施工电梯基础与地下室顶板一体化深化设计思路与施工要点分析

2024-02-27 23:25刘林钊谢显鹏满宁宁苏涛赵祺张鹏左丽娜李文斌
科技创新与应用 2024年6期
关键词:逆作法设计思路一体化

刘林钊 谢显鹏 满宁宁 苏涛 赵祺 张鹏 左丽娜 李文斌

摘  要:在逆作法施工中,一般以地下室顶板为界面层,向上施工主体结构,向下开挖土方并施工地下室结构,导致施工电梯基础无法像常规项目设置在顶板上并下设回顶支撑。为解决以顶板为界的逆作法项目施工电梯基础无法回顶的问题,需找到一种与地下室顶板相结合的免回顶支撑施工电梯基础。该文以勤诚达云邸项目施工电梯基础深化设计为例,仔细分析施工电梯基础定位位置、原有结构梁板位置及受力要求,通过改变板厚度、调整配筋、增加受力梁和把控施工过程等,详细阐述逆作法项目中施工电梯基础与地下室顶板一体化、免回顶支撑的深化设计思路与施工要点。

关键词:施工电梯基础;一体化;逆作法;设计思路;免回顶支撑

中图分类号:TU229       文献标志码:A          文章编号:2095-2945(2024)06-0112-04

Abstract: In the top-down construction, the basement roof is generally used as the interface layer, the main structure is constructed upward, the earthwork is excavated downward and the basement structure is constructed, so that the construction elevator foundation can not be set on the roof and back to the top support like the conventional project. In order to solve the problem that the elevator foundation of the top-down construction project bounded by the roof can not return to the roof, it is necessary to find a kind of non-return roof support construction elevator foundation which is combined with the basement roof. Taking the deepening design of the elevator foundation of Qinchengda Yundi Project as an example, this paper carefully analyzes the positioning position of the elevator foundation, the beam and slab position of the original structure and the stress requirements of the construction elevator foundation. By changing the thickness of the plate, adjusting the reinforcement, increasing the stress beam, and controlling the construction process, this paper expounds in detail the deepening design ideas and construction points of the integration of elevator foundation and basement roof and non-return roof support in the top-down construction project.

Keywords: construction elevator foundation; integration; top-down construction method; design idea; roof-free support

隨着我国城镇化进程加快,人口、资本等生产要素不断向城市聚集,城市建筑更新进程加快,建设用地资源越来越紧缺。为了满足城市发展用地需要,越来越多的超高层建筑不断涌现,超高层建筑也是未来工程施工的主要实践方向之一。受限于施工场地狭小、周边施工环境复杂等诸多因素,城市中越来越多的建筑工程采用上下同步逆作法技术进行施工。

逆作法是利用主体地下结构的全部或部分作为地下室施工期间的支护结构,自上而下施工地下结构并与土方开挖交替实施的施工工法。本项目采用将施工电梯基础与地下室顶板一体化深化设计,充分利用逆作法主体结构设计特点,在施工电梯基础位置通过增加结构梁板的加固方式将施工电梯荷载传递给主体结构墙柱,避免了传统施工电梯基础下方逐层进行回顶支撑的做法,消除了对逆作期间地下结构施工的影响,取得了良好的经济效益。本文结合勤诚达云邸项目,提供了施工电梯基础与地下室顶板一体化深化设计思路,值得推广应用。

1  工程概况与应用背景

1.1  工程概况

深圳市宝安区勤诚达云邸项目位于广东省深圳市宝安区新安街道上川社区前进路和上川路交汇处东侧,由2栋174.75 m住宅、1栋172.4 m保障房、1栋99.55 m办公楼、1栋3层幼儿园、4层地下室组成,占地面积16 987 m2,总建筑面积210 343 m2。本项目四周为居民生活区,且多为老旧住宅,周边环境错综复杂,施工场地狭小,故采用上下同步逆作法施工,界面层为地下室顶板(效果如图1所示)。

1.2  应用背景

勤诚达云邸项目由3栋超高层住宅、1栋高层办公楼、1栋幼儿园组成。本工程为大型房建综合体项目,住宅层数多、工期紧,为满足业主住宅预售节点与销售宣传要求,需尽早配备施工电梯用于工程材料与施工人员运输,提高劳动生产率。传统房建项目采用在地下室顶板处根据施工总平面布置图浇筑矩形钢筋混凝土基础,并在施工电梯基础正下方投影区域采用逐层搭设钢管架的方式进行回顶加固,将施工电梯基础上方荷载通过支撑架体传递到基础,以保证施工电梯基础区域内结构安全与施工电梯运行安全。

本工程采用上下同步逆作法施工,界面层为地下室顶板,故采用传统的在地下室逐层搭设钢管架进行回顶支撑施工电梯基础的方式无法应用于本工程。因此,本工程针对施工电梯基础进行深化设计,充分利用地下室顶板大承载力特点,将施工电梯基础与地下室顶板进行一体化设计施工,在满足施工电梯安全稳定运行的前提下,避免了逆作期间对先期地下结构施工的影响,同时避免了搭设、租赁钢管架进行回顶加固的费用支出,降低了施工成本。

