高层建筑逆作法施工技术探讨

【关键词】逆作法；高层建筑；施工 

　　 1 工程简介 

　　 工程占地约14600m2，5层深地下室,地上38层,坐落在裙房上的办公综合大楼,高层办公综合大楼平面大小约为37m×44m。裙楼平面大小约为84m×43m ,高度为15m。地库平面大小约为100m×45m;屋面上最高两层为机电房;主楼高度184.40m。本工程地下室、裙楼及办公大楼的结构为现浇钢筋混凝土框架、劲性钢结构及混凝土楼板结构。其中内核心筒为混凝土筒体,外框架柱为钢骨混凝土柱。外框架梁为钢梁、钢骨混凝土梁或混凝土梁。楼面钢梁与混凝土筒体的连接均为铰接。基础形式为钢筋混凝土灌注桩及现浇钢筋混凝土满堂基础,工程桩为ф850的钻孔灌注桩,桩长75m ,围护结构采用地下连续墙,墙厚1000mm ,深度35m。本工程主楼底板厚3.00m ,裙房底板厚2.05m ,采用C35,垫层C20素混凝土。底板主筋采用直螺纹连接。底板钢筋伸入地墙墙边,与预埋钢筋接驳器接出的钢筋连接。 

　　 2 基坑底板稳定性施工分析 

　　 2.1 施工操作 

　　 本基坑开挖较深,场区承压含水层顶板与基坑底板之间厚度较小,故应对基坑底板进行稳定性分析,以防止产生高水头承压水从最不利点突涌的不良现象。 

　　 2.1.1 进出场、定位、埋设护孔管。钻机进场。基础牢固、平稳、水平,孔中心、磨盘中心、大钩应呈一垂线。埋设护孔管要求垂直,外围用黏土填实,井管、砂料到位后才能开工,孔斜不超过1%。 

　　 2.1.2 钻进清孔。钻进中保持泥浆比重在1.05～1.1 ,钻进中对地层要记录各层情况,确定降水含水层的确切层位和岩性。每钻进一根钻杆应重复扫孔一次,再接新钻杆,终孔后应彻底清孔,直到返回泥浆内不含泥块,返出的泥浆含砂量达到要求后提钻。 

　　 2.1.3 吊下井管。按设计井深事先将井管排列、组合,下管时所有深井的底部按标高严格控制,并且保持井口标高一致。井管应平稳入孔,焊接垂直,完整无隙,确保焊接强度,以免脱落,为了保证井管不靠在井壁上和有一定的填砾厚度,在管上加两组扶正器,保证环状填砾间隙厚度大于140 mm,过滤器应刷洗干净,缝隙均匀,下管要准确到位。自然落下,稍转动落到位。不可强力压下,以免损坏过滤结构。井管到位后下钻杆稀释泥浆到1.05 左右,钻杆与井管的环状间隙应用补心密封,使泥浆从过滤器经井管与孔壁的环状间隙返回地面,稀释泥浆应逐步缓慢进行。 

　　 2.1.4 联合洗井。洗井要求采用活塞和空压机联合洗井方法,活塞洗井一定要将水拉出井口,形成井喷状,要求洗井至水清,含砂量达到凿井验收标准,井损失应小于3m ,确保洗井质量。 

　　 2.2 地下主体结构施工 

　　 2.2.1 施工测量 

　　 由于本工程施工场地狭小,所以在设置坐标方格网时,应尽可能设定在施工场地以外,并且应设在坚固而又安全的地方,从而避免坐标点产生位移和受到损坏,还要定期复测和校核,以此来确保测量的精度等级。本工程的坐标方格网作为轴线一级控制网,以此坐标网引测轴线二级控制网。把轴线二级控制点设在地下连续墙导墙上,由二级网指导地下室施工。为了确保轴线的精度,应定期用一级网坐标点复测二级轴线控制点,并以此来复核桩位和基坑轴线放样。从而达到测量规范的要求,减少测量过程中的误差,正确指导地下1层的施工和放样。 

　　 2.2.2 钢筋工程 

　　 柱、板墙的接长钢筋要垂直,间距要均匀,上下层钢筋要左右交替。楼板主筋布置按短向筋在下,长向筋在上进行,主筋搭接按图纸说明或规范要求。钢筋接头在22mm以下的采用搭接绑扎,22mm以上的采用锥螺纹连接或电渣压力焊接头,地下部分竖向22mm以上采用焊接。对不同接头形式的钢筋,均应按施工验收规范进行验收,并做好物理试验等工作。 

