庄晓阳
摘 要:随着经济的快速发展及城市化进程的加快,建筑行业也快速发展,并且建筑工程项目的种类和形式也越来越多样化,以此满足城市建设发展的需求。比如,高层建筑地基基础与地下室工程项目,但由于受到各方面因素的影响,传统的深基坑施工技术难以有效保证施工进度和施工质量,因此产生了逆作法施工技术,其是建筑项目地下结构施工的重要技术。基于此,本文结合具体的工程案例对建筑施工中逆作法施工技术的要点进行分析,希望能为相关企业及人员提供有效的参考。
关键词:建筑施工;地下结构;逆作法
1 逆作法施工技术的概述及特点
逆作法是一种常规的施工方法,一般适用于深基础、地质条件复杂、地下水位高等特殊情况。其原理是沿着建筑物地下结构的四周进行连续墙或者密排桩施工,成为地下室外墙或基坑的围护结构,而且在建筑内部重力位置,施工楼层中间支撑桩,以此形成逆作的竖向承重体系,之后再逐层向下开发土方和浇筑各层地下结构,在强度达到一定程度时,可作为围护结构的内水平支撑,从而满足向下施工的安全需求。
逆作法施工技术的特点主要表现在:(1)由于地下室顶面结构完成时,也为上部结构施工创造了有利条件,所以建筑物上部结构施工和地下结构施工可以同步进行,尤其是在规模较大、上下层次多的建筑施工中运用,能够大大缩短建设周期,这也是逆作法施工技术的典型特征;(2)由于受力合理且维护结构变形量较小,所以对周围建筑的影响相对较小;(3)受风雨等不利环境影响较小,并且土方开挖量相对较少,有利于施工总工期的控制;(4)能够最大程度利用地下空间,可此扩大地下室的建筑面积;(5)开挖和施工可以交叉进行,立柱直接承担逆作结构自身的荷载并传至地基,这样可以减少大开挖时卸载对持力层的影响,减少基坑内地基回弹量;(6)逆作法也存在不足,如支撑位置会受到地下室层高的限制,不能对高度进行调整,在遇到层高较大的地下室时需要另外设置临时的水平支撑或者加大围护墙的断面和配筋。
2 建筑施工中逆作法施工技术要点分析
2.1 工程概况
某广场施工项目中包括五座功能性建筑,并以“L”型方式环布广场。在广场设计中的五座功能性建筑中,有两座是133.4m高的商用公寓,楼层数为38层,一座是98m高的商用写字楼,楼层数为28层,另外两座则是33m高的商城,楼层数为6层,总占地面积9380m2,整个广场的建筑占地面积为94800m2。
在整个建筑群组中,地下结构均为桩基础,而且在每栋建筑物的地下空间中都设置了地下停车场,层数为3层。在进行工程设计时,梁板厚度为1.5m,同时室内外的高差参数为0.3m。
2.2 围护与支撑结构施工
在建筑施工中,围护与支撑结构关系着整个工程的稳定性,尤其在逆作法施工中,其重要性更加突出,因此在建筑施工中运用逆作法施工技术时,应当优先考虑围护与支撑结构的施工。在该案例工程项目中,设计人员在进行工程设计时,先是选用了列式连排钻孔灌注桩结构,同时在构建止水帷幕支护体系时使用了高压喷选法,不仅保证了工程基本结构的稳定性,也为后续围护结构体系的加设创造了有利条件。其次,在进行地下空间土结构和地下水防护设计中,采用了咬合式的墙地连墙结构,以此保证工程施工的环境。此外,在前期的地質勘测时,发现场地南部地区存在严重的地下水问题,针对这一问题,在地下结构施工时采用了高压喷旋法在该区域设置止水帷幕。
对于地下3层空间的施工设计,采用了一柱双桩承载的模式,既满足了建筑上部结构、地下结构自重、荷载力的需求,也基本保障了地下施工技术的运用。通过双桩承载模式进行管理,能够避免施工荷载条件下产生的变形问题,并且平均分配上部荷载至两桩中,这样能够保证逆作法施工的安全,也有利于工程建设的顺利进行。另外,在完成工程施工后,可以将这一地下柱结构拆除,然后替换成永久性的混凝土柱结构,不仅保证了工程建设质量,也能有效提高工程建设的效率。
