量,防止膠液的凝固和浪費(fèi);第四,儀器用后要及時(shí)清洗,避免膠液凝固而影響下次使用。
4.插筋準(zhǔn)備
在進(jìn)行插筋之前,應(yīng)當(dāng)做好準(zhǔn)備工作。插筋的長度需要嚴(yán)格控制,一般需要按照孔深來確定,過長或者過短都會(huì)對插筋質(zhì)量產(chǎn)生影響。同時(shí),插筋的長度也可以根據(jù)拉結(jié)筋接頭的方式來確定,如果是焊接接頭,則插筋的長度可以適當(dāng)短些;如果是使用綁孔結(jié)構(gòu),則需要加長。一般在插筋時(shí)都需要具有經(jīng)驗(yàn)的施工人員來完成,他們能夠很好的掌握插筋的長度。在選擇插入的鋼筋時(shí),要保證其插入段平直無銹,也可以使用砂紙進(jìn)行打磨,也有利于插筋的順利完成。
5.插筋和固定
當(dāng)結(jié)構(gòu)膠灌注完成后,則可以將準(zhǔn)備好的鋼筋插入到孔內(nèi),通常露在外部的鋼筋會(huì)較長,而且剛剛灌入的膠液強(qiáng)度較低,容易造成脫落現(xiàn)象,所以要將孔內(nèi)的鋼筋進(jìn)行適當(dāng)?shù)匿亯|,保證其穩(wěn)定的停留在孔內(nèi),這樣才能避免鋼筋滑落。
6.檢驗(yàn)
當(dāng)插筋完成后,需要對插筋的質(zhì)量進(jìn)行以及其本身的受力狀態(tài)進(jìn)行必要的檢驗(yàn),也可以利用抽樣檢查,確定插筋質(zhì)量,以此保證粘接質(zhì)量。
結(jié)束語:
建筑工程領(lǐng)域的快速發(fā)展,也促進(jìn)了各種施工方法新工藝的不斷改進(jìn),鉆孔粘接施工法是經(jīng)過相關(guān)施工部門正是鑒定的施工工藝,在各種建筑工程中都有著十分廣泛的應(yīng)用,也受到了施工領(lǐng)域的贊譽(yù)。當(dāng)前,在建筑體積逐漸增大、建筑結(jié)構(gòu)日漸復(fù)雜的情境下,鉆孔粘接結(jié)構(gòu)在墻體拉筋施工中是使用的最為廣泛的施工工藝,而隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,這種施工方法也將不斷的完善,進(jìn)而促進(jìn)我國建筑事業(yè)的持續(xù)發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:高層建筑;主體結(jié)構(gòu);施工
中圖分類號(hào):TU208文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
在施工中,有采用預(yù)應(yīng)力板柱結(jié)構(gòu)和帶框無砂陶?;炷两Y(jié)構(gòu),如廣東國際大廈采用的無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土樓板,其高度已超過國際同類建筑的高度[1]。在超高層建筑方面,全鋼結(jié)構(gòu)框架也開始出現(xiàn)。在解決關(guān)鍵技術(shù)超厚鋼板的現(xiàn)場焊接中,采用氣體保護(hù)焊焊接130mm厚鋼板獲得成功,并成功解決了整體鋼框架的焊接變形控制和測量校正的技術(shù)問題,使這項(xiàng)技術(shù)達(dá)到了國際先進(jìn)水平[1]。
一、工程概況
浙江省某高層建筑采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土, 模板工程誤差不大于±15mm, 邊長誤差不大于 1/15000; 基礎(chǔ)放線偏差不大于±10mm; 軸線豎向偏差不大于 30mm; 標(biāo)高豎向放線偏差不大于±30mm; 模板工程應(yīng)用膠合板、鋼模、鋼板等材料, 模板及其支架應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性等計(jì)算, 柱混凝土拆模強(qiáng)度不小于 1.5MPa, 墻體拆模強(qiáng)度不小于 1.0MPa 或承受樓板荷載時(shí)不小于 4.0MPa。
二、高層建筑施工的特點(diǎn)
高層建筑和多層建筑主體結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)各有異同。從逐層施工的方法來看,基本相同;但從整個(gè)建筑來看,并不相同。主要原因是由高度增高而帶來施工條件的差異。高層建筑的施工概括起來,要掌握好“高”、“深”、“長”、“密”4個(gè)特點(diǎn)。
“高”是指建筑物的高度高。隨著建筑施工高度的增加,導(dǎo)致高層建筑施工的特點(diǎn)是垂直運(yùn)輸量大,沒有與之相適應(yīng)的垂直運(yùn)輸設(shè)備,要建造高層建筑是相當(dāng)困難的[2]。
“深”是指基礎(chǔ)埋置深度深。為了保證高層建筑整體的穩(wěn)定性,天然地基的埋置深度不宜小于建筑物高度的1/12,采用樁基時(shí),不宜小于建筑高度的1/15(樁的長度不計(jì)算在埋置深度內(nèi)),至少應(yīng)有一層地下室。因此,一般埋深均在地面以下5m。
“長”是指建筑物施工周期長。高層建筑施工周期都比較長,一般多層住宅每棟平均工期在10個(gè)月左右,而高層建筑的施工周期一般都在一年以上。要縮短施工周期,主要是縮短主體結(jié)構(gòu)和裝飾施工周期,各種高層結(jié)構(gòu)體系可以采用不同的施工方法。而現(xiàn)澆混凝土是高層建筑施工的主導(dǎo)工序,合理的選擇模板體系是縮短工期、降低成本的主要途徑之一。
“密”是指高層建筑的施工條件復(fù)雜。高層建筑一般建造在密集的建筑群中,因此施工場地狹小,建造時(shí)必須保護(hù)相鄰建筑、道路和地下管線不遭損壞,一般在基礎(chǔ)工程施工時(shí),均要采用擋土或加固等措施[2]。
為此通過技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較,選擇最優(yōu)施工方案是十分必要的。同時(shí)在高層建筑施工組織設(shè)計(jì)中,需擬訂相應(yīng)的基礎(chǔ)工程施工方案、主體結(jié)構(gòu)工程施工方案和裝飾工程施工方案等,以便更好地組織施工[3]。
三、高層建筑主體結(jié)構(gòu)施工措施
1.全現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的施工
在高層全現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)施工中,主要解決模板工程中的組合問題;高強(qiáng)混凝土的制備問題;泵送混凝土的施工技術(shù)和無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土的施工問題。
(1)組合模板
施工前,做好配板設(shè)計(jì)和模具準(zhǔn)備,使模板成為梁、板、柱的模數(shù)。1)柱模板。先將第一段4面模板就位拼裝好,立即校正并調(diào)整其對角線,要使模板豎直,位置要準(zhǔn);待第一段模板拼裝好以后,用柱箍固定,接著拼第二段,直至一層柱的全高。2)梁模板。安裝梁模板,常用桁架支撐。安裝就位時(shí),兩端安裝孔應(yīng)先準(zhǔn)確套入立柱用螺栓固定,并在立柱上加設(shè)橫擋,以確保立柱的穩(wěn)定。梁模與柱模的連接,一般采用角模或小鋼模拼接[3]。
(2)高強(qiáng)混凝土的制備
