摘要：逆作法施工技术是在基坑开挖前先沿建筑物地下室外墙施工地下连续墙支护结构, 并进行桩基施工、浇筑钢筋混凝土柱、安装与混凝土柱或桩基对接的钢柱, 然后施工首层楼板, 通过首层楼板将地下连续墙、桩基与柱连在一起, 并作为施工期间承受上部结构自重和施工荷载的支承结构。论文以某省体育场网球馆工程为例, 介绍了基础逆作法施工工艺以及各施工环节的技术要点, 以供参考。
关键词：地下工程; 逆作法; 内支撑; 效益分析;
1 工程概况
某体育场网球馆工程, 位于郑州市文化路与优胜北路河南省体育场院内, 总建筑面积30 823.12m2, 地下2层, 地上3层。该工程采用桩筏基础, 桩基采用后插钢筋笼式CFG桩。其中, 部分区域为2层地下室, 无地上建筑, 单层建筑面积约1810m2。该建筑位于体育场东大门, 为体育场活动通行的必经之处, 与周边建筑物距离较近, 东距文化路20m, 南距6层培训楼2m, 西距体育馆2m。该建筑多为浅基础, 地下埋管较多, 不便于采用深基坑锚杆施工。因此, 为了尽早交付场地、恢复通行, 该建筑工程采用逆作法施工工艺。
2 基础逆作法施工要点
2.1 土方开挖
拟在水平面分区流水施工, 每个区的挖土要连续高效。土方开挖分3阶段进行, 第1阶段明挖 (即竖向第1次大开挖) , 挖土速度快, 出土量大, 共约11 000m3;第2阶段:负1层余土开挖至-7.6m, 采用明挖, 小钩机挖桩间土, 铲车倒运至逆作法区域以外;第3阶段负2层、夹层及基础暗挖, 室内挖土受工作环境影响, 挖土效率较低, 采用2台小型挖机坑内转运, 分层开挖, 每次开挖深度不大于2m。
2.2 钢构柱及冠梁施工
钢构柱及冠梁施工包括以下注意要点: (1) 逆作法区域所有抗拔桩全部升至负1层, 框架柱位置支持桩内增加配置壁厚8mm、直径219mm钢管。首次成桩后1h内, 将钢管静压入桩体, 并将管内灌注C30, 垂直双向测量下成桩倾斜度误差小于1/300。 (2) 冠梁内侧预留梁、板钢筋, 长度不小于35倍底板主筋直径, 型号和材质与基础底板相同。 (3) 柱施工。将钢管外围的混凝土剥离, 在钢管的外围按照原设计绑扎柱钢筋笼, 分层浇筑柱混凝土, 每层柱浇筑后其强度应同时满足龄期要求时, 准予下层柱施工[1]。
2.3 内支撑施工
内支撑施工有以下注意要点: (1) 地下室坡道即地下1层板局部采用内支撑结构控制其1层与支护结构不完整结合, 以保证护坡的稳定性。 (2) 第1层地下室底板与支护结构处理:逆作法时底板与支护结构无连接部位采用内支撑形式; (3) 内支撑:采用直径159mm, 壁厚5mm的无缝钢管作内支撑构件; (4) 内支撑安装:一端与地下室底板模板同时安装, 法兰的一端与支护结构平行且无间隙连接; (5) 内支撑连接处:采用法兰, 法兰焊接到支撑管端, 并采用螺栓与支护段法兰连接, 且连接间隙小于2mm; (6) 法兰焊接:满足钢结构焊接要求; (7) 横向支撑的首根管采用2mm×600mm×400mm、壁厚8mm的矩形管, 余下内容同圆形管; (8) 预留出土口的楼板, 内支撑要进行调整, 出土口两侧要进行加固。
2.4 钢筋工程
