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來源:期刊VIP網(wǎng)所屬分類:建筑設(shè)計(jì)時(shí)間:瀏覽:次
由于深基坑開挖與支護(hù)技術(shù)涉及工程地質(zhì)、水文、場(chǎng)地環(huán)境、支護(hù)設(shè)計(jì)方案、計(jì)算參數(shù)以及施工操作等諸多方面,許多設(shè)計(jì)方法也僅建立在經(jīng)驗(yàn)與半經(jīng)驗(yàn)之間,使深基坑工程的設(shè)計(jì)與工程處于不定狀態(tài)。
代表性的工程有:1995年廣州國(guó)際銀行中心工程,1997年上海的金茂大廈等。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)國(guó)內(nèi)約有60多項(xiàng)工程采用該法施工,目前該技術(shù)已趨向成熟。1999年上海等地開發(fā)了名為超明星(suPER.STAR)和SAP90的基坑支護(hù)設(shè)計(jì)軟件,這些軟件的出現(xiàn),將會(huì)使深基坑方案更經(jīng)濟(jì)合理,也使逆筑法施工技術(shù)更趨于成熟和完善…。本文介紹了逆筑法技術(shù)在地下結(jié)構(gòu)施工的工藝原理、施工工序以及施工要點(diǎn),并結(jié)合工程實(shí)例論證了逆筑法施工可以優(yōu)化工序,使圍護(hù)結(jié)構(gòu)受力合理,減小變形與沉降,具有良好的經(jīng)濟(jì)技術(shù)效益。
1逆筑法施工工藝原理
逆筑法的施工程序與傳統(tǒng)的施工方法基本相反,它是一種“封閉式”施工方法。先沿建筑物周圍的外墻位置,進(jìn)行地下連續(xù)墻及其他支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工,同時(shí)在建筑物內(nèi)部按柱網(wǎng)軸線澆筑或打設(shè)中間支承柱(亦稱中柱樁),然后進(jìn)行地面一層梁板樓面結(jié)構(gòu)的施工。完成后同時(shí)施工地下、地上結(jié)構(gòu)。待地下室大底板完成后,再進(jìn)行復(fù)合柱、復(fù)合墻的施工。第一層樓面即相當(dāng)于地下連續(xù)墻的第一道內(nèi)支撐,在樓面適當(dāng)部位留出垂直運(yùn)輸?shù)拈_口空間,隨后逐層向下開挖土方和澆筑各層地下結(jié)構(gòu),直至地下室底板混凝土澆筑完畢。當(dāng)?shù)孛娴谝粚訕敲娼Y(jié)構(gòu)施工完畢后,已為施工上部結(jié)構(gòu)創(chuàng)造了條件,所以,在逐層向下施工的同時(shí),也可逐層向上進(jìn)行地上結(jié)構(gòu)的施工,如此地面上、下同時(shí)進(jìn)行施工,直至工程結(jié)束。
1)工藝原理(見圖1)逆筑法施工,以地下室頂面及樓面結(jié)構(gòu)是封閉還是敞開,分為封閉式逆筑法和開敞式逆筑法。封閉式逆筑法可以地面上、下同時(shí)施工;開敞式逆筑法由于地下室頂面及樓面結(jié)構(gòu)未施工,故上部結(jié)構(gòu)難以施工,只是多層地下室由上而下逐層施工[4]。圖1為封閉式逆筑法施工原理圖。由圖1可見,在完成1層樓板之后,地上地下結(jié)構(gòu)就可以同時(shí)施工。城市密集建筑群中的高層建筑24層的地下室已較多采用這種方法施工。
2)逆筑法施工程序(見圖2)高層建筑采用補(bǔ)償性基礎(chǔ),一般有較深的地下室,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室作為地下停車場(chǎng)、設(shè)備層用房,增加使用面積。需要注意的是,在地下室澆筑鋼筋混凝土底板之前,地面上的上部結(jié)構(gòu)允許施工的層數(shù)必須經(jīng)過計(jì)算確定。運(yùn)用補(bǔ)償?shù)母拍睿磸奶烊坏孛娴浇ㄖ锘A(chǔ)埋深之間的土體重量可以補(bǔ)償一部分建筑物的荷載,也就是基礎(chǔ)埋深每向下加深1m,可以獲得增加18kPa的地基承載力,一舉兩得。
