工程项目逆作法施工.docx
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工程项目逆作法施工
工程项目“逆作法”施工
第一章“逆作法”施工简单介绍
“逆作法”是相对常规“大开挖”的“正作法”而言。
“正作法”要先一次性土方开挖到结构底板,再依次施工底板(基础)、墙板、柱子和顶板,然后对基坑进行土方回填,并完成配套工程施工。
“逆作法”要先开挖顶板土方,挖深到顶板底,然后施工顶板结构,随后进行顶板以上土方回填,并完成配套工程施工。
其余主体在地下暗挖施工,依次完成柱子、墙板、底板结构。
地下施工要在地面道路两侧设置出土口(兼材料进出口)。
除了出土口外,地下施工基本不对地面造成影响。
第二章“逆作法”的适用范围
适用“逆作法”的工程都为地下工程,如地下人防工程、隧道等,当结构顶板需要提前利用,或不能长期保留基坑的施工项目可以采用“逆作法”。
在繁华地段或道路以下工程施工时,由于在施工期间,必须要进行道路封闭,路边商户在封路期间要暂停营业,并且由于该条道路断行,势必增大周边道路的通行压力,甚至需要调整部分道路通行方向,部分公交运营也可能要作暂时调整。
因此尽快恢复正常地面交通是制约工程的特殊因素,此时“逆作法”将成为首选施工方法。
第三章“逆作法”基本前提
“逆作法”首先需要设计支持,因为在“逆作法”地下施工期间,未形成支撑体系前,上部结构要暂时存在悬挑、反弯、大跨度等反常受力现象,需要在结构设计时进行充分计算,其结构形式也要符合“逆作法”要求,如无梁楼盖结构形式比较适合“逆作法”施工。
“逆作法”对土质有较高要求,不能在土质太差的地区使用“逆作法”,因为一般需要将土壁直立开挖作为模板使用。
第四章“逆作法”施工工序
部分管线迁移
顶板土方开挖、
部分管线原位保护
场地围护
顶板模板、钢筋、混凝土施工
市政管线施工
恢复交通
顶板土方回填,路基、路面施工
结构两侧出土口、材料出入口施工
地下土方掏挖
分段施工墙板、逐根施工柱子、分块施工底板,逐步形成结构支撑,替换土方对顶板的支撑
如果有地下多层结构,则重复以上施工顺序,依次完成负二层、负三层结构
出入口、通风井施工
主体内部二次结构施工
交付使用
峻工验收
装饰、装修、安装施工
第五章“逆作法”主要工序施工
一、管线迁移
在顶板开挖前,对以下部分管线要进行提前迁改:
1、雨、污水管,该部分管线一般接口不严密,开挖扰动会加剧变形和漏水,保护比较困难。
2、承插供水、消防管,该部分管线内水压力大,一旦暴露接头容易脱开。
3、标高位于顶板结构内的管线。
对以上管线可临时或永久性的迁改到工程开挖范围之外。
二、顶板土方开挖
1、先对地下管线摸排清楚,绘制开挖区地下管线平面、剖面图。
2、向挖掘机司机进行管线现场交底,交底内容包括底下管线的种类、管径、材质、数量、埋深等,并用涂料在地面上划好标记,防止开挖对管线造成破坏。
3、用破碎机将路面和硬基层破碎,挖掘机挖土、挖渣,装车直接外运。
下接墙、下接柱用小型挖掘机开挖、人工修整。
4、坑底土方用人工清平,随时复测土面标高。
顶板土方开挖
5、管线上部土方要人工清理,待管线暴露后,对管线进行原位架立保护,用机械小心挖除管线两侧土方,管线以下和两侧300mm内土方由人工开挖。
三、管线原位保护
土方开挖时,对不迁改的管线要进行保护,并保证其位于原位置。
管线原位保护采用“钢架立”方式。
