逆作法在建筑深基坑工程中应用的重点与难点

2021-04-03 06:28张博宁
关键词:支护桩作法深基坑

张博宁

华润风电(海原)有限公司 宁夏 中卫 750000

一、逆作法概述

(一)概念界定

逆作法施工技术通过自上而下的方式对高层建筑进行逐层施工,在建筑深基坑进行施工,并将其作为地下室和深基坑外墙的支护,从而产生支撑作用,形成逆作法的纵向承重体系[1]。与传统的深基坑施工方法相比,逆作法具有保护环境、节约社会资源、缩短建设周期等诸多优点,它克服了常规临时支护存在的诸多不足之处,是推进可持续发展的城市地下空间开发和建设节约型社会的有效经济施工技术。逆作法施工技术是采用自上而下的施工方法,在施工时,每次只挖开一层,然后进行支模板施工,采用主体梁板替代临时支撑,使土压力维持平衡的状态[2]。在逆作法施工技术中,挖基坑与主体结构施工可同时进行。

(二)逆作法施工方法

逆作法施工分为半逆作法与全逆作法两种方式,在实际施工过程后,半逆作法施工是指地上结构与地下结构不同时开始施工的方法,这种方法一般用于地铁项目等,能够有效避免对地面交通的影响;全逆作法是地上与地下同时进行施工,能够有效缩短工期的施工方式。逆作法施工与常规施工方式相比较,具有较高的效率与安全性,因此在当前深基坑项目施工中,常采用逆作法施工技术[3]。

(三)逆作法施工特点

在逆作法施工过程中,施工人员常会将室外墙与深基坑围护墙合一,然后再进行施工,这样施工操作,不需要单独安装围护墙,在一定程度上可以节约工程成本。逆作法施工也可以扩大地下施工面积,提高地下的空间面积。与此同时,地下室楼盖的结构能够对围护墙支撑体系进行替代,根据相关工程案例数据可知,逆作法施工可以节约30%左右的成本,在经济效益方面具有良好效果。

二、逆作法施工问题分析

建筑深基坑工程施工的难度比较高,工程量也比较大,影响施工的因素比较多,因此在施工的过程中,只有对建筑深基坑工程有系统、理论层面的全面认识,结合实践经验的积累与总结。才能够更好的应用逆作法施工技术。常见的逆作法施工技术问题如下:

(一)施工方案问题

施工阶段作为建筑生命周期的最终形成阶段,因此施工方案编制的科学性、合理性、规范性直接决定了工程的最终结果。一方面,施工方案作为一项工作的总体部署安排,在合理的工期要求下,它决定了工程实施过程中所耗费的各项资源配置,如劳动力、材料、机械等。另一方面,施工方案也是对工程设计文件及相关验收标准的直接响应与执行,主要体现在对临时构件相应支撑承载力的计算及构造措施的规范化设置等。最后,施工方案会对各项潜在风险进行梳理分析,并提出针对性的预防措施。

(二)连续墙施工问题

采用逆作法施工技术进行连续墙施工存在两点问题,首先是槽孔内障碍物问题,在连续墙施工中,一般槽孔内会存在木桩、钢筋砼、钢丝绳、花岗岩等障碍物,直接影响钻孔的速度。有时也会出现乱石不规则埋藏问题,当其处于墙体与外墙之间,就会对开挖产生一定的影响。其次是双反弧接头使用问题,在逆作法施工中,在浇筑砼之前需要使用刷子对接头进行依附式冲刷,这种冲刷方式难以将泥皮清理干净,这一问题已经成为逆作法施工中的常见问题,对施工质量会产生负面影响。

(三)支护桩施工问题

逆作法施工过程中,挖土作业空间比较小,不利于规模机械化的施工,土方等施工也存在一定的困难。在支护桩的施工中,需要使用一些机械设备,但是由于作业空间问题,这些机械设备难以在地下开展,从而导致支护桩施工的困难。支护桩是地下支撑体系的重要组成元素,支护桩施工问题就会直接影响到支撑体系,从而对工程施工进度等产生影响。

(四)砼构件的过程质量控制

在施工中,砼全过程质量控制面临的问题比较多,突出表现有对砼拌合物原材料的检测,包括对水氯离子的含量检测,砂石的颗粒级配合理性,水泥的抗压强度与抗折强度检测、安定性检测等。砼浇筑前,砼拌合物的坍落度是否达到设计范围要求。砼浇筑过程中是否按照施工方案执行,同条件试块养护是否存在养护不到位,试块强度在未达到强度要求的情况下过早拆除模板等,以上这一系列问题都会直接影响最终砼构件的实体质量及外观观感质量。

(五)节点问题

逆作法施工技术需要采用水平梁板进行支撑,实际施工中,就会存在框架梁配筋超出常规框架梁的比例,梁钢筋在直径加大的同时布置的间距更小。正因如此,施工的过程中,工程节点位置,比如梁板与墙、梁板与柱等位置受力方向较多且复杂,所以节点处理是逆作法施工的重点环节之一。

