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高层建筑地下室主体结构逆作法施工技术探析

2009-07-28郑军荣徐尉竣

中国新技术新产品 2009年11期
关键词:模板工程主体结构

郑军荣 徐尉竣

摘 要:地下室主体结构采用逆作法施工,使土方工程、浇筑、模板工程等变得更复杂,要求更加严格,本文对地下室主体结构施工中的有关问题进行了研究,提出了相应的解决措施。

关键词:主体结构;逆作法施工;模板工程

采用逆用法施工的地下室主体结构与常规顺作法施工有很多不同之处,特别是当采用封闭式逆作法施工时,更会增加其困难,出现许多新问题,本文对其中的基坑挖土、模板工程以及钢筋工程进行了探讨。

1 基坑挖土

挖土是逆作法施工的重要环节,有顶盖的地下室挖土难度较大,周期长,不仅是影响工期的关键因素,而且挖土是产生变形的主要原因,也是施工安全的关键。逆作法挖土工程与常规施工方法不同,除面层土方可采用大型机械进行开挖外,其余工作量由于均在己浇筑楼板下进行,因此必须采用小型机械或人工开挖方能满足要求。

1.1 土方工程施工程序

挖土施工程序对结构受力及变形影响很大,因此设计上常对此有严格要求。施工程序的安排关键在于合理地安排开挖顺序和各层楼板的施工顺序,有效地利用土体与现浇梁板来平衡连续墙外围的侧向土压,减少其侧向变形,从而达到科学、安全的目的。

1.2 挖土过程中应注意的几个问题

当进入楼板下挖土时,必须待楼板砼达设计强度90%以上后,方能进行,以防发生事故,或造成梁板过大变形。楼盖施工及挖土最好分割成块,采取流水作业,减少窝工。楼盖砼中宜采用早强剂。为防止挖土时对邻块土体的影响,块与块间宜采用放坡,坡度应能保证边坡稳定。必要时可进行水泥砂浆抹面。合理布置施工垂直孔洞及必要的水平通道,以满足施工需要。切实作好坑内降水工作,既要保证地下室施工的顺利进行,又要保证邻近建筑物的安全。挖土应及时外运,不应或有限制地堆在坑边,否则将加大地下连续墙附加内力及变形。挖土机械,运土车辆等重型设备位于坑边时,宜采用搭设平台、铺设走道板等措施,以减少地面荷载对地下连续墙的侧压力。

2 模板工程

在现浇钢筋砼工程中,模板工程占重要地位,它直接影响到整个工程的质量、工期及成本,因此必须予以充分重视,并应结合工程具体情况,选用适宜的模板系统。

2.1 梁板模板工程

地下室主体结构梁板根据工程实际情况,可采用以下几种方法:

直接利用土胎模作为模板。此种方法,可大量节省模板,但对土质强度要求很高,因此仅适用于土质较好的地区。

梁模板则应根据设计要求,先在土模上绘出其平面投影,然后进行挖土,挖土时应在梁宽两侧各留出2cm左右厚作为将来抹水泥砂浆的余量。挖至设计标高后,再对底模作与板底模相同的处理,然后用1:3水泥砂浆将沟两侧抹浆,并用事先做好的样板进行检查修正。绑扎钢筋前,则应在两侧砂浆上刷隔离层。

采用悬吊模板。悬吊模板施工方案具有支撑系统稳定,不受悬空高度、地下水位上涨及开挖土层不均匀沉陷的影响,能大大减轻施工难度,减少材料损失,提高工效。施工实践证明,此方案合理可靠,施工方便,特别是在一些要求较高、较难处理的地方,更显示出其优越性。

当土质较差,土体较软时,则无法直接利用土体作为模板,而必须对其进行适当加固处理,方能满足要求。通常做法是在土体上铺一层较厚的砂垫层或3: 7灰土以提高生土层的承载能力和减少沉降,然后再铺一层塑料薄膜或油毡,即可进行砼的浇筑。如仍不能满足要求,则可在砂或灰土垫层上铺一层砖,再抹水泥砂浆,或直接在其上铺设木模板或钢模板。也可采取直接浇筑一层素砼,待梁、墙等浇筑完毕,开挖下层土方时随土一同挖去,但这要额外耗费一些砼。

2.2 柱头模板

至于柱头模板,施工时先把柱头处的土挖出至梁底以下5OOmm左右处,设置柱子的施工缝模板,为使下部柱子易于浇筑,该模板宜呈斜面安装,柱子钢筋通穿模板向下伸出接头长度,在施工缝模板上面组立柱头模板与梁板相连接。如土质好柱头可用土胎模,否则就用模板搭设。下部柱子挖出后搭设模板进行浇筑。施工缝处的浇筑方法,常用的方法有三种,即直接法、充填法和注桨法。

