摘 要:逆作法就是一項近幾年發展起來新興的基坑支護技術。它是施工高層建筑多層地下室和其他多層地下結構的有效方法。深基坑逆作法的施工工藝和相關理論都取得一定成果,應用也有一定的普及,針對高層建筑日益增多的趨勢,為了安全施工和環境效益,結合工程實踐本文介紹了逆作法施工的原理、分類以及深基坑逆作法設計和施工的重點、難點問題。
關鍵詞:深基坑;逆作法;結構
中圖分類號:TV551.4 文獻標識碼:A
近幾年以來大量的工程實踐,我國的高層建筑施工技術得到很大的發展,已經達到了世界先進水平。目前國內應用較多的深基坑支護技術有樁——墻內支撐支護結構、樁墻——預應錨桿支護結構、重力式水泥土擋墻結構、土釘墻支護結構和沉井結構等,選擇深基坑工程技術方案主要考慮工程的“安全”和“經濟”效果。
1 深基坑逆作法施工概述
1.1 逆作法原理
逆作法就是一項近幾年發展起來新興的基坑支護技術。它是施工高層建筑多層地下室和其他多層地下結構的有效方法。采用“高層建筑地下室逆作法施工技術”能有效地保護周邊環境,且具有施工工期快,支護費用省等優點。
1.2 逆作法分類
根據圍護結構的支撐方式,基坑工程逆作法可分為以下幾類:全逆作法、半逆作法、部分逆施法、分層逆作法。逆作法施工,以地面一層樓面結構是封閉還是敞開,分為“封閉式逆作法”和“開敞式逆作法”。前者可以從地面上、下同時進行施工:后者上部結構不能與地下結構同時進行施工,只是地下結構自上而下逐層施工。
1.3 逆作法技術特點
逆作法施工高層建筑多層地下室或地下結構可以縮短工程施工的總工期;基坑變形小,相鄰建筑物的沉降少等特點。逆作法的結構設計,可以分為順、逆分界線的設計、結構柱和和支承柱的設計和結構的節點設計。
2 工程和地質概況
場地擬建場地位于某商業中心區,主體建筑概況:擬建綜合樓以停車功能為主,包括商業功能和招待所功能,地下三層,地下室埋深12.2m,地上八層,地上高度37.80m,占地面積4989.59m2,總建筑面積為10.21萬m2,總用地面積1.529萬m2。地下室(基坑)尺寸:擬建兩層地下室,基坑考慮到地下室底板底,深度暫定為14.5-16.5m。
3 深基坑逆作法施工重點分析
3.1 深基坑逆作方法施工設計要點分析
3.1.1 需最大限度利用城市規劃紅線內地下空間,擴大地下室建筑面積,作為地下室外墻,從而達到最大限度利用地下空間,擴大地下室建筑面積的目的。
3.1.2 地下室深度最好是二層及二層以上較深較大的地下工程。地下挖土施工方法先從兩端的取土口,直接由取用取土設備挖出工作面,然后由人力從取土口的挖土工作面基坑中間開挖。挖出的土方用雙輪手推車,運至取土口,然后取土設備裝車外運。
3.1.3 擬建建筑物基坑四周的環境特別復雜,施工難度很大,四周的環境保護要求特別嚴格。按照設計的流程,在限定的時間內進行土體抽條以及硅墊層的施工,以此確?;拥淖冃卧谝幎ǖ姆秶畠?,避免因基坑的變形而威脅地鐵車站以及周邊建筑物、管線的安全。
3.1.4 基坑地下室面積較大,造型又復雜,采用一般的支護結構,難以完成地下室工程的施工。模板設計原則根據地下室樓板結構的形式,模板采用相應的土模承重方法首先將基坑內的土按施工組織設計要求挖至標高,做好混凝土墊層。
3.2 基坑支護方案及施工工藝的確立
在基坑深(一般h>10m)、周圍環境保護要求高的工程中,經技術經濟比較后多采用此技術。目前采用的逆作法施工使得兩墻合一,即施工時用作圍護結構,同時又是地下結構的外墻。逆作法施工一般用在城市建筑高層時,周圍施工環境比較惡劣,場地四周鄰近建筑物、道路和地下管線不能因任何施工原因而遭到破壞,為此在基坑施工時,通過發揮地下結構本身對坑壁產生支護作用的能力,減少支護結構變形,降低造價并縮短工期,是推廣應用的新技術之一。
根據具體工程實際和地質情況,我們通過反復分析比較及驗算,提出了一個全新的、既經濟又安全可靠的支護結構體系和“半逆作法”施工工藝。本地下車庫基坑設計深度考慮到地下室底板墊層底,結合支護段坡頂標高,設計深度為13.45m-16.85m;暫未考慮超深承臺及電梯井基坑??紤]周邊環境條件和場地地質條件情況,根據規定本基坑支護設計安全等級按一級設計。本工程根據周邊環境條件,選擇采用“地下連續墻(局部人工挖孔咬合樁)+逆作法”的方式進行施工。
3.3 土方開挖施工要求
本基坑采用逆作法施工,土方開挖及運輸效率是施工工期的瓶頸,結合場地特點,該工程地下室逆作法施工順序及土方開挖順序如下:①平整場地→②施工圍護結構及基礎樁→③開挖至地下一層頂板面標高→④鋪設墊層,澆筑地下一層頂板(預留范圍樓板除外)→⑤暗挖地下一層土方至地下二層底板標高(地下一層底板后做)→⑥鋪設墊層,澆筑地下二層底板(預留范圍樓板除外)→⑦暗挖地下三層土方至地下三層底板標高→⑧鋪設墊層,澆筑地下三層底板→⑨最后依次完成地下室二層底板、地下室一層底板及地下室一層頂板澆筑。土方開挖同樣應遵守分區、分層、分段、對稱、均衡、適時的原則。
3.4 支護結構施工
支護樁施工前,降、排水措施必須到位,每根樁底必須探溶,以確定樁底標高,以免樁底虛,確保樁嵌巖不小于500mm。支護樁施工,每根樁砼必須一次性整體澆筑,樁與護壁間的連接鋼筋可采取植筋或在樁鋼筋籠放到位后砼澆筑前預埋完畢,錨固長度符合規范規定。冠梁施工前,土方開挖至設計標高后,用20mm厚水泥砂漿找平作冠梁底模,樁頂砼面必須清理干凈并鑿毛。支護樁和冠梁施工完畢,冠梁砼達設計強度50%后,即可進行池內土方開挖和護壁施工。
結語
隨著國民經濟的發展,我國一些城市高層建筑越來越多,建筑物基礎也越建越深,基坑向著大深度、大面積方向發展,周邊環境更加復雜,深基坑開挖與支護的難度愈來愈大。因此,從工期和造價的角度看兩墻合一的逆作法將是今后發展的主要方向。但逆作法施工受樁承載力的限制很大,采用逆作法時不能采用一柱一樁,而是一柱多樁,增加了成本和施工難度。如何提高單樁承載力,降低沉降,減少中柱樁,達到一柱一樁,從而加快進度,縮短總工期,這將成為今后的研究方向。
參考文獻
[1]戴斌,王衛東,徐中華.密集建筑區域中深基坑全逆作法的設計與實踐[J].地下空間與工程學報,2005年04期.
[2]王美華,季方.超大面積深基坑逆作法施工技術的探討[J].地下空間與工程學報,2005年04期.
[3]朱憲輝,汪貴平,顧倩燕.逆作法深基坑在超高層建筑中的設計應用[J].巖土工程學報,2006年S1期.
[4]周臻,余守金.地下工程逆作法施工工法[J].福建建材,2011年01期.