對于全現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)需用C50~C60的高強(qiáng)混凝土,這是因?yàn)楦邚?qiáng)混凝土節(jié)約材料用量,降低造價(jià)。要制備高強(qiáng)混凝土,其主要技術(shù)途徑有:1)選用需水性小的水泥。所謂水泥需水性,即是使水泥砂漿式混凝土達(dá)到可塑性或流動(dòng)性所需要的拌和用水量。因?yàn)橛盟啃〉乃?,在配制相同稠度的混凝土所采用的水灰比更小,就可以獲得較高的混凝土強(qiáng)度。比如,硅酸鹽水泥所需標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量為21%~28%,而火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥所需標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量則為26%~32%,相比之下,需水性要大些。2)選用合適的水泥細(xì)度。水泥顆粒越細(xì),強(qiáng)度越高,但水化作用也太快。一般選用52.5級(jí)硅酸鹽水泥,富余系數(shù)在1.13以上,水泥顆粒直徑為30μm左右,或?qū)⒁话闼噙M(jìn)行二次磨細(xì),以增加細(xì)度,提高水化反應(yīng)的能力,加快混凝土各個(gè)齡期強(qiáng)度的發(fā)展。3)選用高標(biāo)號(hào)水泥。要配制高強(qiáng)度混凝土,必須采用優(yōu)質(zhì)的高標(biāo)號(hào)水泥。4)降低水灰比。當(dāng)選定水泥之后,水灰比越小,水泥漿的黏滯性越大,所配制的混凝土強(qiáng)度也就越高。配制一般混凝土,其水灰比一般為0.6;加入減水劑,可使水灰比由0.6降到0.30~0.35,而配制的混凝土的強(qiáng)度等級(jí)為C50~C60;若再加入高活性摻和料,如粉煤灰外摻料、沸石粉外摻料和硅灰等,可使水灰比降低為0.25,則配制的混凝土強(qiáng)度等級(jí)可達(dá)C100~C130,此時(shí)混凝土仍有較好的和易性[4]。
高強(qiáng)混凝土的施工要點(diǎn):嚴(yán)格控制配合比;嚴(yán)格控制攪拌時(shí)間;嚴(yán)格掌握澆筑要領(lǐng);嚴(yán)格質(zhì)量養(yǎng)護(hù)措施。
2.現(xiàn)澆柱、預(yù)制梁和樓板框架結(jié)構(gòu)的施工
在有抗震要求的高層建筑施工中,使用得較多的一種工業(yè)化建筑體系,類似裝配式結(jié)構(gòu)的施工,但又使柱、梁的接頭由焊接改為現(xiàn)澆,其梁、柱節(jié)點(diǎn)整體性加強(qiáng)了,比全現(xiàn)澆框架體系可減少支、拆模板的工序,加快了施工進(jìn)度。目前在現(xiàn)場常用的有兩種方法,其一為先澆筑柱子,后吊裝預(yù)制的梁和板;二是先吊裝預(yù)制的梁,后澆筑柱子,最后吊裝板[4]。
高層建筑的結(jié)構(gòu)體系對施工方法提出了一定的要求,如何選擇合理的施工方案有著重要的意義。對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)來說,常用的施工方法有預(yù)制裝配式施工方法、現(xiàn)澆與預(yù)制相結(jié)合的施工方法和全現(xiàn)澆的施工方法等。一般16層(50m)以下的高層建筑,根據(jù)施工條件,可以有多種結(jié)構(gòu)體系的選擇;超過50m的高層建筑,基本上采用以現(xiàn)澆為主的剪力墻和筒體體系?,F(xiàn)澆混凝土的模板體系,一般可分為豎向模板和橫向模板。臺(tái)模是一種大型工具式模板,適用于高層建筑中的各種樓蓋結(jié)構(gòu)的施工。由于它外形如桌子,故稱臺(tái)模(或者桌模)。臺(tái)模主要由平臺(tái)板、支撐系統(tǒng)(包括梁、支架、支撐、支腿等) 和其他配件(如升降和行走機(jī)構(gòu)等)組成,適用于大開間、大柱網(wǎng)、大進(jìn)深的現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓蓋施工,尤其適用于現(xiàn)澆板柱結(jié)構(gòu)(無柱帽)樓蓋的施工。臺(tái)模的規(guī)格尺寸,主要根據(jù)建筑物結(jié)構(gòu)的開間(柱網(wǎng))和進(jìn)深尺寸以及起重機(jī)械的吊運(yùn)能力來確定。(2)隧道模是在大模板施工的基礎(chǔ)上,將現(xiàn)澆墻體的模板和現(xiàn)澆樓板的模板結(jié)合為一體的大型空間模板,由三面模板組成一節(jié),形如隧道。(3)永久性模板。永久性模板,又稱一次性消耗模板,即在現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)澆筑后模板不再拆除,其中有的模板與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)疊合后組合成共同受力構(gòu)件。
結(jié)論
總之,高層建筑的施工技術(shù)水平隨著工程建設(shè)的發(fā)展而不斷提高,尤其近幾年有了突破性的進(jìn)展。目前還推行了群體高層內(nèi)澆外砌體系,加快了施工進(jìn)度。在各類高層公共建筑方面,鋼筋混凝土框筒、框剪、筒中筒等結(jié)構(gòu)體系已廣泛投入使用。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:混凝土;后澆帶;防水措施;監(jiān)理要點(diǎn)
一 前言
建筑工程結(jié)構(gòu)留設(shè)后澆帶,對施工結(jié)構(gòu)的不均勻沉降、因混凝土收縮及溫度原因產(chǎn)生的裂縫問題,對一些因結(jié)構(gòu)及功能要求不便于設(shè)置變形縫以及適當(dāng)增大伸縮縫間距的工程,提出了很好的解決辦法。后澆帶的設(shè)計(jì)施工質(zhì)量,直接影響結(jié)構(gòu)安全和使用功能。在建設(shè)部下發(fā)的《房屋建筑工程旁站監(jiān)理管理辦法(試行)》文件中,明確列出后澆帶是必須實(shí)施旁站監(jiān)理的重要部位。因此做好后澆帶施工監(jiān)理對實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求、保證工程質(zhì)量都極為重要。
二 后澆帶設(shè)計(jì)要求
后澆帶位置。后澆帶的位置至莢重要.設(shè)計(jì)的位置得當(dāng),才能起到它應(yīng)有的作用。在現(xiàn)行地下工程防水技術(shù)規(guī)范中規(guī)定:“后澆帶應(yīng)設(shè)在受力和變形較小的部位,間距宜為30m-60m”。具體設(shè)置在哪個(gè)部位,應(yīng)由設(shè)計(jì)者根據(jù)工程地質(zhì)條件、工程類型和結(jié)構(gòu)受力情況分析計(jì)算確定。現(xiàn)行工程設(shè)計(jì)中大多數(shù)將后澆帶設(shè)置在梁、板跨的1/3處,個(gè)別也有不標(biāo)注具體尺寸,只給出后澆帶的大致位置。
后澆帶寬度。后澆帶寬度與板、墻厚度有關(guān)?,F(xiàn)行GB50108—2001規(guī)定“后澆帶的寬度宜為700mm~1000mm”。具體寬度應(yīng)由設(shè)計(jì)者根據(jù)工程情況和部位及現(xiàn)場情況,本著宜窄不宜寬的原則確定。通常設(shè)計(jì)后澆帶的寬度為800ram。
后澆帶形式。后澆帶形式是指后澆帶兩側(cè)混凝土接縫處的斷面形式。通常采用的有平直縫、企口縫、階梯縫、V形縫等四種形式。具體使用哪種形式,由設(shè)計(jì)者根據(jù)后澆帶位置、墻板厚度、防水要求等工程具體情況選定.并繪制施工詳圖。
