李述文 魏富庭
摘 要:社會的進步與發展對建筑提出了更高的要求,高層建筑的數量越來越多,對人們的日常生活產生著關鍵性的影響。逆作法在高層建筑施工中應用的非常廣泛,本文對這項技術的原理、特點、具體應用等進行了詳細分析,旨在促進建筑行業的進步。
關鍵詞:逆作法;高層建筑;應用
進入二十一世紀后,各個城市都在追求更高的現代化水平,建筑物則是展現其現代化程度的載體。為了節約土地資源,高層建筑越來越受到人們的青睞,不僅能夠有效的利用空間,還能提升城市的現代化水平。高層建筑不僅“越來越高”,也在想盡辦法探索地下空間。建筑物數量在逐漸增多的同時,也使得其他建筑的施工空間變得越發狹小。在進行地下空間建設的時候必然會威脅到四周的建筑。逆作法施工技術就是針對解決上述問題而被提出并應用的,目前其技術仍處于建筑學的領先地位。所以在高層建筑領域中掌握逆作法的應用要領勢在必行。
1 逆作法施工技術的原理
逆作法施工不同于其他施工技術,需要在建筑物地下室的軸線周圍做好地下連續墻的支護系統,同時在建筑物內部的有關位置澆筑或打下中間支撐樁和柱,作為施工期間用于承受上部結構自重和施工荷載,這時底板封底是支撐系統,可以幫助底板合理傳遞內力,然后在梁板樓邊結構處支設剛度很大的支撐,這個支撐可以保證連續墻的順利澆筑,為上部結構的施工創造條件,這時施工人員可以分兩批向上、向下進行施工,如此地上和地下同時施工,提高了施工效率,縮短了工期。
2 逆作法的特點
1)逆作法優點。如上文所介紹的,逆作法是在完成一層頂板及相關結構的基礎上,給地上、地下創造良好的作業面,保障地上、地下同時進行施工從而在很大程度上達到縮短工期的目的,另外,由于基層和周圍樓板的支撐,承受力有保障,對于周圍土地環境的破壞也就最大限度上得到控制。逆作法是綜合了多種的工藝才得以形成的現代工藝手法,根據工藝不同,其可以分為以下三大種:(1)全逆作法:一次整體施工完成,利用基層作業面樓板及周圍支撐結構完成相關的作業;(2)半逆作法:首次利用樓板支撐完成前期的作業,待周圍土地環境形成足夠的支撐后,土方開挖后再進行第二次的樓板澆筑,整個逆作法分為兩次在施工過程中完成;(3)分層逆作法:這種方法不是一次整體施工完成,而是針對不同的周圍環境結構,采用分層澆筑,分期完成。
2)逆作法的施工難點。因為由中間往上下施工,逆作法實行中最大的難點是往下施工部分的防水問題和施工縫處理。如何在底下施工過程中做好一切的防范準備:樓板的高質量、排樁的結構排版、施工的結構選擇和必要時的止水措施,都是防水問題的關鍵,因為一旦出現水流對于施工過程的影響,便會由上而下給整個底部工程帶來不可逆的損害,所以在工程開始前和初期,做好一切防范準備工作。施工過程中的網狀結構和豎向排版,做好每個細節的連接處處理,都是施工縫處理的重點??傊孀鞣m然對于整個工程的進程有很大促進,但運行起來也有自身的難點,只有在施工前做好一切防范準備,施工過程中嚴格遵守相關規定,施工完成后做好驗收工作,才能完美地將逆作法的優點呈現出來,為整個工程提供便利。
3 高層建筑施工中逆作法施工技術的具體體現
1)逆作法在中間支承柱施工中的應用。為保證建筑結構的質量,逆作法應用下首先需保證地下施工作業未進行封底前,充分考慮中間支承柱所承受的荷載情況,其中的荷載主要來源于地面與地下結構以及施工產生的壓力荷載等。而在封底結束后需保證中間支承柱能夠發揮傳遞荷載的作用,將上部結構的荷載向地下室底板進行傳遞。這就要求中間支承柱在材料選擇方面以H型鋼或鋼管混凝土結構為主,這樣既可使截面尺寸得以減少,也可提高自身承載能力。另外應注意在連接立柱樁過程中,需對柱底采取加焊措施,并將孔洞設置于錨固段中,有利于柱、樁之間建筑材料流動得以加強。
