高层建筑施工技术的探讨与应用

◎ 昆山市中建项目管理有限公司 文仕波

1 工程概况

某商业大厦工程占地约8500m2，工程为5层深地下室，均为地下停车场，上部结构为一幢35层高座落在裙房上的商用综合大楼，商用综合大楼平面大小约为42m×40m。裙楼平面大小约为90m×45m，高度为21m。商用综合大楼大厦主楼高度为192.30m，从裙楼屋面至办公综合大楼屋面的高度为171.30m；基坑开挖深度为26.50m。

本工程地下室、裙楼及商用综合大楼的结构为现浇钢筋混凝土框架及劲性钢结构及混凝土楼板结构。其中内核心筒为混凝土筒体，外框架柱为钢骨混凝土柱。外框架梁为钢梁、钢骨混凝土梁或混凝土梁。楼面钢梁与混凝土筒体的连接均为铰接。立体结构柱网尺寸基本为9.2m和7.5m，地下结构层高3.20m，上部结构裙房层高为4.75m，上部结构主楼层高为4.2m。

基础形式为钢筋混凝土灌注桩及现浇钢筋混凝土满堂基础，工程桩为钻孔灌注桩，桩长82m，围护结构采用地下连续墙结构，墙厚1000mm，深度42m，局部加深至44m和46m。本工程主楼底板厚3.20m，裙房底板厚2.10m，采用C35，垫层C20素混凝土。底板主筋采用直螺纹连接。底板钢筋伸入地墙墙边，与预埋钢筋接驳器接出的钢筋连接。

2 逆作法施工技术应用

2.1 降水设计施工

（1）工艺流程

准备工作→钻机进场→定位→开孔→下护口管→冲孔换浆→下并管→返水填砾→止水止浆→洗井→下泵试抽→合理安排排水管路、电缆电路→试验→正式抽水→记录。

（2）技术措施

1）准备工作

进场施工前，首先要组建项目经理部，落实材料和人员，合理安排人财物，与甲方及监理保持密切协作。

2）材料到位

专人负责进料，工程师核定，确保井壁管、过滤管(外包尼龙网)、4#填砾、粘土等材料的质量。

3）进出场、定位、埋设护孔管

钻机进场。基础牢固、平稳、水平，孔中心、磨盘中心、大钩应成一垂线。埋设护孔管要求垂直，并打入原状土层中10-20cm，外围用粘土填实，井管、砂料到位后才能开工，孔斜不超过l%。

4）钻进清孔

钻进中保持泥浆比重在1.05～1.1，钻进中对地层要记录各层情况，确定降水含水层的确切层位和岩性。每钻进一根钻杆应重复扫孔一次，再接新钻杆，终孔后应彻底清孔，直到返回泥浆内不含泥块，返出的泥浆含砂量达到要求后提钻。

5）吊下井管

按设计井深事先将井管排列、组合，下管时所有深井的底部按标高严格控制，并且保持井口标高一致。井管应平稳入孔、焊接垂直，完整无隙，确保焊接强度，以免脱落，为了保证并管不靠在并壁上和一定的填砾厚度，在管上加两组扶正器，保证环状填砾间隙厚度大于140mm，过滤器应刷洗干净，过滤器缝隙均匀。下管要准确到位。自然落下，稍转动落到位。不可强力压下，以免损坏过滤结构。井管到位后下钻杆稀释泥浆到1.05左右，钻杆与井管的环状间隙应用补心密封，使泥浆从过滤器经井管与孔壁的环状间隙返回地面，稀释泥浆应逐步缓慢进行。

