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​逆作法中间支承柱设计与施工

324 2021-11-11 10:51:46

1.中间支承柱设计

中间支承柱是"逆作法"施工的重要部分,在进行地下室"逆作法"施工期间,地下室基础底板未封底之前,它要承受地下各层和地上预加控制最多层数的楼层结构自重和施工荷载。基础底板封底后。又做为地下室竖向承重结构(如框架柱等)的一部分,将上部结构的荷载传递给地下室基础底板,中间支承柱应与底板联成整体。

中间支承柱布置的位置和数量,要结合地下室结构特点与制定施工方案详细考虑后计算确定。要进行施工期间的承载力和稳定性计算,支承柱的长细比宜控制在 25 之内,计算时要考虑"逆作法"施工期间,由于围护结构受外侧压力不均匀性与不确定因素引起整体基坑围护结构偏移以及内支撑杆件(不带板的肋梁)轴向压缩变形位移,对支承柱产生水平推力。所以。支承柱要按偏心受压杆件设计。支承柱基础应进行承载力与变形验算,当支承柱采用打入式钢管混凝土或 H 型钢时、其基础底板以下侧摩阻力和端阻力应足以承担施工期间支承柱传来的垂直荷载并保证变形在允许范围之内。中间支承柱一般多采用型钢或钢管混凝十柱。这样断面小。承载力大。又便干与地下室梁板与底板的钢筋和配件(如钢牛腿)焊接。采用H型钢支承柱,需按《钢结构设计规范》GBJ 17—88进行设计;采用钢管混凝土柱。需按钢管混凝土结构设计与施工规程(CECXS 28—90)进行设计。中间支承柱位置一般选在柱位,地下室框架梁与剪力墙交接处,剪力墙转角处,以及纵横墙交接处设置。

2.中间支承柱施工

·中间支承柱及其基础做法要结合地下室承重结构体系与基础类型进行选择;

(1)当建筑物基础采用天然地基的箱型或筏板基础时,可采用人工挖护壁井道至基础底板下,在底板下面做墩式独立基础,然后利用护壁井道安装小直径钢管柱(如 φ400),并与墩基预埋件固定,钢管柱每隔一定高度用角钢与混凝土护壁预埋铁件焊连接做临时固定,减少支承柱计算长度,同时在钢管柱内浇筑微膨胀高强混凝土。这种做法特别适用于采用一桩一柱的人工挖孔扩底桩基础,柱采用钢管混凝土柱的高层建筑。

(2)当建筑基础采用冲钻孔灌注桩基础时,支承柱采用H型钢或小直径钢管如 φ400,其下端与灌注桩钢筋笼焊接连成一体,H型钢或钢管嵌入底板底面以下(灌注桩内)1~1.5m左右,灌注桩混凝土浇至基础底板底面以上 500mm,孔的上部存留钻孔泥浆、为了在开挖土方时,不致因上部泥浆影响施工,同时为了增加支承柱的侧向稳定性、可掺加泥浆量的10%左右水泥,并进行搅拌,使泥浆能自凝结硬或者亦可采用均匀灌砂置换外周围泥浆。对采用钢管的支承柱,其内径要比浇灌混凝土导管的法兰盘外径大 50~100mm。待灌注混凝十达到一定强度后。应对钢管内泥浆及泥浆与混凝土混合物进行高压水冲洗吸干净,再浇筑微膨胀高强混凝土组合成钢管混凝土柱。底板施工时应将支承柱外围混凝土凿至底板底面,且将灌注桩钢筋笼焊接加长锚人底板内 35d。采用这方法施工支承柱时,必须有专门的施工技术措施以严格控制其平面位置和垂直度。

(3)当建筑物基础采用打人式预制桩时,中间支承柱按"逆作法"施工期间所承受垂直荷载大小计算确定,可采用直接打入式 H型钢或钢管柱(底部加锥形封口,待打入后再往管内浇注微膨胀高强混凝土),采用打入式支承柱需在全部工程桩施打完成后进行,同时必须严格控制其平面位置和垂直度。还可采用人工挖孔护壁井道至基础底板底面以.下,利用柱下和剪力墙下的桩基(此处桩距局部缩小),浇筑两桩或三桩承台,然后按前面第1条做法,施工钢管混凝土支承柱,这种施工支承可保证支承柱平面位置、支托钢牛腿标高及垂直度,同时为框架柱和剪力墙暗柱插筋提供空间,且能保证上下层柱与剪力墙暗柱竖向主筋一致,对软弱淤泥层来说还可利用人工挖孔护壁井道进行降水,使软弱淤泥排水固结,为"逆作法"施工创造有利的条件。但多一道人工挖孔护壁施工工序,多这部分材料与施工费用。

钢管混凝土或 H型钢支承柱在基础底板厚度范围内,需加焊横向隔水钢板,并根据计算确定是否还要加焊传递剪力钢销以及钢销直径与数量。

3.中间支承柱的新做法

由于受地质条件限制,采用单桩单柱方法的中间支承柱其承载能力尚不能满足逆作施工的地下室和地面多层荷载要求时,将限制逆作法施工优点发挥。例如当地面建造三层,地下建造二层后,单桩单柱荷载已达最大值。地面层只能停止建造,等待地下三层、四层……建造好,底板浇好,达到一定强度后再恢复地面层施工。为克服上述不足,可采用四根或二根工具式临时支承柱,以二柱二桩,四柱四桩来代替单柱单桩承载能力不足矛盾。在施工钻孔桩时,预埋格构式临时支承柱,逆作施工荷载由临时支承桩承担。当底板完成,结构柱施工完毕,即可割除临时支承柱,完成逆作施工荷载的转换。

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