后澆帶鋼筋處理。后澆帶處鋼筋是斷開還是貫通.應(yīng)由設(shè)計(jì)者根據(jù)后澆帶類型和設(shè)置目的而定。對沉降用后澆帶,鋼筋應(yīng)貫通,不斷開;對伸縮后澆帶鋼筋應(yīng)斷開。對梁板結(jié)構(gòu),板筋斷開,梁筋貫通。
在后澆帶處鋼筋貫通,不斷開,則兩側(cè)混凝土收縮受到制約,鋼筋產(chǎn)生拉應(yīng)力,后澆帶處混凝土出現(xiàn)裂縫。在后澆帶處鋼筋斷開,則可釋放應(yīng)力,但鋼筋斷開后如何連接,如果采用搭接,接頭鋼筋數(shù)應(yīng)小干25%;如果采用焊接,接頭鋼筋數(shù)應(yīng)錨在同位置不應(yīng)大于50%,均無法滿足規(guī)范要求。
后澆帶防水措施。后澆帶位于地下應(yīng)有防水構(gòu)造措施,除做好整體工程防水之外.還應(yīng)該做好后澆帶接縫處防水,以防滲漏。通常的做法是在施工縫中部埋設(shè)遇水膨脹止水條,或在遇水面貼外貼式止水帶。當(dāng)后澆帶需超前止水時(shí),后澆帶部位混凝土應(yīng)局部加厚,并增設(shè)外貼式或中埋式止水帶。要嚴(yán)格按照施工圖紙和GB 50108—2001地下工程防水技術(shù)規(guī)范要求施工,保證防水構(gòu)造措施施工質(zhì)量。
三 施工過程質(zhì)量控制
模板及支撐系統(tǒng)的質(zhì)量控制
后澆帶的模板支撐系統(tǒng),是筆者近年見到的最易產(chǎn)生質(zhì)量問題的環(huán)節(jié)。常見問題就是不設(shè)置獨(dú)立的支模、拆模體系。由于不獨(dú)立,拆模時(shí)后澆帶處模板便只能連同其它部位模板一同拆除,甚至有些底層模板拆除后上層主體混凝土還正在施工。
這樣做的后果是顯而易見的。因?yàn)楹鬂矌O(shè)在跨中1/3處,混凝土未澆筑前只有鋼筋相連(有些該部位鋼筋也可能設(shè)計(jì)為斷開),過早拆模后該處一定程度上形成了懸挑結(jié)構(gòu)(跨度越大,則1/3跨越長,懸挑越長),在上面各種荷載及自重的作用下,等于給后澆帶兩側(cè)構(gòu)件施以向下的預(yù)應(yīng)力。若遇到配筋及截面尺寸都較小的構(gòu)件,過早拆模,則有整體斷裂的可能性。針對這種情況有些監(jiān)理工程師,可能要求施工方對該部位重新支頂,施工單位便使用鋼管或木柱等材料支在后澆帶底部。其實(shí),拆模后(因混凝土未澆筑),構(gòu)件鋼筋已處于異常受力狀態(tài),再次支頂,已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到未拆時(shí)的效果,反而在構(gòu)件局部形成支點(diǎn),同樣改變了構(gòu)件的受力狀態(tài)。
以上是支模不當(dāng)造成早拆對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的危害,監(jiān)理對這種情況應(yīng)做到事前控制, 模板驗(yàn)收時(shí)對沒有形成單獨(dú)支設(shè)的應(yīng)要求施工方及早整改。
后澆帶平面布置及接縫的質(zhì)量控制
后澆帶的平面布置形式,大多在各樓層上下同一位置設(shè)計(jì)為一條貫通建筑橫向的“直線帶”,這是大家知道的習(xí)慣做法。但其缺點(diǎn)為:因均是在上下同一位置布置,容易引起在該位置的應(yīng)力集中,導(dǎo)致后澆帶施工完畢后接縫處貫通裂縫的產(chǎn)生。
監(jiān)理對該部位的監(jiān)控,首先,要求施工方在后澆帶施工方案中應(yīng)有這方面的措施,杜絕那些野蠻施工方法,也應(yīng)淘汰那種在斷面接縫處夾木板條來支模的施工方法,這種方法易跑模、漏漿、.板條夾雜在混凝土中難于清理。其次,優(yōu)先考慮使用鋼絲網(wǎng),因其柔性好,施工方便,可作為永久性模板使用。使用這種材料.應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
鋼絲網(wǎng)宜在鋼筋骨架吊裝入模前或側(cè)模合模前敷設(shè),以方便施工,入模后再作進(jìn)一步固定。
為防止在澆筑時(shí)從保護(hù)層處漏漿,可在接縫處底部保護(hù)層位置放置一短鋼筋(與構(gòu)件截面同寬,直徑同保護(hù)層厚度),使鋼絲網(wǎng)下翻纏在該鋼筋上即可有力解決該問題,側(cè)模處也可采取這種方法防止漏漿。
鋼絲網(wǎng)應(yīng)就近綁扎于鋼筋上,還應(yīng)在背面配以小木方或扁鐵等材料作為臨時(shí)固定,以防澆筑混凝土?xí)r鋼絲網(wǎng)向外鼓出,導(dǎo)致接縫達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。
后澆帶混凝土施工的質(zhì)量控制
混凝土澆筑時(shí)間的控制。目前,對后澆帶混凝土的澆筑時(shí)間,因有關(guān)規(guī)范未做要求,導(dǎo)致具體施工中說法不一、做法不一?,F(xiàn)行《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》9.1.3的條文說明中給出后澆帶混凝土澆筑時(shí)間通常在兩個(gè)月以上,現(xiàn)行《地下防水工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》4.5.7條中要求后澆帶應(yīng)在其兩側(cè)混凝土齡期達(dá)到42d后再澆筑。但筆者認(rèn)為.其澆筑時(shí)間至少應(yīng)在主體結(jié)構(gòu)施工完畢,沉降變形趨于穩(wěn)定后再進(jìn)行。如對于一些主體結(jié)構(gòu)較長或體積較大的建筑,施工時(shí)間可能遠(yuǎn)不止42d或兩個(gè)月,如按照上條中說法,42d或兩個(gè)月以后澆筑地下部分或底層后澆帶混凝土,但上層主體結(jié)構(gòu)有可能沒有結(jié)束或只施工到一半,這樣是不妥當(dāng)?shù)?。隨著上部荷載的不斷增加,沉降及其它變形也在增加,提前澆筑完的后澆帶很可能在短時(shí)間便產(chǎn)生裂縫。
對北方一些主體完工便進(jìn)入冬季而停工的工程或?qū)⒁M(jìn)行冬季施工的工程,其后澆帶的施工最好在來年春季氣候轉(zhuǎn)暖后再進(jìn)行,以避開因溫差影響使接縫處產(chǎn)生裂縫。
混凝土配制的質(zhì)量控制。對后澆帶混凝土的配制,施工中也有各種做法,有的用原強(qiáng)度等級(jí):有的比原強(qiáng)度提高一、二級(jí)甚至更多(認(rèn)為后澆帶澆筑量不大,多放幾袋水泥提高強(qiáng)度對防止裂縫會(huì)有好處)。這其中的有些做法是不可取的。殊不知水泥摻量越大,混凝土強(qiáng)度是提高了,但其收縮性也會(huì)跟著增大,結(jié)果只會(huì)適得其反。
后澆帶混凝土強(qiáng)度等級(jí),包括膨脹劑的用量,必須根據(jù)設(shè)計(jì)要求,由實(shí)驗(yàn)室通過試配確定,應(yīng)開具配合比單,施工方對照配合比單在監(jiān)理的見證下進(jìn)行現(xiàn)場拌制。監(jiān)理對外加劑的進(jìn)場也要進(jìn)行及時(shí)檢查,防止使用過期、劣質(zhì)的外加劑。
關(guān)鍵詞:地鐵;施工方法;臺(tái)階法;彈塑性分析;支護(hù)彎矩;支護(hù)變形
1 工程概況
