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关于高层建筑逆向施工法的研究

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  摘 要 随着城市化进程加快,高层建筑项目不断增多,如何创新施工工艺、实现降本增效的目标,成为从业人员的关注重点。本文首先指出逆向施工法的优势和缺点,然后总结了高层建筑逆向施工法的技术要点,最后结合工程案例进行分析,以供参考。
  关键词 高层建筑;优势;缺点;逆向施工法;技术要点
  逆向施工法和顺作法相反,遵循“先盖后挖”的原则[1]。首先沿着地下室轴线或周围施工地下连续墙,在建筑物内部浇筑中间支承柱、支承桩;然后施工地面一层的梁板楼面结构,逐层向下开挖土方;最后支模浇筑永久性结构梁板,直至封底。以下结合个人施工经验,探讨了逆向施工法在高层建筑中的应用。
  1 逆向施工法的优势和缺点
  1.1 优势
  逆向施工法的优势如下:①缩短工期。逆向施工期间,只有地下一层占绝对工期,其他地上结构、地下室可以同步施工,从而显著缩短工期。②基坑变形小。逆向施工使用地下室结构作为支护,其刚度较大,在连续墙的侧压力下变形小,能避免或减小沉降量。③充分利用红线内的空间。利用常规临时支护结构,地下室外墙位于规划红线内,导致地下室的建筑面积缩小[2]。逆向施工地下室外墙和规划红线紧贴,充分利用地下空间,从而扩大地下室的建筑面积。④设计施工相配合。逆向施工时,支承柱位置、结构受力、结构节点构造、上部结构层数等,均要和设计密切配合,实现施工的规划化、标准化。
  1.2 缺点
  逆向施工法的缺点如下:①地下层施工期间,部分项目施工受限,不能像高空作业一样调整高度、工艺、流程。②高层建筑楼层多,地下室需要设置护墙和楼板,以支撑起作业面,会造成额外工作量。③针对封闭施工部位,内部作业的灵活性差,设备运行效率低,需要进一步优化技术。
  2 高层建筑逆向施工法的技术要点
  2.1 中间支承柱
  高层建筑逆向施工期间,地下室没有浇筑之前,中间支承柱、地下连续墙,两者承受地上、地下结构的自重和施工荷载;地下室浇筑之后,中间支承柱和地下底板连接为一个整体,成为荷载结构。中间支承柱的施工技术要点如下:
  第一,数量和位置。不同的高层建筑项目中,由于施工方案不同、地下室结构不同,因此支承柱的数量、位置也不同。施工期间,需要计算结构承受的最大荷载、支承柱的最大荷载,然后确定支承柱的最佳数量。
  第二,施工工艺方法。目前中间支承柱施工,主要采用正循环或反循环钻孔施工法,工艺流程如下:首先使用潜水电钻钻孔,放置钢管并利用定位装置进行调整,促使钢管和上部结构的柱子位于同一垂直线上。然后浇筑钢管混凝土,钢管内径要比导管接头大出100mm,防止混凝土浇筑产生的压力超限,且钢管要进入混凝土内1m,促使两者成为一个整体;混凝土顶部高出底板面30mm,促使底板和中间支承柱成为一个整体[3]。最后吊出浇筑完成的混凝土导管,钻孔上段的泥浆和水泥混合,形成自凝泥浆并固化。
  2.2 地下室结构
  地下室结构在逆向施工期间,加强工艺控制能避免出现裂缝,技术要点如下:
  第一,土模浇筑梁板。首先浇筑素混凝土,厚度控制在50mm;然后涂刷一层隔离层,构成楼板的模板。施工时,在混凝土柱头处挖土,填埋至梁底500mm处,有利于设置施工缝模板,继而完成柱子的下部浇筑[4]。安装施工缝模板时,应该采用斜面安装法,和梁模板共同形成一个整体。
  第二,防沉降变形。地下室结构防沉降、变形施工,应该做好加固措施。以浇筑素混凝土为例,应该检测土层的承载力,铺设砂垫层和枕木,提高支承面积。
  2.3 地下结构节点
  地下楼板梁、支撑柱、地下连续墙的节点处,应该满足防水、承载标准。如果地下连续墙具有永久性,节点施工要计算抗渗、抗压性能,浇筑抗渗混凝土,依据地下室外墙构造进行抗压等级处理[5]。楼板梁和地下连续墙的節点处,应该埋设钢筋、钢板。钻孔灌注支撑桩和楼板梁、底板梁之间的节点,要在支撑柱上安装钢套板,焊接水平传力的钢板,和中间支承柱连接在一起。
  3 工程案例分析
  3.1 工程概况
  以国内某高层建筑为例,由会议中心、超高层塔楼两部分组成。其中,塔楼建筑面积为28.7万m2,包括地下3层、地上58层,总高度为255m;采用密柱框架-核心筒结构体系。考虑到工程规模大、工期紧,决定采用逆向施工方案。结果表明:不仅在规定时间内完工,而且获得了多项创新技术。
  3.2 逆向施工工艺
  第一,选择主作业面。结合现场条件,选择地下1层作为初始逆作面,先施工地下1层结构,再施工±0.0标高结构层,最后同时施工±0.0以上各楼层和地下2层、地下3层。
  第二,柱-桩支承体系。塔楼基础采用桩筏基础,支承桩采用钻孔灌注桩,柱-桩支承体系采用一柱一桩施工。其中,塔楼、裙房框架柱下的支承柱,和框架柱采用同截面的钢管混凝土柱,既能提高柱体的稳定性,又能减少临时支撑数量,避免二次成柱造成的资源、时间损耗。在柱-桩的传力节点处,设计变径杯口桩,预留施工调节长度,方便调整钢柱的位置。
  第三,剪力墙支承体系。塔楼柱体结构在20层以内,为了保证剪力墙下部支承体系的承载力足够,在核心筒设置暗柱的位置,采用圆形钢管混凝土柱,和下部灌注桩形成一柱一桩承载力体系。开挖施工时,不用设置过多的水平临时支撑;在圆钢管柱外侧,设置栓钉和混凝土墙连接在一起,形成组合约束边缘构件,提高核心筒的抗震性能。
  4 结束语
  综上所述,高层建筑是城市化发展的标志,逆向施工法具有诸多技术优势,因此施工中应用普遍。本文从中间支承柱、地下室结构、地下结构节点三个方面,总结了逆向施工法的施工技术要点,并结合工程案例进行分析。希望为类似工程提供经验借鉴,促进现场施工顺利进行。
  参考文献
  [1] 李秋洋.逆作法在高层建筑施工中的应用分析[J].环球市场,2018,(32):300.
  [2] 魏晓光.高层建筑施工技术关键技术探讨[J].建材发展导向(下),2018,16(3):263.
  [3] 庞俊霞.建筑外墙抹灰逆作法施工技术[J].建材发展导向(上),2019,17(1):197-198.
  [4] 王卓.建筑项目施工中深基坑逆作法的应用研究[J].四川水泥,2018,(12):268.
  [5] 向元华.建筑工程逆作法施工技术的有效应用[J].建筑技术开发,2018,45(24):39-40.
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