钢筋施工过程中, 有以下注意要点: (1) 地下2层及夹层的竖向构件包括柱子、墙, 均需在地下2层楼面和底板混凝土浇筑后才能施工。此时底板面的插筋和竖筋连接段上端的直螺纹套筒往往不在一直线上, 主要原因是地下2层梁底预埋直螺纹套筒被振捣混凝土移位。 (2) 一般做法是将带丝扣的连接段钢筋上端旋入直螺纹套筒, 然后将下端与底板上的插筋搭接焊接, 在浇筑底板混凝土前, 复校并调整竖向插筋, 使之对直地下1层楼面梁底的直螺纹套筒。 (3) 本工程逆作过程中与常规工程施工顺序不同, 节点复杂, 并存在大量的钢筋预留预埋和施工缝处理[2]。
2.5 模板、混凝土工程
模板、混凝土工程包括以下注意要点: (1) 由于本工程采用逆作法施工, 地下室墙柱需待地下室各层板及底板施工完成后再由上而下进行各层的墙柱施工。 (2) 墙柱模板支设时, 从梁底或设计位置以下300mm处开始设置斜向模板, 形成喇叭口, 喇叭上口到梁底向上150～200mm处;混凝土浇筑到喇叭上口, 梁底向上200mm处, 拆模后, 若影响后期的装修, 剔除喇叭口混凝土。 (3) 采用逆作法的地下2层的柱子、墙的混凝土, 均需在地下1层已浇筑的楼面上进行灌注, 故应预先在相关的梁顶预留混凝土导流孔和插入振动棒孔, 大小直径150mm, 间距1500mm。 (4) 由于外墙做卷材防水, 如果采用对拉螺栓, 势必破坏外墙防水效果, 因此, 外墙加固采用满堂脚手架, 钢管顶撑在支撑桩上。
2.6 墙下支撑及支撑桩链接
墙体下及周边土方采取分段开挖分段支撑, 支撑方法为墙体下部采用的准108mm×4钢管支撑, 间距为3m, 钢管顶部提前在地下外墙-10.000m处间距3m埋设埋件并焊接牢固, 钢管下端置于混凝土支墩内至底部, 支墩尺寸为800mm×800mm×500mm, 混凝土强度为C30, 待支墩混凝土强度到达80%以上时, 方可相邻区域土方施工。为保证抗拔桩稳定性, 用钢管将框柱2根一组连接在一起, 钢管间采用扣件连接。
2.7 结构安全
为保证结构安全, 可以采取以下措施: (1) 原逆作法施工图纸及施工方案中明确表明, 逆作法区域-5.200m以下施工, 为土方全部分层开挖完成后, 基础先施工再施工竖向结构。 (2) 逆作区外墙施工至-10.000m, 荷载较大, 考虑结构整体安全性, 拟定方案为:外墙底部支撑体系暂不拆除, 距墙体一定范围内土方不开挖, 先施工逆作区中间部位, 中间部位基础施工完成后, 立即进行柱子施工, 待结构柱子达到80%以上强度后, 方可进行外墙施工。 (3) 土方开挖范围:东侧、西侧考虑到墙边有集水坑, 从距离墙边3500mm避开集水坑开挖, 南侧距离墙边2500mm。
2.8 深基坑监测
须委托具备相应资质的第三方实施, 逆作施工过程中应严格按照经过专家论证的专项方案及设计要求来要求监测单位对基坑支护系统进行监测。
3 结语
逆作法是相对常规“大开挖”的“正作法”而言, 是一项近几年发展起来的新兴施工技术。在城市的一些特殊位置, 如交通枢纽中心及市区繁华地段等, 由于工程地段的特殊性, 要求封路施工的期限尽量缩短, 尽可能缩短停业时间。采用逆作法施工即可解决此类问题。
参考文献
[1]张彩英, 侯艳梅.浅谈逆作法施工[C]//河南省土木建筑学会, 2010年学术研讨会论文集, 2010.
[2]姬小云.逆作法在土建施工中的技术要点[J].农村经济与科技, 2017 (4) :272 275.