深基坑逆作法施工关键技术的研究__墨水学术,论文发表,发表论文,

所属栏目：建筑设计论文范文发布时间：2011-02-25浏览量:260

副标题#e#【摘要】对大型深基坑逆作法施工中的若干关键技术难点进行了专题研究，主要包括对地下连续墙的接头构造及施工质量控制、逆作条件的土方开挖方式及组织、逆作条件下地下室结构的各种连接节点构造和施工。
　　关键词：深基坑；逆作法；施工；关键技术
　　1引言
　　逆作法作为一种先进工艺，原理简单，经济和社会效益明显。近年来得到了广泛的应用，但由于其施工组织复杂，涉及到的施工过程多，施工中如控制不好，则会得到相反的结果，本文就深基坑工程逆作法施工中的关键技术作一探讨。
　　2地下连续墙的接头构造及施工质量控制
　　2.1地下连续墙的接头构造
　　地下连续墙之间的连接接头是地下连续墙关键技术之一。地下连续墙连接接头可分为两大类：结构接头和施工接头。结构接头是指地下连续墙与主体结构构件(底板、楼板、墙、梁、柱等)相接的接头，通过结构接头的连接，地下连续墙与基础结构连为一体，共同承担上部结构荷载；施工接头是指地下连续墙槽段之间的接头。作为地下连续墙施工关键技术，地下连续墙施工接头构造应满足：
　　（1）符合设计要求，结构合理，除止水效果外，尚能传递剪力；
　　（2）接头须能够承受因填灌混凝土时可能产生的侧压力，不可因受压而导致变形；
　　（3）对于附着在施工接头上的泥浆或粘土，要能以简易方式清除或减至最低；
　　（4）接头施工费用经济，构成力求简化；
　　（5）接头施工应不受地下连续墙深度的影响。
　　（6）接头的构造要能使混凝土容易流动并密实填满接头的每一个角落。
　　2.2地下连续墙的总体质量控制
　　（1）地连墙墙面倾斜度和平整度要求
　　墙面倾斜度要求达到11300~1/250；
　　墙面表面局部突出和墙面倾斜之和不应大于100mm;
　　地下连续墙上预埋连接的铁件的偏差不大于50mm。
　　（2）地下连续墙变形引起周围地面沉降的控制要求
　　基坑开挖过程中地下连续墙的变形将引起基坑周围地面沉降，其沉降量控制应保证相邻建筑物、市政管线等不受损害、不影响其安全使用为原则。具体控制标准视基坑工程具体情况分析确定。
　　（3）地下连续墙质量检测
　　地下连续墙的质量对于承载力影响至关重要，而地下连续墙的质量检测，目前还没有十分成熟的一种方法，只是将一些发展得十分成熟的测桩方法运用到测试地下连续墙上来。目前对地下连续墙的质量检测主要有钻探取芯法、探地雷达检测法、超声波透射检测法。
　　3中间支承柱的施工
　　在逆作法施工中，中间支承柱是重要的竖向支撑构件。在逆作法施工期间，地下室底板未浇筑之前与地下连续墙一起承担地下和地上各层的结构自重和施工荷载;在地下室底板浇筑后，与底板连接成整体，作为地下室结构的一部分，将上部结构及所承受的荷载传递给地基，期间中间支承柱需承受的荷载很大。
　　中间支承柱的位置和数量，要根据地下室的结构布置和制定的施工方案详细考虑后计算确定，一般布置在柱子位置或纵、横墙相交处。中间支承柱所承受的最大荷载是地下室己修筑至最下一层、而地面上己修筑至规定的最高层数时的荷载。中间支承柱是通过支承柱四周与土的摩阻力和柱底的正应力来平衡它承受的上部荷载。
　　底板以下的中间支承柱要与底板结合成整体，多做成灌注桩形式，其长度亦不能太长，否则影响底板的受力形式，与设计的计算假定不一致。底板以上中间支承柱的柱身，多采用钢管混凝土柱、H型钢柱或其他形式格构柱，断面小且承载能力较大，便于与地下室的梁、柱、墙、板等连接。
