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上海高层建筑多层地下室逆作法施工技术施工方法

280 2021-11-15 09:29:31

1.逆作法施工工艺流程

本工程的结构形式为外框内筒钢筋混凝土结构,柱网轴线尺寸为8.5m×8.5m,地下室中柱为 ④900钻孔灌注桩,桩长 78m,地下室外墙为 800mm厚地下连续墙,深度为 27.5m。当地下室底板完成后,④900钻孔桩外侧四周和地下墙内侧。分别浇筑复合柱和内衬复合墙以使整个工程结构在施工阶段临时受荷状态向永久性受荷状态过渡。由于逆作法施工的这种固有特点,因此。在安排施工流程时,必须事先考虑柱、梁、板、墙等地下室结构节点构造,使之既能在符合结构的临时受荷与永久性受荷,又能方便施工操作。为此经由建设方、设计方、施工方多次反复讨论研究后,并经专家论证确定了具体做法。

由于地下连续墙和中柱钻孔桩既是地下施工基坑开挖支护系统的一部分,又是永久性工程结构的一部分。因此,在施工地下连续墙、工程桩时必须按照具体节点做法和质量要求,埋设相关的铁件,预留筋等施工工序,在此前提下,方能进行以后的逆作法工序。逆作法的施工工艺流程见图12.7-27。

2.逆作法施工的主要施工方法及措施

(1)深井降水;深井降水在一般的深基坑施工中是必不可少的,同样在逆作法施工中也是如此。但旧是在逆作法施工状态下。对其井位数量的确定。井位的平面位置控制和垂直度控制有较高的特殊要求。

深井数量的确定不能太少。否则降水效果不好。不但影响地下挖土操作和引起围护墙的位移增加,而且因降水不好使坑底土体很软,相应支承在坑底土体上的地下室楼板底模会沉

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陷过大,而引起工程质量事故,一旦因深井数量过少发生上述问题,在逆作法施工状态下,再补打深井将会变得非常困难。另一方面,井位也不能过多,太多的话,不但费用会大量增加,而且给以后的地下挖土带来了更多的障碍,会严重降低挖土效率。在摸清本工程的地质条件及含水量后,根据土体排水固结理论公式和以往积累的降水数据,确定本工程为 30 口深井滤管埋深20m,折合单口井作用面积为 120m²/口。

深井管的直径一般在400mm左右,当地下室一层楼板完成以后,向下施工还要降水。当井位偏差和垂直度偏差超过一定的范围后,势必井管会与楼板梁等重要结构相碰。因此,从深井定位、成孔。安装井点管,灌砂等每个操作环节都确定了相应措施。根据地下室楼板为双向密肋楼板的特点,每个井管均布置在两相邻密肋梁之间。采用经纬仪精确定位,误差控制在±2cm,并埋设成孔钢护筒,成孔钻机就位后,校正机座的平整度,控制在±2mm,钻机的钻杆要有一定的刚度,钻杆挠曲度不大于1/1000。成孔后。经清孔,在吊放井管时设置限位装置,确保井管在孔的中心,见图12.7-28。

井管就位后,在填滤砂时。采取四周对称填砂,即两两对面用翻斗车将滤砂逐车回填至设计要求,在回填时,确保了并位的归中。

井点降水过程中,安排专职测量员,对坑内及坑外水位进行观察记录,及时将水位信息送到相关技术部门作分析处理。在降水深度达到各工况挖土面1.0m 以下后方可开挖土方。降水深度达到挖土面以下1.5~2.0m,方可找平铺设地下室楼板模,确保楼板模的沉陷在控制范围内。

(2)逆作法挖土;逆作法挖土工序是整个逆作法施工的重要环节。由于地下挖土难度较大,相应的施工周期也较长,在地下挖土期间上部的结构及施工荷载,全部由中柱钻孔桩和周边地下连续墙承担。因此挖土工期过长,不但限制了上部结构的施工进度,而且会使下部基坑的暴露时间过长,产生基坑围护变形增加,中柱和地下连续墙沉降差的扩大,将直接威胁周边环境的保护和工程结构的安全。为此我们制定了挖土工期目标为;地下三层挖土量12000m³为30天,地下四层挖土工作量 15000m3 为 40天。根据上述工程实际情况,经反复讨论研究,挖土方法采用专门研制的挖土专用设备,该设备除负责取土口的挖掘外,主要是将集中到取土口的土方作垂直提升然后平面输送到停在基坑边的送土车辆后外运。根据要求该设备的技术性能达到了每天每台能挖(或输送)300m3土方,其机械故障率不大于每周停机二小时。并且在往上施工时该设备能承受二个层次的楼板混凝十及其模板荷载。根据本工程的基坑平面条件及周雨环境条件整个基坊布置了二台专用挖土设备,具体位置见图12.7-29。