　　 2.3 节点设计 

　　 2.3.1 柱与梁板节点 

　　 由于本工程采用一柱一桩和一柱双桩施工,故施工柱之前,应先将格构柱施工至设计标高,挖土后在其顶部加设封头板,并在封头板上加设锚筋,然后进行柱、梁及底层梁、板施工,施工时在柱位置预留柱插筋及混凝土浇捣孔。地下1层以下各层挖土流程与自行车夹层相同,当土体全部施工完毕后可进行大底板的施工,在柱位置预留插筋,待大底板可上人后,可进行地下3层柱的施工。同时从地下3层向上逐层进行筒体剪力墙施工。待竖向剪力墙和柱达到设计强度后,割除格构柱。 

　　 2.3.2 剪力墙节点 

　　 底层楼板施工前,先将格构柱挖出,并在其顶部加设封头钢板,在剪力墙位置下方设立与剪力墙同厚的托梁,其托梁直接锚入地墙顶圈梁之内,预留剪力墙插筋。自行车夹层土体挖空以后,施工自行车夹层梁、板。施工前,在格构柱上烧焊钢牛腿,并在剪力墙下方加设与剪力墙同厚的托梁与其他处梁、板一起施工,与托梁相对应在地墙内预埋钢筋接驳器。地下1层以下各层挖土方法同自行车夹层,当土体挖除完毕后施工大底板,在剪力墙位置预留垂直插筋。 

　　 2.4 土方施工 

　　 挖土前检查降水情况是否符合挖土条件,保证施工机械进出场道路通畅和场地排水系统贯通,落实卸土点,作好监测初始记录。本工程挖土采用增强基坑内的地基加固,配合“盆式”挖土、“盆边”抽条挖土的方法,并在24h内完成抽条挖土,随捣200厚C20混凝土垫层,以达到控制土体位移的目的。在确保周边环境安全的前提下,第一皮土方采用3台1m³ 挖机进行“盆式”大开挖,挖土至- 5.7m标高,随即浇捣混凝土垫层,待垫层具备一定的强度后,开始施工地下自行车夹层楼板、梁。土方采用“盆式”开挖,为保护地铁隧道的安全,“盆边”土靠近地铁一侧留8m宽,其他三侧留3m宽。挖土时一定要注意控制标高,垫层随挖随浇。挖土机一定要注意不碰撞地下连续墙、格构柱和降水井管。土方车辆进出注意文明施工,经常清洗以保持场内外道路清洁。挖土过程中随时测定水平,严禁超挖,垫层随挖随捣。在±0.00层楼板混凝土强度达到设计要求后,进行逆作法第三层土的挖除工作,随挖随浇捣垫层,与盆中垫层沟通。随后施工地下1层楼板。在地下1层楼板混凝土强度达到设计要求后开始挖下一皮土方,随挖随捣混凝土垫层。待底板达到一定强度后,开始从下而上逐层施工筒体剪力墙,待墙体的强度均达到100%后拆除钢立柱。 

　　 2.5 大底板抗浮 

　　 由于施工地下室结构时,上部结构暂施工两层。当底板完成后,为了加强底板抗渗在底板完成后继续适当抽水,以减小水压力。施工中当垫层完成后,截断深井泵井管,另接出一根真空管及直径50出水管,直至上部结构施工到一定阶段,上部结构荷载足以平衡其底板浮力后,在真空管及出水管中进行注浆,随后截断真空管及降水管,最终结束抽水工作。 

　　 2.6 施工量测 

　　 目前采取的技术措施主要有: 

　　 2.6.1 设定工况并计算沉降:逆作法顺序是事先设定的,在挖土的各阶段,各立柱与地下连续墙受力可以计算,按荷载与地基桩与地质指标进行沉降估算,各立柱的沉降计算差值应当满足结构设计要求,其沉降差一般按结构允许可以定为10mm～20mm。 

　　 2.6.2 施工动态量测控制:地下连续墙、中间支撑柱、垂直及水平变形、地下水位、挖土工况条件需全面进行监测,根据实测结果再按实际工况来反算土体力学参数,修正下一步工况计算,当相邻中间支撑柱柱间沉降差超过报警,即采取停止上部结构施工、局部放慢或加速挖土、个别地方注浆加固处理。从本文监测结果来看,地下室结构对中间支撑柱的差异沉降有一定影响,在土方开挖和施工荷载比较均匀时,上部结构层数愈多,中间支撑柱的差异沉降越小,上部结构的刚度对中间支撑柱的差异沉降也有一定的控制作用。因此,逆作法在周边情况复杂、楼层较多的情况下具有较大的技术优势和成本优势。