2)剪力墻節點。底層樓板施工前,先將格構柱挖出,并在其頂部加設封頭鋼板,在剪力墻位置下方設立與剪力墻同厚、1000高的托梁,其托梁直接錨入地墻頂圈梁之內,預留剪力墻插筋。自行車夾層土體挖空以后,施工自行車夾層梁、板,施工前,在格構柱上燒焊鋼牛腿,并在剪力墻下方加設與剪力墻同厚、1000高的托粱與其它處梁、板一起施工,與托粱相對應在地墻內預埋鋼筋接駁器。
地下一層以下各層挖土方法同自行車夾層,當土體挖除完畢后施工大底板,在剪力墻位置預留垂直插筋。當底板達到一定強度后,施工地下三層剪力墻,在格構柱處斷開,并預留水平筋。剪力墻混凝土達到設計要求強度后,割除格構柱,將剪力墻全部施工完成。
3)基坑挖土環節的操作。基坑挖土環節影響著整個工程的施工質量,如果沒有依據相應操作流程標準進行的施工,很容易導致坑及土體變形,進而促使建筑工程出現嚴重的質量問題。在具體挖土過程中,主要是利用蓋挖、明挖和暗挖三種方式。對高層建筑挖土施工過程中,主要采用暗挖方式進行施工。挖土工程開始前,應在坑內適當位置設置集水井,深度不應過大。挖土過程中,基坑跨度過大就應使用機械進行結合施工,主要運用小型的挖掘機施工,并伴隨進行人工清理工作,最終達到完成基坑挖土的工作。
4)控制施工過程中的差異沉降。在目前的逆作法施工中,對由于施工而導致的沉降差異有豐富的應對措施,而且具有較為良好的效果。通常比較普遍的方式之一是在樁柱上進行相關材料的涂抹,使用比較頻繁的涂抹材料是瀝青,涂抹過瀝青的柱體將會對沉降現象進行有效地控制,但是因為瀝青的質量較重,會對柱體產生較大的壓力,因此這種方式對柱體的要求較高。除此之外,施工中還會經常出現樁體上翹的現象,導致這一現象的原因是坑底穩固性不夠,比較容易發生上隆。面對這種現象,需要對坑底進行加固,加固時需要對加固部分進行測量,計算出合理的設樁位置以及入土深度,從而保證加固效果。在施工現場時,還有可能出現多個樁體的同時沉降現象,而且各個樁體之間的下沉幅度各不相同,當這種現象發生時,需要將每個下沉樁體進行一定的支撐措施,將這些樁體變為一個互相聯系的整體,從整體上增加穩固性。
5)逆作法施工監測。施工監測是保證逆作法順利進行的重要環節,包括支撐樁沉降觀測,鋼格構柱內力,大樓沉降觀測,土體側壓力,水壓力,連續墻水平位移,連續墻鋼筋內力,基底土體回彈等監測方法,對逆作法施工的各個環節及周邊建筑物進行監測控制,及時掌握施工過程結構承載體系的受力,變形狀態以及相鄰建筑物的變形、沉降狀況,從中保證基坑開挖過程,地下結構物受力體系的穩定及安全。
監測方法是垂直位移采用高精度水準測量,測定監測點的高程;平面位移采用軸線投影法或小角度法;連續墻體測斜、土體測斜采用孔頂假設不動點,以孔頂平面位移值作為測斜修正值;支撐應力,土壓力和立柱應力測試測量支撐應力、土壓力和立柱應力傳感器的頻率變化,通過公式換算成支撐受力或壓力。
4 結論
在城市化不斷加快的背景下,高層建筑施工項目逐漸增多,在城市建設中起著關鍵性的作用。在實際建設的過程中,往往存在著較大的復雜性,對施工技術的要求較高。在應用逆作法的過程中,必須全面把握技術的特點,結合建筑工程的實際情況,針對性的應用施工技術,使建筑工程的質量得到最大程度的保障,促進高層建筑的發展。
參考文獻
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