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挖土方向先由取土设备从取土口开始挖出工作面后,然后由人力从取土口的工作面朝四周开挖。人力开挖方式采取"开矿"式逐皮逐层推进,挖出的土方由双轮手推车运至取土

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口。沿双轮手推车的运行路线上均铺设脚手板。

地下人力挖土组织了100~150人,两取土口平均每天出土约 500~600方,实际地下三层挖土仅用了25天左右,地下四层挖土仅用了30天左右。

(3)逆作法地下施工通风、用电、照明措施;地下施工,通风、照明、用电安全措施是逆作法施工的重要组成部分。这方面稍有不慎将会酿成事故,给施工带来严重影响,必须予以充分注意。

在浇筑地下室各层楼板时,按挖土推进路线预先留设了通风口。根据本工程的柱网轴线和实际送风量的要求,通风口间距控制在8.5m左右。随着地下挖土工作面的推进,当露出通风口后,及时安装大功率轴流风机,并启动风机向地下施工操作面送风,清新空气向各送风口流入,经地下施工操作面从二个取土口流出,形成空气流通。保证了施工作业面的安全。

地下施工动力、照明线路设置了专用的防水电箱设置在柱上.并且不得随意据动。随着地下工作面的推进。自电箱至各电器设备的线路均采用双层绝缘电线,并架空铺设在楼板底。施工完毕及时收笼架空线,并切断电箱电源。在各施工操作面上均派专职安全巡视员监护各类安全措施的落实。

(4)地下室楼板支模∶每层地下室挖土,其标高必须比楼板底面低 12cm左右,并控制挖土标高误差小于±2cm,然后浇筑混凝土垫层,引测轴线在垫层面按设计图纸弹出主梁次梁的位置边线。在密肋模壳的中心线用砂浆再一次找出并控制标高误差小于±2mm。经复核后安放模壳,然后进行下道工序施工。

(5)柱、梁、板、墙的节点施工∶由于逆作法施工其地下室的结构节点形式与常规施工法有着较大的区别。

墙梁、柱梁的节点施工是先在中柱桩预留的钢圈上与地下墙上预留的埋件上分别焊上钢板,并在钢板上再焊上钢筋然后绑扎梁的钢筋、浇捣混凝土,待基础底板完成后,再浇捣外包复合柱和复合墙。见图12.7-30。

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复合柱、墙与梁的节点是当模板垫层完成后,先按施工图定出柱、墙的竖向主筋位置。然后将主筋穿透垫层按设计搭接倍数长度插入土中。见图12.7-31。

3.逆作法施工结构沉降控制

逆作法沉降测量是逆作法施工的关键手段之一,在逆作法施工基础大底板浇捣之前,其全部的结构、施工荷载主要靠中柱的钻孔桩和周边的地下连续墙插入土中部分的摩擦力来承担。在逆作法施工期间,随着上部结构施工层数的增加,其对中柱桩和地下墙的荷载也相继增加,另一方面,随着地下室开挖深度的逐层增加,中柱桩和四周地下墙与土的摩擦接触面减少,而使其承载力减小。值得注意的是上述这种荷载增加和承载力减小对整个平面来说是不均匀的,这就产生了在逆作法施工期间结构会产生不均匀沉降,这种不均匀沉降当大到一定程度时就会产生结构裂缝,损坏结构,这是工程施工绝对不允许的。为此,根据工程结构的刚度和主梁的跨度和现有的施工手段规定了整个结构相邻两柱沉降差不得超过2cm,以确保结构的安全。

为达到上述控制沉降目标,我们的做法是∶

(1)根据地质报告提供的地基摩擦力,二根工程桩的试载 P-S曲线,其他工程地下连续墙的垂直荷载与沉降数据,经仔细分析筛选,暂定一个地基垂直承载刚度,然后按实际沉降差2cm的极限下,其下部结构基础大底浇捣前,上部结构能施工至四层。

(2)在结构的平面柱网轴线上和周边连续墙上轴线设置了沉降观察点。一般情况下每二天观察一次,当上部结构施工浇捣一层混凝土后每天观察一次。为了提高测量精度,,各点的高程均采用二次闭合测量,得到的观察数据先进行三阶多项式计算机程序计算平滑处理,以进一步提高数据的真实性。

(3)根据计算机处理后的沉降观察数据和观察沉降时的上部荷载就可以得到一组荷载与沉降的数据∶

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