2.3 土方开挖
在逆作法施工过程中,土方开挖也是关键的一环,主要的施工内容包括地下土方开挖、运输、出土等。在该项目中,需要进行的堤防工作量为8.36万立方米。在具体的施工过程中,采用了地下一层空间正向施工处理的方法,出土量约为3.31万立方米,占工程总量的1/3。其中出土量最大的是写字楼部分,为了能够更好地进行地下土方工程的管理,在施工现场设置了专门的土方运输通道,负责输送土方的车辆可以直接停靠在基坑附近,这样能够大大提高出土效率,从而提高施工效率。
根据工程项目不同的建筑形式,在土方开挖施工中也采用了不同的挖掘方法。如在进行公寓建筑的土方开挖时,采用了盆挖式的施工模式,这一模式具有覆盖范围广、施工速度快等优势,但也有局限性,主要是该项目整体建筑群组使用了逆作法施工,因此在采用盆挖法施工时会对周围建筑的地下梁板顶盖产生影响,一定程度上增加了施工难度。为了解决这一问题,在土方开挖时选用了小型机械设备和人工挖掘相结合的方式进行施工,同时采用了人力拖车和车辆相结合的方式进行土方运输,这能够减少盆挖法施工时对周围环境的影响,保证施工的质量。另外,在写字楼土方开挖施工过程中,采用了钢管和混凝土结合的支撑形式,以此形成立体化的混合支撑结构,这样支撑防护能够与土方开挖同步作业,同时在施工内容控制管理中,采用了计算机程序进行管理,不仅能够保证施工效率,也能将土方开挖施工控制在合理的范围之内。
2.4 楼板沉降控制
在该项目的底板施工中,同样也采用了逆作法。先是在裙房地下空间完成梁板体系的建设,然后再进行地下基础大底板施工处理,但会使得工程桩体在施工前处于部分受力状态,在土方开挖的影响下会出现向上回弹现象,进而对完成建设的梁板系统造成影响。对此,有必要加强对产生的沉降差进行控制,基于逆作法施工条件,分析挖土施工时各个阶段的立桩维护墙的梁板结构,再根据具体的荷载条件对实际施工中可能存在的沉降差进行确定。加强现场施工的实时监控,有效控制变形情况,同时对相应工序内容进行明确,结合岩体力学计算公式及相关性分析,切实保证工程建设的安全。在进行观测时,合理布设观测点,保证观测结果的全面性与科学性,对施工现场各个方面进行全面的监测,同时也要保证地下各层级空间的监测。
2.5 基坑外部观测
在逆作法施工过程中,开展的观测工作主要是针对基坑内外降水条件进行管控,以此保证地下施工的环境。首先,采用了微承压水井的结构形式,将其预埋在16m~25m间粉质黏土中,然后直接使用水泵处理水井,以此达到降低水压和水头的效果,避免坑底出现管涌现象;其次,利用大口井形式的井结构,将其设置在基坑内部,发挥潜水和降水作用,并对水位进行实时监控;最后,设置观测井,对施工过程中周围水文条件变化进行实时观测。
3 结语
综上所述,在建筑工程地下结构施工中,逆作法施工技术有着较大的优势,因此被广泛应用于其中。为了有效发挥逆作法施工技术的科学性、安全性及经济性的优势,还需要全面掌握该项技术的要点,并做好施工管理和控制,以此保证逆作法施工目标的实现,从而保证建筑施工的质量和安全。
参考文献:
[1] 倪金碧.逆作法施工技术在高海拔软地基高层建筑施工中的应用[J].工程技术研究,2019(12):22~23.
[2] 穆乃杰.逆作法施工技术在高层建筑施工中的应用[J].住宅与房地产,2018(16):177.