6）填砾

稀释泥浆比重在1.05时关小泵量填砾。设计钻孔直径560mm，井管直径273mm，填砾厚度140mm。按各井填砾要求进行填砾。

7）止水

为了防止上部土层中的水沿砾料进入减压并内，在减压井填砾顶部填5m厚的粘土球，再用粘土填实，一直填到地面，才能开始活塞洗井。

8）联合洗井

洗井要求采用活塞和空压机联合洗井方法，活塞洗井一定要将水拉出井口，形成井喷状，要求洗井至水清，含砂量达到凿井验收标准，井损失应小于3m，确保洗井质量。

9）下泵试抽

安装泵体要稳。泵轴垂直，在各井中分别安装一根回流管，闸阀两个，一根铡水管。50m深井下泵深度在48m左右，28m深井在26m左右，连接好排水管及电源线路进行试抽水，测定井内水位及观测孔水位变化，估计流量。等水位恢复后积极配合抽水试验。

在疏干井中下泵体，并进行井口密封，连接好排水管、电缆、真空泵管道。采用真空辅助降水，提高降水效率。

2.2 节点设计施工

（1）柱与梁板节点

由于本工程采用一柱一桩和一柱双桩施工，故施工柱之前，应先将格构柱施工至设计标高，挖土后在其顶部加设封头板，并在封头板上加设锚筋，然后进行柱、梁及底层梁、板施工，施工时在柱位置预留柱插筋及混凝土浇捣孔。

地下一层以下各层挖土流程与自行车夹层相同，当土体全部施工完毕后可进行大底板的施工，在柱位置预留插筋，待大底板可上人后，可进行地下三层柱的施工。同时从地下三层向上逐层进行筒体剪力墙施工。待竖向剪力墙和柱达到设计强度后，割除格构柱。

（2）剪力墙节点

底层楼板施工前，先将格构柱挖出，并在其顶部加设封头钢板，在剪力墙位置下方设立与剪力墙同厚、1000高的托梁，其托梁直接锚入地墙顶圈梁之内，预留剪力墙插筋。

自行车夹层土体挖空以后，施工自行车夹层梁、板，施工前，在格构柱上烧焊钢牛腿，并在剪力墙下方加设与剪力墙同厚、1000高的托粱与其它处梁、板一起施工，与托粱相对应在地墙内预埋钢筋接驳器。

地下一层以下各层挖土方法同自行车夹层，当土体挖除完毕后施工大底板，在剪力墙位置预留垂直插筋。当底板达到一定强度后，施工地下三层剪力墙，在格构柱处断开，并预留水平筋。剪力墙混凝土达到设计要求强度后，割除格构柱，将剪力墙全部施工完成。

（3）地下连续墙与板、梁连接节点

由于桩基持力层与地下连续墙持力层不同，在施工过程中结构所受荷载不同，在逆作法施工过程中将会产生差异沉降。因此除按设计图绑扎的钢筋之外，所有地下墙与梁板的节点处，与一柱一桩的柱梁节点处，均增配足够的抗不均匀沉降所产生的附加弯距筋，使地墙与结构及各个节点形成牢固可靠的整体，共同受力，不产生裂缝。

2.4 逆作法施工监测

本项目是保证逆作法顺利进行的重要环节，包括支撑桩沉降观测，钢格构柱内力，大楼沉降观测，土体侧压力，水压力，连续墙水平位移，连续墙钢筋内力，基底土体回弹等监测方法，对逆作法施工的各个环节及周边建筑物进行监测控制，及时掌握施工过程结构承载体系的受力，变形状态以及相邻建筑物的变形、沉降状况，使旄工过程有科学的数据作指导，保证基坑开挖过程，地下结构物受力体系的稳定及安全，并确保周围建筑物的结构稳定和安全。

监测方法是垂直位移(或沉降观测)采用高精度水准测量，测定监测点的高程；平面位移采用轴线投影法或小角度法；连续墙体测斜、土体测斜(土体侧向位移)采用孔顶假设不动点，以孔顶平面位移值作为测斜修正值；支撑应力，土压力和立柱应力测试测量支撑应力、土压力和立柱应力传感器的频率变化，通过公式换算成支撑受力或压力(KN、KPa)。

结语

高层建筑推广应用逆作法，能够提高地下工程的安全性，可以大大节约工程造价，缩短施工工期，防止周围地基出现下沉，是一种很有发展前途和推广价值的深基坑支护技术。