三、逆作法在建筑深基坑工程对策分析

(一)制定完善的施工方案

在方案制定之前,施工单位应在熟知设计文件及相关的验收规范后,根据工期要求去配置足够的劳动力、材料、机械设备等来满足工程需求。并应该充分掌握工程所在地质条件、自然环境、周边环境等等,然后分析在施工阶段可能会出现的各种潜在风险,并且提前制定相应的风险预案,提高工程风险防控水平。对各项支撑承载力的计算必须准确、构造措施设置规范。同时做好对钻孔灌浆、斜管安装数据等进行实时监测,由于逆作法对施工方案执行要求比较高,因此施工方案的制定务必紧贴工程实际、具备科学、合理、规范的特征。

(二)连续墙施工技术

施工方案制定之后,需要先进行地下连续墙的施工,这是深基坑施工中重点施工环节。连续墙能够起到防水的作用,保障地下后续施工正常作业及地下空间具有防水功能。在连续墙施工过程中,首先应该对各项参数进行测量与计算,比如深基坑的高度、长度、宽度等,然后根据参数,将钢筋放置在沟槽内,再对沟槽进行浇筑,使地下连续墙施工顺利完成。连续墙施工完成后,为了保障连续墙后续的质量,应在砼浇筑之后,按照规定采取养护措施。

(三)支护桩施工技术

在深基坑逆作法施工中,支护桩施工至关重要。尤其是一般商业综合体地下施工,都会建立地下停车场、地下超市等。在施工时,施工建议可采用大直径钻孔,对支护桩的桩底适当扩大,最后浇筑施工,以此提高支护桩的承载力,使支护桩更稳定。在城市空间愈发紧张的背景下,通过支护桩施工,能够保障地下深基坑后续工序的顺利开展。

(四)砼构件的过程质量控制

首先,需要选择合格建筑原材料或备品备件,砼作为用量最大的建筑材料必须做好质量把控,浇筑之前必须有砼拌合物材料的检测报告、砼拌合物的标号及坍落度等必须达到设计要求。其次,在浇筑时,需要按照浇筑方案分段逐层进行浇筑,避免施工段划分不合理、浇筑层过厚等导致砼产生过多的施工缝和裂缝。第三,在浇筑完成之后,待同条件试块抗压强度达到规定要求,拆模后及时对混凝土构件采取合适的养护措施,避免养护措施不合理出现裂缝,影响观感及质量。

(五)节点处理技术

节点处理是深基坑工程中关键施工环节之一,节点受力不但复杂而且直接影响建筑结构的安全性与感观质量。这就要求在施工的过程中,应该根据国家的设计、验收标准做好对节点重点部位的施工,除满足结构受力要求还需满足施工荷载要求。同时,节点的构造必须确保现有的施工能力能达到,这就要求节点的设计具有可操作性、力求简单,最后节点在构造方面必须满足建筑抗渗防水的要求。

四、深基坑工程中逆作法施工技术的应用优势

在技术方面的优势,逆作法施工能够以地下室作为围护支撑,将建筑物的重力转移到地面,从而降低施工中发生形变的可能性。采用逆作法进行施工,也能更有效提高建筑的稳定性,可以替代地下临时支撑,从而节约工程过程的消耗量。可以利用地面作为工作平台,增加地下室空间,使地下空间规划更加合理。在经济方面的优势,逆作法施工技术可以将地下的支护桩作为外墙,在建筑中可以起到防水功能、挡土功能等,可以最大程度节约建筑工程中地下室外墙防水层的空间以及成本,从而提高工程项目的经济效益。逆作法施工技术也能够提高地下的利用空间,与传统施工技术相比,具有较高的施工效率,能够有效缩短工期,从而节约了时间的成本。在环境效益方面的优势,逆作法施工能够有效降低施工对周边环境造成的影响。在传统施工方法中,一般会产生较大的噪音,影响周边的居民,逆作法施工技术解决了这一问题,降低了对周围居民的影响。除此之外,逆作法施工技术对空气污染也比较小,即便在人群密集的区域施工,也不会产生过多的影响。

结束语

总而言之,鉴于逆作法施工的特点和应用优势明显,如能够使地下施工与地面建设同时进行,与此同时也能保障深基坑的横向支撑强度,节约施工工期,有效降低工程的成本。但在具体施工过程中,施工单位需要根据施工现场的具体情况,制定科学合理的施工方案,对可能遇到的问题进行评估,做好预防工作。逆作法施工技术以其突出的经济、技术及环境优势,很好的满足了社会发展对技术更高的要求,因此,在国家大力推进新型城镇化的战略布局下,深基坑逆作法技术只有始终坚持创新内在驱动,不断完善,方能与时俱进。

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