2  技术特点

传统项目回顶式施工电梯基础,地下室顶板均布活荷载一般无法满足施工电梯的使用荷载要求,为避免地下室顶板工作时产生裂缝及施工电梯升降过程中动荷载原因产生的破坏,对地下室顶板上部制作施工电梯基础,电梯基础处地下顶板下部进行钢管满堂架搭设回顶加固,而为了传递荷载,避免荷载过于集中,需逐层回顶至底板卸荷,回顶范围为施工电梯基础尺寸外扩1跨,回顶区域将会形成一个6.75 m×4.75 m的加固区,该位置架体将一直存在直到施工电梯拆除,且需定期对架体进行监测。勤诚达云邸项目如果按常规回顶式设置施工电梯基础,结构板加固架体经受力计算后,回顶架体钢管类型Ф48.0 mm×3.0 mm(计算),钢管纵距750 mm,横距750 mm,步距1 200 mm,每根立杆上端采用U型托,顶托梁主次龙骨为90 mm×40 mm的木方,模板支架立杆伸出顶层横向水平杆中心线至模板支撑点的长度不超过0.5 m,剪刀撑布设按照加强型剪刀撑布设(如图2所示)。

因上方施工电梯一直运行,直至室内电梯安装验收投入使用后才会拆除施工电梯,在此期间地下室该位置加固架体将一直影响该部位的后续各工序的施工,且架体一直存在,钢管租赁费用也一直存在,后续拆除时又需花费人工、运输退场费用,对成本把控不利。

对于逆作法施工,特别是以地下室顶板为施工界面的逆作法来说,先天不具备回顶条件,只能考虑提高逆作法结构梁板的承载能力,通过增加框架梁。加大施工电梯基础所在位置梁板配筋等方式,并与施工电梯专业分包单位及设计单位密切沟通、复核受力,直至达到安全运行的承载力要求。

施工电梯基础布置于地下室顶板上,与地下室顶板一体化,充分利用逆作法项目中地下室顶板结构设计特点,通过施工电梯底座将施工电梯竖向荷载均匀传递到施工电梯基础上,再由施工电梯基础位置的钢筋混凝土结构梁传递到周围地下室主体结构,避免了地下室顶板直接受力,增强了施工电梯基础位置的承载力,保证了结构稳定性。

3  施工电梯基础与地下室顶板一体化深化设计思路

本工程采用上下同步逆作法施工,界面层为地下室顶板,因施工工法限制无法采用传统施工电梯基础在地下室进行逐层回顶的做法。为满足人员与材料运输要求,结合逆作法项目地下室顶板承载力大的设计特点,将施工电梯基础与地下室顶板一体化设计,能够有效解决上述问题。

本工程共有4栋塔楼,每栋塔楼布置1台施工电梯,现以1B栋塔楼布置的1B#施工电梯基础为例说明施工电梯基础与地下室顶板一体化的深化设计思路。

本工程1B栋塔楼选用SC200/200G中速型雙笼施工电梯,施工电梯基础规格要求为6 m×4 m×0.3 m。结合本工程施工平面部署、车辆运输行驶路线、施工人员进出路线、施工电梯在塔楼标准层位置等诸多因素,本工程选定在1B栋塔楼裙房位置设置施工电梯[1]。施工电梯基础具体位置如图3所示。

从施工电梯基础的定位图可以看到,施工电梯基础位于地下室顶板高低跨区域,共涉及3个不同板面标高,分别为-1.2、-0.15、0.35。其中,标高0.35与-0.15结构板在裙房范围内,标高-1.2结构板在塔楼范围外。此外,施工电梯基础范围内共有2条不同规格的梁,梁顶标高分别为-1.2、0.35,对应梁截面大小分别为400 mm×800 mm、300 mm×1 750 mm。

为充分利用施工电梯基础处原有主体结构,将施工电梯基础与地下室顶板一体化设计,通过施工电梯基础位置处梁板结构将施工电梯竖向荷载传递给周围主体结构墙柱,能够在保证施工电梯安全平稳运行的基础上,降低施工成本、释放地下空间。本例中,施工电梯基础长6 m,宽4 m,高0.3 m,考虑到塔楼范围外侧环路标高为0.25,为使施工电梯出料门入口标高可以平冠梁侧环路标高(方便材料运输与人员进出)以及基础位置施工难易程度,综合考虑后选定将施工电梯基础布置在标高-1.2板面处,施工电梯基础所在区域板面标高统一降为-1.2,待施工电梯拆除后施工标高0.35与-0.15部分主体结构以及裙房部分主体结构[2]。

