浅谈逆作法施工在温州地区的应用.pdf
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1、97总第236期/2023/3/学人问津浅谈逆作法施工在温州地区的应用潘建有(温州医科大学附属眼视光医院,浙江 温州 325000)摘要:逆作法施工在我国的应用已经越来越普遍,特别是在中心区域得到了广泛应用,并且取得了较好的应用效果。笔者结合浙江温州鹿城区温州医科大学眼视光医教楼改扩建工程实例,对逆作法施工的实践应用进行了综合分析。该逆作法施工案例提供了良好的施工经验,显示出积极的社会效益,说明逆作法施工具有较广的实用性和先进性。关键词:逆作法施工;温州地区;优势随着城市化进程的加快,市中心城市高层建筑有逐渐密集的趋势,特别是在国内中心城市,高层建筑越来越多、越来越密集。为了节约和有效利用土地
2、资源,高层建筑如雨后春笋般涌现。国内大量建筑事实证明,采用逆作法施工的建筑大多为市中心高层建筑或多层地下室,可以解决城市旧城中心改造基坑安全的相应问题。逆作法施工环境相对封闭,体系尚未健全,这就要求开展高标准基坑开挖与逆作施工。为此,笔者在该文中结合浙江温州鹿城区温州医科大学眼视光医教楼改扩建工程,对逆作法施工技术进行了探讨。一、工程简介浙江温州鹿城区温州医科大学眼视光医教楼改扩建工程是逆作法施工技术的典型案例,包括地下室二层,建筑面积为8803 平方米,主体结构 22 层,建筑面积为 40998.7 平方米,由温州医科大学附属眼视光医院投资建设,浙江求新建筑设计有限公司设计,温州市建设监理有
3、限公司负责项目监理,温州建设集团有限公司总承包承建。本工程场地位于温州医科大学鹿城区老校区内,处于市中心,场地狭小,土地资源有限,周围环境条件复杂。场地东侧为学校教学楼,北侧为活动中心,西侧为温瑞塘河,南侧为医院 7 层浅基础砖混病房楼。本工程有地下室二层,第一层层高 5.40 米,第二层层高 4.50 米,最大开挖深度达 14.50 米,位于电梯井核心筒区,基坑整体安全等级为级,重要性系数为 1.1,基坑支护体系采用逆作法施工,基坑侧壁围护桩的正常使用年限为一年。工程 0.00 相当于黄海高程 4.80 米,自然地坪为黄海高程 4.00 米,即相对标高为-0.80 米。地下室二层中负一层、负
4、二层、地下室结构板面标高分别为-10.00 米、-5.45 米、-0.05 米,底板厚度为11002000 毫米,垫层为 150 毫米厚碎石,还有 100 毫米厚素混凝土找平层,50 毫米厚防水保护层,设计土方开挖深度为10.5014.50 米。现场布局如图 1、图 2 所示。二、逆作法施工过程控制(一)逆作法施工概述逆作法施工技术的施工原理:按照建筑物地下室建筑轴线图 1 总平面及土方运送平面图 图 2 监测点平面布置图98/总第236期/2023/3学人问津放样,开始施工维护结构地下连续墙或围护桩和工程桩,即地下围护结构和主体结构基础。在不影响主楼地下室使用功能的基础上,由建筑设计院、监理
5、单位、建设单位、施工单位及基坑支护设计单位共同研究确定竖向钢结构格构柱的位置、类型和土方开挖出土口位置、数量及大小。一般由电梯剪力墙组成核心筒作为出土口,电梯核心筒采用顺作法施工,以保证电梯核心筒混凝土浇筑质量。在整个逆作法施工过程中,在建筑的地下室筏板和混凝土柱子全部浇筑之前,竖向格构立柱主要承受上部结构自重和施工汽车活动荷载,尤其是土方开挖期间土方外运车辆和挖掘机产生的振动荷载,确保基坑的整体稳定性、安全性,减少对周边建筑物的安全影响。(二)第一次土方开挖和浇筑梁板实施第一次土方开挖,开挖深度一般为地下室顶板以下 2米左右,开挖方向为从北往南依次分块开挖,每次开挖厚度约500 毫米,一直开