直接法即在施工缝下部继续浇筑混凝上时,仍然浇筑相同的混凝土,有时添加一些铝粉以减少收缩。为浇筑密实可做一假牛腿,混凝土硬化后可凿去;充填法即在施工缝处留出充填接缝,待混凝土面处理后,再于接缝处充填膨胀混凝土或无浮桨混凝土;注浆法即在施工缝处留出缝隙,待后浇混凝土硬化后用压力压入水泥浆充填。在上述三种方法中,直接法施工最简单,成本亦最低。施工时可对接缝处混凝土进行二次振捣,以进一步排除混凝土中的气泡,确保混凝土密实和减少收缩。

2.3 柱桩与底板连接

逆作法的基础底板,在逆作期间须对基坑的围护桩(墙)起水平支撑作用,当地下室有不同的底板标高时,应加强底板的整体水平刚度。并使底板与地下室柱子之间连接成整体。当底板为筏形基础时,应使柱子的轴力传给筏板;当地下室基础为一柱一桩式基础时,底板应起拉结和围护作用;当地下室基础为群桩基础时,宜在与底板相交的钢管外围焊接钢板传力环。

2.4 其他

当地面建筑为钢结构时,地下部分宜采用钢筋混凝土或劲性钢筋混凝土结构。若地下室内部采用钢柱和钢梁,可利用钢柱作为临时立柱,利用钢梁作水平支撑,钢柱与钢梁间的节点构造与上部钢结构相同,并做好钢柱与底板之间的连接。

当地上建筑设变形缝时,地下建筑宜不设变形缝。对于超长的外露构件,应适量增设抵抗温度应力的构造钢筋或设置间隔时间较短的后浇带。对于地下室必须设置沉降缝的基坑,应在沉降缝处的水平支撑传力节点处设置传力构造装置。

3 钢筋及混凝土工程

3.1 钢筋工程

钢筋质量必须严格把关,不合格产品禁止使用。由于钢筋用量较大又集中,宜在综合厂集中下料加工,然后运至现场。钢筋的质量及加工除应满足一般要求外,尚应考虑以下几个问题:

梁中钢筋两端需与钢柱焊接的,则必须保证主筋长度的准确性,并不得出现正误差,其中边跨钢筋长度应根据连续墙变位的情况,在现场实测确定。

柱和剪力墙插筋应插入底模下土体,为保证钢筋位置准确性,应先埋设定位角钢,并在其上划出每根钢筋的点位,为避免泥土污染钢筋,应先在钢筋可能深入的部位进行填土换砂,且保证在同一截面内的接头数量在受拉受压区分别不大于50%。

插筋与后期施工的钢筋的焊缝长度和厚度,应由计算确定。

由于钢筋接头数量很多,工作量大,焊缝质量不稳定,建议采用钢筋冷挤压连接接头。该种接头具有施工快,接头强度高等优点,并己经施工实践证明是比较可靠的连接方法。

3.2 混凝土工程

混凝土工程施工应注意以下几个问题:

由于砼用量很大,又很集中,宜采用商品砼。也可设搅拌站集中搅拌。为使起支撑作用的楼盖能尽快发挥作用,从而加快施工进度,可在砼内加入早强剂,早强剂的选型及掺量应通过试验选定。

砼的布料最好采用泵送砼,也可用塔吊将砼吊斗运送至浇筑面卸入操作平台,再由人工反铲下料。

应准备足够数量的插入式振动器和平板式振动器,以分别满足不同场合下振捣砼的要求。

楼盖施工过程中,最好一次浇筑完毕不留施工缝,如遇特殊情况必须留施工缝时,其留设位置及处理方一法应符合有关规范要求,并在砼浇筑时按规定制作试块并多做一组,下层土方开挖之前,应进行试压,达到90%强度后方可开挖。

砼浇筑完毕后,至少12小时内应覆盖浇水养护,为避免坑内积水,砼养护可采取麻袋覆盖,喷水养护,并应始终保持麻袋洒水湿润,养护期不少于14昼夜。

柱头、剪力墙头应随楼盖砼的浇筑一起进行。

柱子和剪力墙的砼浇筑是从顶部的侧面入模,为便于浇筑和保证连接处的密实性,除了对竖向钢筋间距进行调整外,构件顶部的模板需做成喇叭形。

参考文献

[1]徐至钧,逆作法设计与施工,机械工业出版社,2002.

[2]史佩栋, 21世纪高层建筑基础工程,中国建筑工业出版社,2000.

[3]董树恩,逆作法施工工艺在北京王府井大厦工程中的应用,建筑技术,2000.

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