蒲天區(qū)間南起蒲黃榆北端,沿蒲黃榆路向北,經(jīng)玉蜓立交橋穿過南二環(huán)路、京廣鐵路、南護(hù)城河,終至天壇東門站。該區(qū)段線路長1744. 4m , 區(qū)間隧道覆土厚度為14~18m , 為兩個(gè)單洞單線區(qū)間。根據(jù)蒲天區(qū)間所處位置的工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件、周圍環(huán)境、地面及地下構(gòu)筑物、道路、地下管線等條件,本區(qū)間采用淺埋暗挖法施工,采用有限元結(jié)構(gòu)分析程序ANSYS 軟件對區(qū)間主體結(jié)構(gòu)施工全過程進(jìn)行模擬計(jì)算,并采用地下結(jié)構(gòu)專用程序2D -σ軟件對計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了比較。地鐵5 號(hào)線由南向北橫穿永定河沖洪積扇,本區(qū)間位于該沖洪積扇的中部地帶。場址的土層依次為: 人工堆積層:粉土填土① 層,局部為雜填土①1 層及爐灰①2 層。第四紀(jì)全新沖洪積層:粉土③ 層(夾粉質(zhì)粘土、粘土③1 層), 粉細(xì)紗③2 層,粉土④1 層,中粗砂④3 層。第四紀(jì)晚更新世沖洪積層:卵石圓礫⑤ 層,粉細(xì)紗⑤2 層,粉質(zhì)粘土、粘土⑥ 層,細(xì)中砂⑥2 層,卵石圓礫⑦ 層,粉質(zhì)粘土、粘土⑧ 層(夾粉土⑧1 層及細(xì)中砂⑧2 層),卵石圓礫⑨ 層(夾細(xì)中砂⑨1 層),粘土⑨3 層,粉質(zhì)粘土、粘土⑩ 層,細(xì)中砂⑩2 層,卵石圓礫層(夾細(xì)中砂 1 層) 。
2 采用的施工方法
目前淺埋暗挖區(qū)間常用的工法主要有臺(tái)階法、中隔壁法、雙側(cè)壁導(dǎo)坑法等。施工方法的選定對初期支護(hù)參數(shù)的確定和二次襯砌的設(shè)計(jì)密切相關(guān)。由于開挖順序不同,其支護(hù)內(nèi)力和地面沉降也不同。因此,選擇一個(gè)支護(hù)受力好、結(jié)構(gòu)安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理的施工方法是極為重要的。根據(jù)沿線工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、地鐵埋深、臨近高大建筑物和地下構(gòu)筑物下沉允許量、施工進(jìn)度、混凝土拆除量小、造價(jià)低等綜合因素,本區(qū)間主體結(jié)構(gòu)采用臺(tái)階法施工,折返線段根據(jù)斷面的大小分別采用中隔壁法和雙側(cè)壁導(dǎo)坑法。
3 模型的選取
施工階段的計(jì)算模式為取一定邊界范圍的土體作為分析對象,采用ANSYS 有限元分析程序模擬施工開挖、支護(hù)、襯砌全過程。計(jì)算模型簡圖見圖1 。
計(jì)算假定:
(1) 平面應(yīng)變。
(2) 彈塑性分析。
(3) 假定計(jì)算邊界處不受隧道開挖的影響,即該處為靜止的原始應(yīng)力狀態(tài),變形為零,用約束來模擬。
(4) 計(jì)算寬度取隧道邊墻處2. 5 倍的隧道寬度。
(5) 計(jì)算深度為隧道底下3. 0 倍的隧道高度。
(6) 錨桿、超前小導(dǎo)管等措施加固土后力學(xué)參數(shù)可適當(dāng)?shù)奶岣摺?/p>
圖1 施工階段網(wǎng)格劃分圖
4 計(jì)算參數(shù)的選定
有限元計(jì)算中,采用莫爾-庫侖屈服準(zhǔn)則對結(jié)構(gòu)的開挖過程進(jìn)行彈塑性分析。也即采用Drucker -Prager(DP) 模型計(jì)算結(jié)構(gòu)非線形的變形特性。
計(jì)算時(shí)將地層以巖性和地質(zhì)特點(diǎn)劃分為6 個(gè)不同的類別,各層土層的物理力學(xué)指標(biāo)依據(jù)《勘察報(bào)告》選取,具體參數(shù)見表1 。
5 施工階段計(jì)算過程
5. 1 ANSYS 計(jì)算結(jié)果
計(jì)算模擬實(shí)際施工過程分步進(jìn)行計(jì)算:在重力作用下進(jìn)行初期狀態(tài)分析;開挖上部土體并施做初期支護(hù);開挖下部土體并封閉支護(hù);施作二次襯砌,完成主體結(jié)構(gòu)。計(jì)算拱頂最大位移為23mm , 地面沉降值為17mm 。
轉(zhuǎn)貼于 表1 各土層物理力學(xué)參數(shù)
壓縮模量Es 容重ν 內(nèi)聚力C 內(nèi)摩擦角
土層類別(MPa) 泊松比(kN/ m2) (kPa) φ(°)
5. 2 2D -σ計(jì)算結(jié)果
為了驗(yàn)證計(jì)算結(jié)果是否正確,用地下結(jié)構(gòu)專用分析軟件2D -σ有限元分析程序進(jìn)行分析計(jì)算,計(jì)算結(jié)果見圖2 、圖3 。
圖2 土體及支護(hù)變形圖
圖3 初襯彎矩圖(kN·m)
6 計(jì)算結(jié)果分析
(1) 拱頂最大位移為23mm , 地面沉降值為17mm , 滿足規(guī)范要求地面沉降≤30mm 的規(guī)定。
(2) 在結(jié)構(gòu)拱腳和拱頂處土體產(chǎn)生塑性變形,施工中需采取超前小導(dǎo)管、注漿加固等措施。
(3) 初襯在仰拱處產(chǎn)生最大彎矩為117kN·m , 相應(yīng)的軸力為1050kN , 襯砌承受拉應(yīng)力,因此,必須采取注漿加固地層、格柵支護(hù)等工程措施。
(4) 通過用兩種不同的程序進(jìn)行分析,計(jì)算結(jié)果基本相同,計(jì)算精度可滿足工程需要。
【關(guān)鍵詞】高層建筑;主體結(jié)構(gòu);施工工藝
引言:
隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展,建筑科學(xué)和建筑技術(shù)也有了高速發(fā)展。尤其在城市,隨著土地的緊張及進(jìn)一步充分發(fā)揮土地的綜合利用率,高層建筑正在日益成為城市建設(shè)的主體。
1 高層建筑的定義
高層建筑的定義在不同國家和地區(qū)、不同的時(shí)期有所不同,2005年,我國《民用建筑設(shè)計(jì)通則》(GB 50352—2005)規(guī)定:10層及10層以上的住宅建筑為高層住宅,總高度超過24m的非單層公共建筑為高層建筑;建筑高度大于100m的民用建筑為超高層建筑。一般而言,9—16層或小于50m為一類高層,17—25層或小于75m為二類高層,26—40層或小于100m為三類高層,大于40層、建筑高度大于100m的民用建筑均為超高層建筑。
2 高層建筑施工的特點(diǎn)
現(xiàn)代高層建筑多為體高量大,因此其施工過程不同于一般建筑。其主要特點(diǎn)如下:
2.1 工程量大,工期長。高層建筑平均一棟都要超過10000m2,而且高度至少30m,因此工期都要超過一年,不可避免的要遇到冬期施工,雨期施工。會(huì)給施工增加難度。這就需要合理安排施丁,采取各種技術(shù)措施,保證工程快速、優(yōu)質(zhì)的完成。
2.2 高空作業(yè)。由于高空施工,則需要解決高空的垂直、水平運(yùn)輸,因此塔吊、泵送設(shè)備等相應(yīng)的機(jī)具設(shè)備要備齊;解決人員上下又要配備外用施工電梯;在施工中要解決用水、用屯、通信、臨時(shí)設(shè)施等問題;同時(shí)在施工過程中,要認(rèn)真做好高空安全保護(hù)、防火,以及防止物體墜落造成打擊事故發(fā)生。
2.3 主體結(jié)構(gòu)施工技術(shù)復(fù)雜。在高層施工中由于建筑本身的復(fù)雜件和現(xiàn)代化,新的技術(shù)、工藝、設(shè)備的采用對施工技術(shù)人員和工人都提出了新的要求,如高強(qiáng)度混凝上的施工、大體積混凝土的施工、泵送混凝土的施工、高層建筑的測量放線、深基坑施工支護(hù)、深基坑施工降水和防水、高層模板體系、高層現(xiàn)代化設(shè)備安裝等,都是當(dāng)前高層施工中的關(guān)鍵技術(shù)問題。