6、挖到标高-2.0 米,同时浇筑 200 毫米厚 C20素混凝土垫层,待混凝土强度达到设计要求时,开始制作安装满堂脚手架和梁、板、柱钢筋骨架,接着浇筑建筑顶板混凝土和柱子混凝土,柱子混凝土浇筑高度为 1100 毫米。(三)第二次土方开挖和浇筑梁板待第一层建筑楼板混凝土强度达到设计要求时,拆除满堂脚手架和模板,开始第二次土方挖土,从出土口位置向北和南开挖,每次开挖厚度约 500 毫米,一直挖到地下室二层楼板的标高位置以下 2 米以上,即-7.65 米,浇筑 200 毫米厚素混凝土垫层,从北往南依次制作安装满堂脚手架和梁、板、柱钢筋骨架,接着浇筑第一层混凝土楼板和柱子混凝土,柱子混凝土浇筑高度为 1
7、100 毫米。(四)第三次土方开挖和浇筑筏板基础待混凝土强度达到设计要求时,拆除满堂脚手架和模板,开始第三次土方挖土,从出土口位置向北和南开挖,每次开挖厚度约 500 毫米,开挖深度为 11.3514.50 米,接着回填 150毫米厚片石灌砂和浇筑 100 毫米厚素混凝土找平层,然后铺设1.5 毫米厚三元乙丙橡胶防水卷材和干铺 200 克油毡隔离层一道,最后铺设 50 厚防水保护层。待垫层混凝土强度达到设计要求后,开始从北向南制作筏板基础钢筋骨架,接着浇筑大体积的混凝土基础。地下室结构的筏板基础和楼板与钢结构格构柱形成刚度较大的支撑体系,主要承受基坑支护围护结构土方开挖产生的有效应力释放的水平
8、作用力、剪力、振动荷载和竖向土方开挖产生的水平作用力、剪力、振动荷载,以有效保障土方开挖期间基坑整体的安全性及平稳性。(五)上下层主体结构同时施工在此期间,各层结构柱墙板及剪力墙按照以上方式逐层由地上向地下施工,直到地下结构筏板基础浇筑完毕。当地下结构的顶板混凝土浇筑完毕并达到设计强度后,就为地下室土方开挖和上部主体结构施工奠定了基础。这样主体建筑结构和地下室建筑结构可以展开同步逐层施工,形成上、下同步施工的情况。上下部同时施工会增加工程施工阶段的振动荷载、竖向荷载等活动荷载,在封闭筏板基础和完成竖向混凝土柱子之前,一切竖向荷载都会通过竖向支撑钢结构格构柱传到地基桩基中。三、逆作法施工优点(一
9、)保护环境和安全逆作法施工的特征是主要以地下室顶板结构作为基坑支护的水平支撑。由于顶板水平结构体系与临时水平支撑体系相比刚度较大,因此维护桩在水平压力作用下的位移相对较小,对周围环境的影响就相对较少,特别是水平位移相对较少。同时,由于竖向格构柱作为水平底板支点,与没有中间支承柱的基坑支护情况相比,坑底的隆起明显减少,可避免基坑变形后发生事故。逆作法施工能减少基坑开挖期间的变形,特别是对周边的旧建筑物、道路和地下管线的影响,从而保证地下室基坑土方开挖施工期间的安全。温州鹿城区温州医科大学眼视光医教楼改扩建工程最大开挖深度为 14.5 米,基坑侧壁的基坑变形最大值仅为 24.86 毫米,有效地保障
10、了医院住院大楼的安全。住院大楼建于 1979 年,属于条形基础和主体结构为砖砌体加预支板的结构体系,变形能力差。原建筑主楼四层和局部五层,由于使用需要在 20 世纪 80 年代增加了楼层,目前主楼五层和局部六层与基坑开挖面最近距离只有 2.10 米,最大值为 4.20 米。逆作法施工在基坑开挖期间有效保证了住院大楼砖砌体结构的安全,保障了医院正常营业,有效减少了对浙南地区群众就医的影响。(二)节约资源和减少噪声逆作法与顺作法施工相比,基坑支护采用的是“以桩代柱”“以板代撑”,无水平临时支撑,节约了大量建筑材料与人力资源。多层地下室一般采用常规的临时支护结构施工法,地下室外墙采用剪力墙,并采用外
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