　　3.1与立柱桩的连接
　　（1）立柱柱脚与立柱桩连接构造
　　①H型钢柱脚与钢管桩的连接
　　柱锚固在钢管桩的C40级混凝土内。在距底板底面约4.5m的钢管内设有多功能钢托座，不但减少了钢管桩内充填混凝土的数量，而且还可兼作立柱就位#p#副标题#e#时的支座。钢托座的十字交叉加劲盖板上留有排气孔，在沉桩过程中还采取了管内清土措施。在柱底上加焊有钢板，钢板上留有浇注混凝土的导管通过的缺口，在底板以下的钢柱上焊有栓钉，以增强柱的粘结周长并减少柱底接触压力。
　　②钢管(混凝土)柱与灌注桩的连接
　　在钢管(混凝土)柱底加焊竖向分布筋和环向筋，在钢管(混凝土)柱的锚固段还均匀地开有四个椭圆孔，以利混凝土流动和加强桩、柱之间的连接。当钢管(混凝土)柱就位采用两点定位方案时，桩内的混凝土分两次浇注，钢管(混凝土)柱就位前，应将桩顶己浇好的劣质混凝土全部凿除。
　　（2）支承上部荷载的方式
　　采用逆作法施工的工程，首先必须解决的问题是如何支承已完成结构的自重及其附加荷载。地下连续墙承重时需对其进行加固补强和安装斜撑，增加了工程费用，故在大规模工程中不宜应用。在20世纪60年代前支承上部荷载多采用临时立柱(桩)，近年来，随着施工技术的不断发展，则转向以工程桩承载为主。
　　3.2中间支承柱垂直度控制
　　中间支承柱是逆作法过程中替代工程结构柱的一种临时性结构杆件。起着支承己完成施工构件和施工荷载的作用。逆作法施工结束后，支承柱一般外包混凝土后，作为正式地下室结构柱的一部分，永久承受上部荷载，所以支承柱的定位和垂直度必须严格满足要求。一般规定支承柱轴线偏差控制在20mm以内，垂直度控制在1/300以内，否则影响结构柱位置的正确性，在承重时会增加附加弯矩并在外包混凝土时发生困难，为此必须要有专门的设备对其进行定位和调垂。目前主要有三种调垂控制方法:气囊法、校正架法和导向套筒法。
　　4逆作法中的挖土技术
　　逆作法施工中土方工程由于与结构施工交叉进行，且土方多为暗挖施工，施工困难较大、周期较长，不仅是影响工期的关键因素，而且挖土也是使围护结构和基坑土体产生变形的主要原因，是影响施工安全的关键。因而科学合理地组织好土方施工是逆作法施工的首要问题，必须预先做好施工组织设计，由信息化施工统一控制挖土位置和速度。
　　4.1挖土方式
　　逆作法施工中土方开挖根据施工的特点分明挖和暗挖两种。
　　（1）明挖
　　当基坑平面面积很大时，基坑对撑困难，可以采用“中顺边逆”部分逆作法。“中顺边逆”采用放坡和中心岛开挖结合的方法，保留周边土体，达到控制围护结构变形和减少悬臂弯矩的目的。当中间顺作区底板浇筑完毕并形成一定刚度后，浇筑周边逆作区地面楼板并对称挖除地下连续墙边的斜坡土，及时浇筑垫层与第一层地下室底板，当形成二层楼板加外墙、中柱的箱形结构后，上部结构与地下室就可以同时向上下两个方向施工。
　　（2）暗挖
　　暗挖即掏挖，一般采用0.4m3，0.15m3小型挖土机与人工挖土相结合，地下水平运输采用人力拖车运输到出土口下，出土吊运由专门设计的抓土行车完成，再由卡车运出工地。这种设备每个出土口每晚可出土300m3。
　　4.2逆作条件下取土口的布置
　　对于半封闭式的逆作法，可按顺作法一样直接用挖土机出土，上方车运出场地。但对全封闭式逆作法，在顶板施工完后整个地下部分处于封闭状态，不但对出土极为不利还为顶板以下的地下工程的材料入场、施工中的通风、照明等带来诸多的不便。在这种情况下就得事先进行周密的计划安排，合理确定取土口的尺寸、数量和平面布置。