2.4 影響高層施工的因素多,對項(xiàng)目的組織管理工作復(fù)雜。高層建筑工程項(xiàng)目多、工種多、涉及單位多、管理復(fù)雜;大型復(fù)雜的高層建筑,總包、分包涉及單位多,協(xié)作關(guān)系涉及許多部門,必須精心施工,加強(qiáng)集中管理。
3 高層建筑主體結(jié)構(gòu)施工
3.1 主體結(jié)構(gòu)施工方案選擇
3.1.1 框架結(jié)構(gòu)施工方案
框架結(jié)構(gòu)的板、梁、柱的混凝土,均采用在施工現(xiàn)場就地澆筑的施工方法。這種方法整體性好、適應(yīng)性強(qiáng),但施工現(xiàn)場工作量大,需要大量的模板,并應(yīng)解決好鋼筋的加工成型和現(xiàn)挽混凝土的拌制、運(yùn)輸、澆灌、振搗、養(yǎng)護(hù)等問題?,F(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)柱、梁模板可采用組合式鋼模板、膠合板模板散裝散拆或整裝散拆,也可采用滑模施工。采用組合式模板用于樓蓋模板支設(shè)時(shí),還可利用早拆模板體系,加快模板的周轉(zhuǎn)利用。
3.1.2 剪力墻結(jié)構(gòu)施工方案
現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)可采用大模板和滑動(dòng)模板的施工工藝。
(1)大模板工藝廣泛用于現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)施工中,具有工藝簡單、施工速度快、結(jié)構(gòu)整體性好、抗震性能強(qiáng)、裝修濕作業(yè)少、機(jī)械化施工程度高等優(yōu)點(diǎn)。大模板建筑的內(nèi)承重墻均用大模板施工,外墻逐步形成現(xiàn)澆、領(lǐng)制和砌筑三種做法,樓板可根據(jù)不同情況采用預(yù)制、現(xiàn)撓或預(yù)制和現(xiàn)澆相結(jié)合的三種方法。
(2)滑動(dòng)模板工藝用于現(xiàn)撓剪力墻結(jié)構(gòu)施工中,結(jié)構(gòu)整體性好,施]:速度快。樓板一般為現(xiàn)撓,也可以采用須制。
3.13 簡體結(jié)構(gòu)施工方案
鋼筋混凝土簡體的豎向承重結(jié)構(gòu)均采用現(xiàn)澆工藝,以確保高層建筑的結(jié)構(gòu)整體性,模板可采用工具式組合模板、大模板或滑動(dòng)模板。內(nèi)筒與外筒(柱)之間的樓板跨度常達(dá)8—12m,一般采用現(xiàn)澆混凝土樓板或以壓型鋼板、徹凝土薄板作永久性模板的現(xiàn)澆疊合樓板,也有采用預(yù)制肋梁現(xiàn)澆疊合樓板。
3.2 樓板結(jié)構(gòu)施工高層建筑樓板結(jié)構(gòu)施工所聞的模板有臺(tái)模、模殼、永久性模板(包括頂制薄板和壓型鋼板)等。這些模板的共同特點(diǎn)是安裝、拆模迅速,人力消耗少,勞動(dòng)強(qiáng)度低。下面主要介紹臺(tái)模。臺(tái)模的類型較多,大致分為立柱式、衍架式和懸架式三類。
立柱式臺(tái)棋包括鋼管組合式臺(tái)模和門架式臺(tái)模等,是臺(tái)模最基本的類型,應(yīng)用比較廣泛。立柱式臺(tái)模承受的荷載,出立柱直接傳遞給樓面;衍架式臺(tái)模是將臺(tái)模的面板和龍骨放量在兩柑或多祝卜下該平行的衍架上,以衍架作為臺(tái)模的豎向承重構(gòu)件。這種臺(tái)模適用于大柱網(wǎng)(大開間)、大進(jìn)深、無柱帽的板柱或板墻結(jié)構(gòu)施工;懸架式是一種無支腿式臺(tái)模,即臺(tái)模不是文設(shè)在樓面上,而是文設(shè)在建筑物的墻、柱結(jié)構(gòu)所設(shè)置的托架上。因此,臺(tái)模的支設(shè)不需要考慮樓面結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度,從而可以減少臺(tái)模需要多層配置的問題。另外,這種臺(tái)??梢圆皇芙ㄖ飳痈卟煌挠绊懀恍璋撮_間(柱網(wǎng))和進(jìn)深進(jìn)行設(shè)計(jì)即可。
3.3 大模板施工
大模板施工是采用工具式大型模板,配以相應(yīng)的起重吊裝機(jī)械,以工業(yè)化生產(chǎn)方式在施工現(xiàn)場撓筑混凝土墑體的一種成套模板技術(shù)。其工藝特點(diǎn)是以建筑物的開問、進(jìn)深、層高的標(biāo)準(zhǔn)化為基礎(chǔ),以大型工業(yè)化模板為主要施工手段,以現(xiàn)澆鋼筋混凝土墻體為主導(dǎo)工序,組織襯節(jié)奏的均衡施工。目前,大模板工藝已成為剪力墻結(jié)構(gòu)工業(yè)化施工的主要方法之一。
大模板工程建筑體系大體上分為三類,即內(nèi)墻現(xiàn)澆、外墻預(yù)制(簡稱內(nèi)澆外板或內(nèi)澆外掛)、內(nèi)外墻全現(xiàn)澆(簡稱全現(xiàn)澆),內(nèi)墻現(xiàn)撓外墻砌筑(簡稱內(nèi)撓外砌)。
內(nèi)澆外板工程是以單一材料或復(fù)合材料的預(yù)制混凝土墻板作為高層建筑的外墻,內(nèi)墻采用大模板支模,現(xiàn)場澆筑混凝土。其主要施工程序是:準(zhǔn)備工作一安裝大模板—安裝外墻板一固定模板上口—預(yù)檢i澆筑內(nèi)墻混凝土—其他工序。準(zhǔn)備工作主要包括模板編號(hào)、抄平放線、敷設(shè)鋼筋、埋設(shè)管線、安裝門窗洞口模板或門窗框等。其他工序主要包括拆模、墻面修整、墻體養(yǎng)護(hù)、板縫防水處理、水平結(jié)構(gòu)施工及內(nèi)外裝飾等。大模板組裝前要進(jìn)行編號(hào),并繪制單元模板組合平面圖。每道墻的內(nèi)外兩塊大模板取同一數(shù)字編號(hào).并應(yīng)標(biāo)以正號(hào)、負(fù)號(hào)以示區(qū)分。
內(nèi)外墻全現(xiàn)澆工程是以現(xiàn)澆鋼筋混凝土外墻取代預(yù)制外墻板。其主要施工程序是:準(zhǔn)備工作—拄外架子—安裝內(nèi)橫墻大模板—安裝內(nèi)縱墑大模板—安裝角模—安裝外墻內(nèi)側(cè)大模扳—合模前鋼筋檢查—安裝外墻外側(cè)大模板—預(yù)檢一澆筑墻體溫凝土—其他工序。
內(nèi)澆外砌工程是內(nèi)墻采用大模扳現(xiàn)澆混凝土,外墻為磚墻砌筑,內(nèi)墻、外墻交接處采用鋼筋拉接或設(shè)置鋼筋混凝土構(gòu)造柱咬合,適用于層數(shù)較少的高層建筑。其主要施工程序是:準(zhǔn)備工作一外墻砌筑一安裝大模板一預(yù)檢一澆筑內(nèi)墻混凝土一其他工序。
3.5 滑模施工
滑模(液壓滑動(dòng)模板)施工技術(shù),是利用一套1m多高的模板及液壓提升設(shè)備.按照工程設(shè)計(jì)的平面尺寸組成滑模裝置,連續(xù)不斷地進(jìn)行豎向現(xiàn)澆混凝土構(gòu)件施工的一種成套模板技術(shù)。其工藝特點(diǎn)是模板一次組裝成型,裝拆工序少,能連續(xù)滑升作業(yè),施工速度快,工業(yè)化程度高,結(jié)構(gòu)整體性能好?;9に囀歉邔蝇F(xiàn)澆混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)和簡體結(jié)構(gòu)采用的主要工業(yè)化施工方法之一。
4 結(jié)束語:
隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展,人們的生活水平日益提高,人們對建筑的要求也越來越高,高層建筑在城市的建設(shè)中也越來越普遍。為保障人民群眾的生命安全,在建筑施工中,加強(qiáng)高層建筑主體結(jié)構(gòu)施工的總體質(zhì)量顯得尤為重要,對提高建筑工程質(zhì)量有著重要的作用。
參考文獻(xiàn):
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[2]陳儉偉,高層建筑主體結(jié)構(gòu)施工技術(shù)探析[J],建筑科學(xué),2008
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中圖分類號(hào):TV551.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):
隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,我國一些城市高層建筑越來越多,建筑物基礎(chǔ)也越建越深,對深基坑的開挖支護(hù)技術(shù)也提出新的要求。高層建筑多采用補(bǔ)償性基礎(chǔ),有較深的多層地下室,它一方面利用補(bǔ)償原理能有效地利用地基承載力,另一方面亦可充分利用地下空間作為地下停車場、設(shè)備層用房等,增加使用面積。這也為利用逆作法提供了條件。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,高層建筑越來越多,基坑深度越來越大,逆作法施工技術(shù)作為一種十分有效的深基坑支護(hù)技術(shù)必將得到越來越廣泛的應(yīng)用。
一、逆作法理論概述
逆作法是相對于建筑物施工的常規(guī)順序而言的。建筑物施工的常規(guī)順序是先開挖基坑,然后從基礎(chǔ)開始,逐層向上施工,基坑開挖所需的支護(hù),屬于施工的措施,與建筑物的地下結(jié)構(gòu)各不相干。而地下室逆作法施工是利用地下室的樓蓋結(jié)構(gòu)、梁、板、柱和外墻結(jié)構(gòu)作為基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)施工的支撐結(jié)構(gòu),在坑內(nèi)的水平支撐體系和圍護(hù)體系由上而下進(jìn)行地下室結(jié)構(gòu)的施工,與此同時(shí)可進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)的施工。實(shí)踐證明,逆作法適用于基坑較深,建筑場地狹小,周邊環(huán)境對基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的水平變形有嚴(yán)格限制的情況。與傳統(tǒng)順序施工方法比較,用逆作法施工高層建筑多層地下室或地下結(jié)構(gòu)有下述技術(shù)特點(diǎn):(1)縮短工程施工的總工期;(2)基坑變形小,相鄰建筑物的沉降少;(3)可節(jié)省地下室外墻及外墻下工程樁費(fèi)用;(4)使底板設(shè)計(jì)趨向合理;(5)可節(jié)省支護(hù)結(jié)構(gòu)的支撐;(6)可節(jié)省土方挖填方費(fèi)用;(7)簡化基坑的施工工序,有明顯的經(jīng)濟(jì)效益;(8)可節(jié)省地下室外墻建筑防水層費(fèi)用;(9)可最大限度利用城市規(guī)劃紅線內(nèi)地下空間,擴(kuò)大地下室建筑面積;(10)有利于結(jié)構(gòu)抵抗水平風(fēng)力和地震作用;(11)施工方案與工程設(shè)計(jì)密切配合,使逆作施工方案更趨合理。二、地下結(jié)構(gòu)承載體系技術(shù)分析(一)地下連續(xù)墻的設(shè)計(jì)與施工逆作法施工中,地下結(jié)構(gòu)是支護(hù)結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)的結(jié)合與統(tǒng)一,其設(shè)計(jì)除按正常結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)外,還要考慮到逆作施工的要求。作為基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),包括支護(hù)結(jié)構(gòu)的選型、支護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力及變形計(jì)算、截面強(qiáng)度計(jì)算等內(nèi)容。這與對基坑內(nèi)外體的變形要求,地下水的降水方式,挖土方法及施工要求等有關(guān)?;庸こ讨?,當(dāng)?shù)叵滤惠^高,且場地周邊不允許降水或基坑安全等級(jí)為一、二級(jí)時(shí),通常采用地下連續(xù)墻作為維護(hù)結(jié)構(gòu)。
(二)豎向支撐體系
在逆作法施工中,立柱及立柱樁構(gòu)成了地下結(jié)構(gòu)的豎向支撐體系。其作用是在逆作法施工期間,在地下室底板未澆注之前與地下連續(xù)墻一起承受地下和地上各層的結(jié)構(gòu)自重和施工荷載在地下室底板澆注后與底板連接成整體,作為地下室結(jié)構(gòu)的一部分將上部結(jié)構(gòu)及承受的荷載傳遞給地基。立柱和立柱樁的位置和數(shù)量,要根據(jù)地下室的結(jié)構(gòu)布置和制定的施工方案經(jīng)計(jì)算確定,其承受的最大荷載,是地下室已修筑至最下層,而地面上已修筑至規(guī)定的最高層數(shù)時(shí)的荷載。一般地,立柱的平面布置,首先選擇在地下室結(jié)構(gòu)柱的位置上,如現(xiàn)有柱子數(shù)量不能滿足承載要求,應(yīng)再選取地下室縱橫墻交接處、剪力墻暗柱處的適當(dāng)位置。逆作法中,立柱和立柱樁可采取不同的形式。立柱有時(shí)僅作為臨時(shí)立柱,在逆作施工過程中起臨時(shí)支撐作用,當(dāng)逆作施工完成后,利用主體結(jié)構(gòu)柱托換臨時(shí)立柱有時(shí)立柱與主體結(jié)構(gòu)柱相結(jié)合,此時(shí),立柱可采用角鋼格構(gòu)柱、H型鋼柱、鋼管柱或鋼管混凝土柱等。采用角鋼格構(gòu)柱、H型鋼柱時(shí),通常在基礎(chǔ)底板施工完成后再外包混凝土形成結(jié)構(gòu)柱。立柱樁通常與主體結(jié)構(gòu)工程樁相結(jié)合,有時(shí)也設(shè)置一些臨時(shí)立柱樁。豎向支撐體系的設(shè)計(jì)計(jì)算原則:(1)豎向支撐體系的設(shè)計(jì)和布置,應(yīng)按照主體工程地下結(jié)構(gòu)的布置,以及地下結(jié)構(gòu)施工時(shí)地上結(jié)構(gòu)的建設(shè)要求和受荷大小等綜合考慮;(2)當(dāng)臨時(shí)立柱和立柱樁結(jié)合地下結(jié)構(gòu)柱和工程樁布置時(shí),臨時(shí)立柱和立柱樁的軸線定位和承載能力應(yīng)與主體工程地下結(jié)構(gòu)的柱和工程樁的軸線定位和承載能力相一致;(3)臨時(shí)立柱應(yīng)在結(jié)構(gòu)柱完成并達(dá)到設(shè)計(jì)要求后,方能拆除;(4)地下結(jié)構(gòu)梁板兼作施工用臨時(shí)平臺(tái)或棧橋時(shí),其臨時(shí)立柱與立柱樁設(shè)計(jì)均應(yīng)考慮承受施工荷載的作用。
(三)沉降差異控制
