董來軍
(中建新疆建工集團第一建筑工程有限責任公司 烏魯木齊 830011)
局部逆作法施工在大型建筑物施工中的應用
董來軍
(中建新疆建工集團第一建筑工程有限責任公司 烏魯木齊 830011)
分析了采用逆作法施工的原因及施工程序,總結出逆作法施工的優缺點,提出了采用逆作法施工中遇到的難題及解決辦法。
逆作法施工;施工工藝;施工難點
在大型建筑物的施工過程中,深基坑施工的安全性已經成為一個不可避免的論題。目前城市建設都存在現場狹小、基坑周邊樓群較多的問題,在個別情況下普通的邊坡支擴技術已經保證不了基坑邊坡的穩定性、安全性。逆作法施工為大、深基坑基礎施工提供了一個新的施工方式,為今后施工中遇到類似問題提供了一個參考。
位于烏魯木齊市民主路和解放北路交叉口的徠遠廣場B區二程,建筑面積15萬m2,地上39層,地下3層,基坑深度約18m,地下水位埋深約10~11m,局部地段地下水位埋深在6.2m左右,屬上層滯水,地下水幅度為2~3m。由于地質條件復雜,周圍建筑群較多,施工場地狹小,在基礎工程施工中無法大面積開挖,特別是北側民房靠建筑物較近,巖質較差,經論證,在該處采用了逆作法施工。
在建筑物北側土方無法按照安全的放坡系數進行放坡開挖,經過專家論證,提出了局部逆作法施工結合護坡樁支護邊坡。先施工建筑物核心部分,用混凝土梁把核心部分和護坡樁頂部連接在一起,共同抵抗土壓力。因為該處巖層傾角為60°,上部又有集中荷載,在實際中無法確定土壓力的準確值,經過多位專家討論研究,最終確定該工程采用逆作法施工方案。
正常施工是自下而上逐步進行,而逆作法施工是先施工一部分結構,通過特殊處理把施工完畢的一部分核心結構用護坡樁頂部連接在一起,利用核心結構支撐土壁及土壁支護樁,確保邊坡穩定,再挖土施工地下結構,從而保證邊坡和正常施工的安全性。
徠遠廣場B區基底標高為-17.75m,基坑頂面標高為+1.2m,基坑深度近20m。靠建筑物外邊7.3m處有一棟三層高磚房,無法按照邊坡安全系數放坡。
挖核心結構土方→施工地下核心結構→護坡樁施工→逆作法鋼筒支撐柱施工→地下一層頂板施工(核心結構和護坡樁頂結構連接)→地下二層頂板施工→地下土方開挖至-17.75m→地下結構施工→室外防水→土方回填,完成地下工程。
距離坑邊民房一定距離,按照安全的放坡系數進行土方開挖,給核心結構施工創造條件。
按照正常施工順序,自下而上正常施工地下核心結構。在核心結構邊設置施工縫,留下北側兩跨結構不施工。

在基坑邊設置6根護坡樁,每根護坡樁總高約24m,錨入基底4m,由于護坡樁自由高度太長,光靠護坡樁無法滿足基坑邊坡的要求。在每根護坡樁上設置一個牛腿,牛腿頂面標高為地下二層梁底結構標高,牛腿用于放置懸挑梁,使護坡樁由懸挑梁變為簡支梁結構,以保證邊坡的安全。護坡樁頂部有一道連梁,這道連梁暫不澆筑混凝土,需和地下一層頂板一起澆筑。
因護坡樁距離已建樓層有約16m的距離,跨度很大,要想把地下一層結構的樓板直接和護坡樁連接成一體施工是不現實的。按照逆作法施工要求,在未施工地下結構的前提下先施工地下一層結構,首先要解決樓板凈跨問題,即在中部作一個支撐點,以減小樓板凈跨。這個支撐點采用的是原建筑物結構的框柱,在框架柱中增加一個鋼筒柱,先施工鋼筒柱,用鋼筒柱支撐上部結構,后期再施工框柱。
逆作法鋼筒支撐柱 (鋼管支撐柱)采用人工在斜坡上挖孔成樁,將鋼筒吊裝伸入擴底樁內,澆筑擴底樁混凝土,把鋼筒固定在擴底樁里后,為了加強鋼筒的支撐能力,向鋼筒內灌筑混凝土。在吊裝鋼筒前需要在擴底樁內綁扎框柱的鋼筋,將框柱主筋綁扎到斜坡以上,為后期的框柱施工做好準備。
施工地下一層頂板首先要搭設支撐架來支撐地下一層頂板、梁、柱頭,從基底順著斜坡搭設滿堂支撐架,有了工作平臺后,就可以施工地下一層頂板。施工時,將柱子、剪力墻鋼筋往下甩出,具體做法是采用竹膠板作為墻柱底模,根據圖紙具體鋼筋根數和間距在竹膠板上鉆眼,將墻柱底模鋪設到位后,綁扎鋼筋。鋼筋通過鉆好的孔洞向下甩出,鋼筋綁扎好后用雙面膠帶將鋼筋周圍空隙封嚴。
為了給護坡樁頂部一個可靠的支點,在建筑物外增加一個護坡樁支撐梁,護坡樁頂部連梁、護坡樁支撐梁和地下一層頂板一起澆筑成形。護坡樁和建筑物成為了一個整體,護坡樁變成了地下一層板的一個支撐柱,和逆作法鋼筒支撐柱一起支撐整個上部結構。根據實際情況,地上結構還有6層,從結構上考慮,光靠一層的樓板和護坡樁連接還無法承受整個地上6層結構。為此,同地下一層頂板一樣,地下二層頂板也采用逆作法施工,在地下二層設置支撐梁和護坡樁連接,通過兩層的支撐梁,擴坡樁和逆作法鋼筒支撐柱就可以承受整個地上6層的全部荷載。