2逆筑法的施工要點(diǎn)
1)地下連續(xù)墻施工地下連續(xù)墻作為周邊承重及擋土結(jié)構(gòu),一般采用機(jī)械開挖成槽。先利用專門的成槽機(jī)械在導(dǎo)墻位置開挖一條狹長(zhǎng)的深槽,然后在槽內(nèi)插入預(yù)制的鋼筋籠,用導(dǎo)管法澆筑混凝土,形成一個(gè)單元墻段。各單元墻段間用一定的接頭方式相互連接,形成現(xiàn)澆式地下連續(xù)墻。
2)工程樁及中間逆筑柱施工工程樁根據(jù)具體情況可采用人工挖孔或泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁,樁體混凝土應(yīng)澆至設(shè)計(jì)指定高程。逆筑柱可采用型鋼或者鋼管柱,其底端應(yīng)固定在樁的頂面并埋入一定深度。在干法成孔樁面安裝逆筑柱時(shí),先對(duì)中調(diào)整好柱的垂直度,擰緊柱腳固定螺絲,再用高強(qiáng)度漿液將柱腳填密牢固,使之與樁體緊密相接。隨著各層土方挖掘,將型鋼管或鋼管柱外包混凝土形成結(jié)構(gòu)柱。
3)排水方法在基坑內(nèi)設(shè)排水溝及集水井,集水井為0.8~1.02,深度低于挖土面1~2m,挖土?xí)r應(yīng)及時(shí)抽水。
4)施工出土孔洞的確定根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境,按對(duì)主體結(jié)構(gòu)使用功能影響和距水平運(yùn)輸通道的距離選定一個(gè)或多個(gè)出口,或在地下室各層結(jié)構(gòu)預(yù)留垂直運(yùn)輸施工孔洞,也可以利用地下室車道做出土口。
5)挖土方法的確定采用機(jī)械大開挖形式,由挖土機(jī)械挖至離預(yù)定樓板高程約1520cm后,再用人工平整。土方在基坑內(nèi)可用輪式裝載機(jī)或翻斗汽車通過預(yù)留的坡道運(yùn)出,或者用垂直吊籠運(yùn)到地面。下一層地下室土方開挖要待上一層結(jié)構(gòu)強(qiáng)度達(dá)100%后方可開挖。
3工程應(yīng)用
3.1工程概況(天津某深基礎(chǔ)工程)
該工程地下2層、地上28層,總建筑面積為54000m2,基礎(chǔ)平面尺寸78.1m×57.35m,深8.6m,現(xiàn)場(chǎng)自然地坪一0.90m。南北兩側(cè)距紅線均為10.0m,西側(cè)和東側(cè)距紅線分別為8.7m、4.3m。該深基礎(chǔ)工程利用地下工程結(jié)構(gòu)的部分水平結(jié)構(gòu)代替支護(hù)工程的水平支撐結(jié)構(gòu),同時(shí)基坑中央留有足夠大的空間,保證地下結(jié)構(gòu)工程尤其是主塔樓能夠正向施工。這樣就可以解決水平支撐在支護(hù)作用完成之后需要拆除的問題,而且可以進(jìn)一步降低支護(hù)工程的費(fèi)用。
3.2地質(zhì)情況
該場(chǎng)地地下靜止水位在自然地坪下一0.9一一2.2n1左右;場(chǎng)地土質(zhì)主要成分為粉質(zhì)黏土;各項(xiàng)力學(xué)指標(biāo)按固結(jié)快剪指標(biāo)加權(quán)平均計(jì)算,c=13.7kPa,=18。
3.3支護(hù)方案
①縱向支護(hù)結(jié)構(gòu):采用鋼筋混凝土灌注樁作支護(hù)樁,樁頂帽梁將支護(hù)樁連成一個(gè)受力良好的結(jié)構(gòu)整體;②水平支撐體系:利用地下2層邊跨部分呈帶狀的環(huán)形梁板結(jié)構(gòu)代替水平支撐結(jié)構(gòu),帶狀環(huán)形梁板結(jié)構(gòu)的內(nèi)緣設(shè)置內(nèi)環(huán)梁;③垂直支撐體系:采用鋼格構(gòu)柱作垂直支撐,鋼格構(gòu)柱上端錨固在鋼格構(gòu)柱支撐樁內(nèi),鋼格構(gòu)柱間距為8.0Il,共需35根鋼格構(gòu)柱,其中17根利用工程樁做支撐柱,18根需要另做,支撐柱樁徑為4,800mln,樁長(zhǎng)10.0m。