为使施工电梯竖向总荷载能传递到周围主体结构墙柱,满足结构受力安全,在施工电梯中心下方原有400 mm×800 mm规格结构梁上方新增800 mm×300 mm规格结构梁,梁顶标高-1.08,其中梁上部纵筋为7C25,梁下部纵筋为7C25,箍筋为C10@200(2)。新增1号梁位置原有结构梁配筋规格不变,新增800 mm×300 mm规格结构梁用于承担施工电梯使用阶段竖向荷载传递,不增加主体结构受力,施工电梯底座安放在新增1号梁正中心处。在塔楼范围内原有标高0.35与-0.15、截面尺寸为400 mm×700 mm的主体结构梁正下方增加2号与3号结构梁,梁顶标高为-1.08,梁截面尺寸与配筋规格同正上原有结构梁。新增2号梁与3号梁梁顶标高为-1.08,梁截面规格为400 mm×700 mm,其中梁上部纵筋为4C22,梁下部纵筋为4C22,箍筋为C10@200(2),梁侧面纵向构造筋为2C14。新增2号梁与3号梁与正上方主体结构梁之间通过浇筑素混凝土的方式使两者相连。原位置4号梁梁顶标高降为-1.08,截面规格为300 mm×500 mm,梁配筋规格同原主体结构梁规格。其中梁上部纵筋为2C25+2C20,梁下部纵筋为2C25+2C20,箍筋为C10@200(2),梁侧面纵向构造筋为2C10。施工电梯基础共设置3层双向布置钢筋,其中施工电梯基础底部位置双层双向钢筋同所在顶板位置板配筋,本例中板配筋为双层双向C12@150,最上层设置双向C18@150附加面筋。1B#施工电梯基础深化设计如图4所示,现场施工照片如图5、图6所示。

4  施工要点控制

4.1  施工电梯基础施工工艺流程

放线定位→模板制安→施工电梯基础钢筋绑扎→施工电梯预埋件焊接固定→组织验收→施工电梯基础混凝土浇筑。

4.2  施工电梯基础质量保证措施

1)放线定位:施工电梯基础放线采用全站仪、经纬仪及水准仪配合施工,施工放线要严格按照施工电梯基础定位施工,确保基础平面及竖向定位尺寸偏差在规定范围内。

2)模板制安:利用模板木枋配合盘扣架进行定位搭设和加固即可。

3)施工电梯基础钢筋绑扎:施工电梯基础钢筋由项目钢筋翻样员统一进行翻样,确定钢筋下料长度,在钢筋加工厂统一加工,再运至施工现场进行绑扎。严格根据设计要求进行钢筋绑扎。

4)施工电梯预埋件焊接固定:施工电梯预埋件由施工电梯安装公司施工人员根据施工电梯定位图现场复核位置后将其焊接固定在电梯基础钢筋内。为保证施工电梯在使用过程中垂直度偏差不超过1/1 000,须严格控制施工电梯4个角的基脚顶标高。4个角的基脚顶标高偏差两两不能超过2 mm。安装过程中采用精密水准仪严格控制基脚标高偏差[3-4]。

5)施工电梯基础混凝土浇筑:施工电梯预埋件焊接固定完成后方可进行施工电梯基础混凝土浇筑,浇筑前必须对基础予以验收合格后方可进行浇筑。在混凝土浇筑时要用全站仪及经纬仪全程监控,一旦发现预埋件平面位置及标高偏差超出要求,要及时停止混凝土浇筑并迅速组织专业安装人员对预埋件进行调整,满足规范要求。待预埋件调整完毕并固定就位后方可继续进行混凝土浇筑施工[5-7]。

5  结束语

施工电梯是高层建筑中人员与材料运输的必备工具, 施工电梯的正常运作有赖于结构可靠的基础。本文以勤诚达云邸项目为例,详细阐述施工电梯基础与地下室顶板一体化深化设计全过程,提供了可行的分析思路。施工电梯基础与地下室顶板一体化设计,可充分利用永久主体结构,施工电梯基础结构安全稳定,取得了良好的经济与社会效益,获得了社会各界的普遍认可。不同建筑工程的建筑结构特点与施工工艺各不相同,各建筑工程特点都不相同,应结合自身工程特点选择相应的施工工艺。本文提供了一种施工电梯基础与地下室顶板一体化深化设计思路,在本项目得到了实际应用,该种方式可在房建项目中进行推广。

参考文献:

[1] 建筑工程逆作法技术标准:JGJ 432—2018[S].

[2] 刘佳兴,蔡文浩,孙佳佛,等.施工电梯基础设计优化创新探究[J].建筑技术开发,2022,49(23):132-134.

[3] 陈思明,胡天智,盛薏如,等. 施工电梯基础与结构一体化施工的应用[C]//2021年全国工程建设行业施工技术交流会论文集(下册),2021:659-661.

[4] 姜玉琪.超高层施工电梯基础免支撑设计施工[J].江苏建筑,2020(5):95-97.

[5] 梁晓鹏.施工电梯基础利用原结构受力施工技术研究[J].建筑技术开发,2020,47(6):90-91.

[6] 林瑞,王恕森,王洪福.無反顶施工电梯基础施工方法[J].中小企业管理与科技(中旬刊),2019(9):191-192.

[7] 于辉.关于施工电梯基础坐落于地下室顶板的施工技术的研究[J].门窗,2017(3):91.

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