　　5逆作法中的节点构造及施工
　　逆作法施工中地下部分是自上而下进行，工作环境和施工条件与常规施工方法有着很大的区别;同时由于逆作施工水平结构梁板时，框架梁的钢筋将穿越工程中处于未来框架柱位置的钢格构立柱。由于逆作法利用水平梁板代支撑的原因，逆作区域的框架梁配筋也往往较正常使用区域的框架梁大许多，梁钢筋在直径加大的同时布置得也更加密集。所以在实际施工过程#p#副标题#e#中支承柱与梁板、梁板与地墙、地墙与底板间的节点处理往往成为施工难题。
　　5.1楼板梁与中间支承柱的节点
　　在逆作法施工中，中间支承柱是重要的竖向支撑构件。在逆作法施工期间，地下室底板未浇筑之前与地下连续墙一起承担地下和地上己建各层的结构自重和施工荷载;在地下室底板浇筑后，与底板连接成整体，作为地下室结构的一部分，将上部结构及承受的荷载传递给地基，期间中间支承柱需承受的荷载很大。
　　5.2地连墙与楼板、梁节点
　　地下室楼盖是地下连续墙的可靠支撑，结构设计中楼盖梁与地下连续墙连接多按固结考虑，因此该节点可靠性十分重要，必须设法确保梁端受力钢筋的锚固或连接、梁断面的抗弯和抗剪强度等设计要求。
　　5.3地连墙与底板的连接
　　地下连续墙与地下室底板的连接节点需要满足两个要求：
　　（1）地下室底板与地下连续墙连成整体，与设计假定的刚性节点一致;
　　（2）地下室底板与地下连续墙连接紧密，达到防水的要求。
　　通常为保证连接质量，应沿地下连续墙四周将地下室底板进行加强处理，加配钢筋。在底板与地下连续墙接触处设止水条，增强防水能力。亦可在连接处设剪力键增强抗剪能力。当用排桩支护作为围护结构时，可将主体结构的底板和楼板插入桩体内。
　　5.4地连墙与上部墙体的连接
　　地下连续墙与上部墙体结构连接部位，上、下层混凝土墙应预留竖向主筋，预留长度应满足《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2002)要求。上部混凝土墙宜下返800～1200mm，有防水要求的边跨混凝土墙应上返300～500mm。上部混凝土墙体与地下连续墙混凝土连接形式有直接法、填充法和注浆法。
　　６结束语
　　深基坑工程逆作法施工安全经济，在城市建设中得到广泛应用，其设计和施工已取得很大的进步。深基坑工程逆作法施工的提高将很大程度上取决于施工技术、施工设备和施工组织管理的现代化。可以预料随着我国各大城市地下工程的建设规模的扩大，逆作法施工将越来越多地得到采用，有关逆作法技术的理论和实践也将有十分明显的发展和提高。
　　参考文献
　　[1]丛蔼森.地下连续墙的设计施工与应用[M].北京:中国水利水电出版社，2001
　　[2]白蓉.建筑深基础逆作法设计与施工技术研究[D].合肥:安徽理工大学土木学院，2005
　　[3]张健儿.逆作法施工过程中应注意的几个问题[J].建筑施工，1999,vol.21(2):36-39
　　[4]邢克宣，胡德均，史广德.逆作法施工中节点的处理及质量控制[J]，施工技术，2003,vol.32(1):44-46
　　[5]赵琪，谢剑彬，茅振伟.高层建筑深基础逆作法施工中的节点处理.地下空间与工程学报[J]，2006,vol.2(4):641-645
　　[6]高振锋，叶可明，王允恭，谢卫兵.逆作法施工的设计方法[J].施工技术，2001,vo1.30(1):16-18