在順作施工中,結(jié)構(gòu)墻體、樓板和立柱,是在鋼筋混凝土底板完成后進(jìn)行施工的,此時(shí),圍護(hù)結(jié)構(gòu)在基坑開挖中的變形均已結(jié)束,施工是在圍護(hù)結(jié)構(gòu)創(chuàng)造好的空間內(nèi)進(jìn)行的。而在逆作法施工中,墻體、樓板和柱既是臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu),又是主體地下結(jié)構(gòu)的一部分,其變形和沉降必須按永久結(jié)構(gòu)的要求來控制。嚴(yán)格控制變形和沉降值,尤其是控制地下連續(xù)墻與結(jié)構(gòu)柱的不均勻沉降,防止由于不均勻沉降產(chǎn)生對樓板的拉裂。
逆作法施工期間,基坑開挖土體應(yīng)力釋放,坑內(nèi)土體回彈,帶動(dòng)立柱樁上移,地下室及上部結(jié)構(gòu)施工后,樁身承擔(dān)的向下荷載增加。整個(gè)過程中,樁身所承受的荷載包括樁身自重、上部外荷載、正摩阻力、負(fù)摩阻力、樁端阻力,這些力共同作用的結(jié)果使樁發(fā)生沉降或抬升的變形。上述變形過程是一個(gè)復(fù)雜的受力過程,為分析方便,可將樁身受力分成兩部分,即不考慮樁身自重及上部外荷載的作用與只考慮樁身自重及上部外荷載的作用,然后運(yùn)用疊加原理求得基坑開挖對立柱樁豎向位移的影響結(jié)果。逆作法是先施工地下室樓板與上部結(jié)構(gòu),后施工基礎(chǔ)大底板,所以工程樁在施工前期部分受力部分不受力,因此,各根立柱樁會(huì)有沉降產(chǎn)生,如果各根立柱之間或立柱與地下墻之間有較大的沉降差,已澆筑的樓板與梁系就會(huì)產(chǎn)生裂縫,危及正式結(jié)構(gòu)的安全。這些都是值得注意的問題。(四)節(jié)點(diǎn)構(gòu)造設(shè)計(jì)
逆作法施工的結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì),根據(jù)工程實(shí)踐需滿足下述要求:(1)要求既滿足結(jié)構(gòu)永久受荷狀態(tài)下的設(shè)計(jì)要求,又要滿足施工狀態(tài)下的受荷要求;(2)節(jié)點(diǎn)形式和構(gòu)造必須在工藝上滿足現(xiàn)有的工藝手段與施工能力;(3)節(jié)點(diǎn)構(gòu)造必須滿足抗?jié)B防水要求,不要因?yàn)楣?jié)點(diǎn)施工降低了抗?jié)B,造成永久性的滲漏;(4)不要影響建筑物的使用功能,如不能占用過大空間等。
三、結(jié)語
高層建筑推廣應(yīng)用逆作法,能夠提高地下工程的安全性,可以大大節(jié)約工程造價(jià),縮短施工工期,防止周圍地基出現(xiàn)下沉,是一種很有發(fā)展前途和推廣價(jià)值的深基坑支護(hù)技術(shù)。參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞:逆作法;施工技術(shù);基坑穩(wěn)定;地下結(jié)構(gòu);沉降差異
中圖分類號(hào):TU74文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,我國一些城市高層建筑越來越多,建筑物基礎(chǔ)也越建越深,對深基坑的開挖支護(hù)技術(shù)也提出新的要求。逆作法是施工高層建筑多層地下室和其他多層地下結(jié)構(gòu)的有效方法。高層建筑多采用補(bǔ)償性基礎(chǔ),有較深的多層地下室,它一方面利用補(bǔ)償原理能有效地利用地基承載力,另一方面亦可充分利用地下空間作為地下停車場、設(shè)備層用房等,增加使用面積。這也為利用逆作法提供了條件。實(shí)踐證明,利用逆作法施工開挖深度大的多層地下結(jié)構(gòu)是十分有效的。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,高層建筑越來越多,基坑深度越來越大,逆作法施工技術(shù)作為一種十分有效的深基坑支護(hù)技術(shù)必將得到越來越廣泛的應(yīng)用。
一、逆作法理論概述
逆作法是相對于建筑物施工的常規(guī)順序而言的。建筑物施工的常規(guī)順序是先開挖基坑,然后從基礎(chǔ)開始,逐層向上施工,基坑開挖所需的支護(hù),屬于施工的措施,與建筑物的地下結(jié)構(gòu)各不相干。而地下室逆作法施工是利用地下室的樓蓋結(jié)構(gòu)、梁、板、柱和外墻結(jié)構(gòu)作為基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)施工的支撐結(jié)構(gòu),在坑內(nèi)的水平支撐體系和圍護(hù)體系由上而下進(jìn)行地下室結(jié)構(gòu)的施工,與此同時(shí)可進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)的施工。所以其施工順序是自上而下進(jìn)行,地下結(jié)構(gòu)、基坑支護(hù)以及因逆作而帶來的特殊要求,都需要在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中加以解決。實(shí)踐證明,逆作法適用于基坑較深,建筑場地狹小,周邊環(huán)境對基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的水平變形有嚴(yán)格限制的情況。
與傳統(tǒng)順作施工方法比較,用逆作法施工高層建筑多層地下室或地下結(jié)構(gòu)有下述技術(shù)特點(diǎn):
(1)縮短工程施工的總工期;
(2)基坑變形小,相鄰建筑物的沉降少;
(3)可節(jié)省地下室外墻及外墻下工程樁費(fèi)用;
(4)使底板設(shè)計(jì)趨向合理;
(5)可節(jié)省支護(hù)結(jié)構(gòu)的支撐;
(6)可節(jié)省土方挖填方費(fèi)用;
(7)簡化基坑的施工工序,有明顯的經(jīng)濟(jì)效益;
(8)可節(jié)省地下室外墻建筑防水層費(fèi)用;
(9)可最大限度利用城市規(guī)劃紅線內(nèi)地下空間,擴(kuò)大地下室建筑面積;
(10)有利于結(jié)構(gòu)抵抗水平風(fēng)力和地震作用;
(11)施工方案與工程設(shè)計(jì)密切配合,使逆作施工方案更趨合理。
二、地下結(jié)構(gòu)承載體系技術(shù)分析
(一)地下連續(xù)墻的設(shè)計(jì)與施工逆作法施工中,地下結(jié)構(gòu)是支護(hù)結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)的結(jié)合與統(tǒng)一,其設(shè)計(jì)除按正常結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)外,還要考慮到逆作施工的要求。作為基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),包括支護(hù)結(jié)構(gòu)的選型、支護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力及變形計(jì)算、截面強(qiáng)度計(jì)算等內(nèi)容。這與對基坑內(nèi)外體的變形要求,地下水的降水方式,挖土方法及施工要求等有關(guān)。基坑工程中,當(dāng)?shù)叵滤惠^高,且場地周邊不允許降水或基坑安全等級(jí)為一、二級(jí)時(shí),通常采用地下連續(xù)墻作為維護(hù)結(jié)構(gòu)。