地下一層頂板混凝土強度達到拆模強度后,拆除模板和下部支撐架,支撐架拆除到地下二層頂板標高處,才便于地下二層結構施工。為了便于挖土和運輸土方,在地下二層頂板標高搭設挖土平臺和運輸馬道。采用人工空壓機風鎬開挖,空壓機采用大功率空壓機,同時帶動多根風鎬,加快施工進度。土方運輸采用人工運輸,土方用于地下室室內回填。開挖深度為地下二層板底往下2m。人工挖土完畢后,在土方被挖去位置搭設梁、板柱頭支撐架,斜坡外支撐架利用原滿堂支撐架。然后進行地下二層頂板施工。擴坡樁連接的地下二層支撐梁,直接利用在擴坡樁上設置的牛腿作為底模,與護坡樁可靠連接。

地下一、二層頂板施工完畢后,護坡樁、逆作法鋼筒支撐柱通過兩層的樓板共同支撐地上整個結構,地上結構可以正常施工,地下結構也可以開始施工。地上地下同時施工,在保證邊坡安全的同時,大大加快了施工進度。施工地下結構時,首先進行大面積的開挖,然后從基底按照正常的施工順序施工基礎、地下三層墻柱、地下三層頂板、地下二層墻柱等地下結構,并與前期施工的地下二層頂板下墻柱作很好的連接處理。
上面介紹了局部逆作法施工的整體思路,值得一提的是施工過程中存在的幾個難點及其解決辦法。
24 m的護坡樁施工:24m深的護坡樁在成孔過程中具有相當大的難度,如何保證挖孔過程中孔壁的安全是必須考慮的一個難題,采用常規的混凝土護壁是一個比較可靠的辦法。但是在基巖上挖孔已經非常緩慢,如果再采用混凝土護壁,從施工難度和進度上都是不可取的。為了加快施工進度,降低施工難度,該工程采用了用鋼筋焊制成一個方框,在方框外布置木板,頂緊孔壁,保證孔壁的安全性。挖孔過程中,成孔一段深度后,鋼筋框往下落,上部再焊接一個鋼筋框,挖一層落一層。鋼管支撐柱鋼管的吊裝:需要采用逆作法施工的現場場地一般都比較狹窄,無法進入大型的吊裝設備,將鋼管一次性整個吊裝到位。該工程采用分段吊裝的方法,將一根鋼管分成兩段,分兩次吊裝到位。吊裝采用桅桿式起重機進行吊裝,在已建樓層上設置支撐點,利用桅桿將一段鋼管吊裝到位,澆筑擴底樁混凝土固定后再吊裝焊接另一段鋼管,從而完成整個吊裝。鋼管支撐柱在基底的防水處理:因為鋼管支撐柱底部伸到了基底以下,框柱主筋已經在擴底樁內生根且已經甩出了基礎高度,基底卷材防水在遇到鋼管和框柱主筋時就需要有特殊的做法來保證該處的防水性。該工程具體采用的做法:(1)墊層澆筑完畢后,沿鋼筒外壁四周貼一圈遇水膨脹止水條。沿柱邊四周再貼一圈遇水膨脹止水條;(2)用水泥基滲透結晶型防水涂料從鋼筒壁往外涂抹一層涂料;(3)從鋼筒壁往外作一層聚合物水泥防水砂漿層;(4)鋪貼卷材防水層;(5)作卷材防水保護層。
逆作完成部分與后期完成部分之間留縫處理:在地下二層和地下一層墻柱上將會遇到留縫處理問題,該工程采用的方法:(1)對留縫按照施工縫要求表面處理完畢后,外墻柱還需要在中部沿留縫方向布置遇水膨脹止水條,頂部遇水膨脹止水條需用鋼釘或膠粘劑固定;(2)在留縫處支模板時設置一下料口,便于澆筑混凝土,外墻柱下料口布置在內側;(3)拆模后剔除下料口處多余混凝土。
Part-Contradictory Construction TechniquesAdopted in Large-Scale ArchitecturalConstruction Projects
Theauthor in thispaper firstpresents the causesand the construction processes concerning Contradictory Construction,then attempts to summarizes theadvantagesof thisContradictory Construction,and finally brings forward some practicalmethods to solve the common occurrence difficulties in theactualconstructions for the referenceof the techniciansworking in this fields.
Contradictory Construction;construction techniques;construction key points
董來軍(1961-),男,漢族,提高待遇高級工程師,國家注冊安全工程師,一級建造師,現任中建新疆建工集團第一建筑工程有限責任公司董事長。
TU745
A
1671-9107(2011)04-0041-03
10.3969/j.issn.1671-9107.2011.04.041
2011-01-17
余詠梅