在逆作法施工中,地下連續(xù)墻既要作為施工時(shí)基坑開挖的臨時(shí)支護(hù),承擔(dān)水土等荷載產(chǎn)生的水平力,又要兼作地下室的外墻或作為基礎(chǔ)的一部分,承擔(dān)施工階段和使用階段的一部分豎向荷載,因此逆作法中底下連續(xù)墻的設(shè)計(jì)和施工是重要的環(huán)節(jié)。當(dāng)采用地下連續(xù)墻與主體地下結(jié)構(gòu)外墻相結(jié)合時(shí),其設(shè)計(jì)方法因地下連續(xù)墻布置方式即與主體結(jié)構(gòu)的結(jié)合方式不同而有差別。地下連續(xù)墻作為主體結(jié)構(gòu)的布置方式主要有四種單一墻、分離墻、重合墻和復(fù)合墻。兩墻合一的設(shè)計(jì)與計(jì)算需考慮地下連續(xù)墻在施工期、竣工期和使用期不同的荷載作用狀況和結(jié)構(gòu)狀態(tài),應(yīng)同時(shí)滿足各種情況下承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的設(shè)計(jì)要求。地下連續(xù)墻是通過專用的挖沖槽設(shè)備,沿著地下建筑物或構(gòu)筑物的周邊,按預(yù)定的位置,開挖出或沖鉆出具有一定寬度與深度的溝槽,用泥漿護(hù)壁,并在槽內(nèi)設(shè)置具有一定剛度的鋼筋籠結(jié)構(gòu),然后用導(dǎo)管澆灌水下混凝土,分段施工,用特殊方法接頭,使之連成地下連續(xù)的鋼筋混凝土墻體。
(二)豎向支撐體系在逆作法施工中,立柱及立柱樁構(gòu)成了地下結(jié)構(gòu)的豎向支撐體系。其作用是在逆作法施工期間,在地下室底板未澆注之前與地下連續(xù)墻一起承受地下和地上各層的結(jié)構(gòu)自重和施工荷載在地下室底板澆注后,與底板連接成整體,作為地下室結(jié)構(gòu)的一部分將上部結(jié)構(gòu)及承受的荷載傳遞給地基。立柱和立柱樁的位置和數(shù)量,要根據(jù)地下室的結(jié)構(gòu)布置和制定的施工方案經(jīng)計(jì)算確定,其承受的最大荷載,是地下室已修筑至最下層,而地面上已修筑至規(guī)定的最高層數(shù)時(shí)的荷載。一般地,立柱的平面布置,首先選擇在地下室結(jié)構(gòu)柱的位置上,如現(xiàn)有柱子數(shù)量不能滿足承載要求,應(yīng)再選取地下室縱橫墻交接處、剪力墻暗柱處的適當(dāng)位置。逆作法中,立柱和立柱樁可采取不同的形式。立柱有時(shí)僅作為臨時(shí)立柱,在逆作施工過程中起臨時(shí)支撐作用,當(dāng)逆作施工完成后,利用主體結(jié)構(gòu)柱托換臨時(shí)立柱有時(shí)立柱與主體結(jié)構(gòu)柱相結(jié)合,此時(shí),立柱可采用角鋼格構(gòu)柱、H型鋼柱、鋼管柱或鋼管混凝土柱等。采用角鋼格構(gòu)柱、H型鋼柱時(shí),通常在基礎(chǔ)底板施工完成后再外包混凝土形成結(jié)構(gòu)柱。立柱樁通常與主體結(jié)構(gòu)工程樁相結(jié)合,有時(shí)也設(shè)置一些臨時(shí)立柱樁。豎向支撐體系的設(shè)計(jì)計(jì)算原則:
(1)豎向支撐體系的設(shè)計(jì)和布置,應(yīng)按照主體工程地下結(jié)構(gòu)的布置,以及地下結(jié)構(gòu)施工時(shí)地上結(jié)構(gòu)的建設(shè)要求和受荷大小等綜合考慮;
(2)當(dāng)臨時(shí)立柱和立柱樁結(jié)合地下結(jié)構(gòu)柱和工程樁布置時(shí),臨時(shí)立柱和立柱樁的軸線定位和承載能力應(yīng)與主體工程地下結(jié)構(gòu)的柱和工程樁的軸線定位和承載能力相一致;
(3)臨時(shí)立柱應(yīng)在結(jié)構(gòu)柱完成并達(dá)到設(shè)計(jì)要求后,方能拆除;
(4)地下結(jié)構(gòu)梁板兼作施工用臨時(shí)平臺(tái)或棧橋時(shí),其臨時(shí)立柱與立柱樁設(shè)計(jì)均應(yīng)考慮承受施工荷載的作用。(三)沉降差異控制在順作施工中,結(jié)構(gòu)墻體、樓板和立柱,是在鋼筋混凝土底板完成后進(jìn)行施工的,此時(shí),圍護(hù)結(jié)構(gòu)在基坑開挖中的變形均已結(jié)束,施工是在圍護(hù)結(jié)構(gòu)創(chuàng)造好的空間內(nèi)進(jìn)行的。而在逆作法施工中,墻體、樓板和柱既是臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu),又是主體地下結(jié)構(gòu)的一部分,其變形和沉降必須按永久結(jié)構(gòu)的要求來控制。嚴(yán)格控制變形和沉降值,尤其是控制地下連續(xù)墻與結(jié)構(gòu)柱的不均勻沉降,防止由于不均勻沉降產(chǎn)生對樓板的拉裂。逆作法施工期間,基坑開挖土體應(yīng)力釋放,坑內(nèi)土體回彈,帶動(dòng)立柱樁上移地下室及上部結(jié)構(gòu)施工后,樁身承擔(dān)的向下荷載增加。整個(gè)過程中,樁身所承受的荷載包括樁身自重、上部外荷載、正摩阻力、負(fù)摩阻力、樁端阻力,這些力共同作用的結(jié)果,使樁發(fā)生沉降或抬升的變形。上述變形過程是一個(gè)復(fù)雜的受力過程,為分析方便,可將樁身受力分成兩部分,即不考慮樁身自重及上部外荷載的作用與只考慮樁身自重及上部外荷載的作用,然后運(yùn)用疊加原理求得基坑開挖對立柱樁豎向位移的影響結(jié)果。逆作法是先施工地下室樓板與上部結(jié)構(gòu),后施工基礎(chǔ)大底板,所以工程樁在施工前期部分受力部分不受力,因此,各根立柱樁會(huì)有沉降產(chǎn)生,如果各根立柱之間或立柱與地下墻之間有較大的沉降差,已澆筑的樓板與梁系就會(huì)產(chǎn)生裂縫,危及正式結(jié)構(gòu)的安全。這些都是值得注意的問題。
(四)節(jié)點(diǎn)構(gòu)造設(shè)計(jì)逆作法施工與常規(guī)施工方法有較大區(qū)別,其施工時(shí)是在地下自上而下進(jìn)行。工作環(huán)境與施工條件有很大變化,所以各種地下室的結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)與常規(guī)施工也有較大的變化。逆作法施工由于工作環(huán)境與施工條件的變化,各種地下室的結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)與常規(guī)施工也有較大的變化。逆作法施工的結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì),根據(jù)工程實(shí)踐需滿足下述要求:
(1)要求既滿足結(jié)構(gòu)永久受荷狀態(tài)下的設(shè)計(jì)要求,又要滿足施工狀態(tài)下的受荷要求;
(2)節(jié)點(diǎn)形式和構(gòu)造必須在工藝上滿足現(xiàn)有的工藝手段與施工能力;
(3)節(jié)點(diǎn)構(gòu)造必須滿足抗?jié)B防水要求,不要因?yàn)楣?jié)點(diǎn)施工降低了抗?jié)B,造成永久性的滲漏;
(4)不要影響建筑物的使用功能,如不能占用過大空間等。
結(jié)語高層建筑推廣應(yīng)用逆作法,能夠提高地下工程的安全性,可以大大節(jié)約工程造價(jià),縮短施工工期,防止周圍地基出現(xiàn)下沉,是一種很有發(fā)展前途和推廣價(jià)值的深基坑支護(hù)技術(shù)。
參考文獻(xiàn)