在管线两侧将型钢插入土内作为架立杆,对应架立杆位置将管线下土方掏透,插入型钢紧贴管线下部作为横担,将横担与架立杆焊接牢固,形成架立结构替换土方对管线的支撑。
对粗大管线和有特殊要求的管线要在横担上焊接挡板,防止管线平移。
管线架立图1
架立杆可用挖掘机协助向土内摁压,以提高功效。
小型架立杆可用人工夯砸入土。
在容易发生变形的管线接口处,要在接口两侧各安装一道架立支撑。
管线架立图3
管线架立图2
管线要分段架立、分段挖土。
部分常见管线架立方法
分类
有压管
无压管
电缆
通讯管线
管材
PPR管
铸铁管、钢管
铸铁管
直埋
穿管
穿束管
管径
φ50-100
φ120-200
φ250以上
φ50-100
φ120-200
φ250以上
φ500以上
接头
热熔连接
法兰、焊接
承插
架立杆材料
2×∟50
2×[8
2×[12
2×[8
2×[12
2×[14
2×[18
2×∟50
2×∟50
2×[14
架立杆排距
2.0m
2.0m
2.0m
2.0m
2.0m
2.0m
2.0m
3.0m
4.0m
2.0m
架立杆压入土内深度
0.5m
0.5m
1.0m
0.5m
1.0m
1.5m
1.5m
0.5m
0.5m
1.5m
横担材料
φ12钢筋
∟50
[8
∟50
[8
[10
[14
φ12钢筋
φ12钢筋
[10
管线防平移措施
铁丝捆扎
铁丝捆扎
铁丝捆扎
铁丝捆扎
铁丝捆扎
横担上焊三角铁挡板
横担上焊三角铁挡板
绝缘胶带捆扎
绝缘胶带捆扎
说明
接头两侧各布置一处支撑
四、顶板结构施工
1、模板施工
模板全部采用木模,在清平后的土上直接铺设,在板缝和四角处的模板背面要有木条相互连接使模板成为整体。
模板要边铺边校核标高。
顶板铺模板
下接墙、柱要从墙角或柱头向下400mm。
下接墙、柱模板可以提前配制并拼装成型,基坑、基槽挖好后,将模板就位,调整标高、轴线、方正、截面后,在背面用土填实或灌细砂,保证模板背撑牢固。
2、钢筋施工
顶板绑扎钢筋
钢筋要提前配置,分类打捆,运输到绑扎现场分类堆放,为了提高钢筋施工速度,钢筋连接首选搭接绑扎,个别接头采用焊接。
下接墙、柱钢筋要插入土内,插入深度要满足绑扎搭接或焊接的长度。
钢筋下插要注意控制钢筋保护层和间距。
钢筋可以采用改造的风镐振冲下插,也可以用干煤电钻钻孔后插入。
3、混凝土施工
混凝土采用商品混凝土、泵车输送,如有场地尽量使用汽车泵。
混凝土浇筑要连续进行,如有意外中断,接缝必须按照施工缝进行处理。
混凝土必须振捣密实表面刮抹平整,在初凝前要抹面3遍。
如果有顶板防水,表面要收光,如无防水,表面拉毛。
混凝土终凝后要加强养护,可采用蓄水养护,也可覆盖塑料薄膜进行保湿养护。
顶板浇筑混凝土
顶板浇筑混凝土
4、地下混凝土浇筑口留置
地下施工阶段,除地面各出土口安装混凝土下料串桶外,还要在其它部位留置足够的混凝土浇筑口。
浇筑口间距5~6m,沿外墙外侧布置,在顶板施工期间预埋。
浇筑口用不小于φ250铁管制作,下口要紧贴外墙,埋深要在外墙下接深度以下,在施工外墙下接结构时,浇筑口下端要暴露并能接长。
浇筑口上口位于人行道边上,接料口为φ500半圆口,内壁水泥砂浆粉刷,接料口不用时用φ500窨井盖盖口,不影响人行道通行。
五、顶板上市政管线施工
顶板混凝土完成后,对市政管线要进行以下内容施工,该部分施工一般由各市政管线施工队负责。
1、对原位保护的管线砌支墩、砌检查井。
2、对新规划的管线进行铺设。
3、对开挖前临时迁改的管线要迁回。
六、道路恢复施工
道路施工由市政部门负责,主要工作有:
1、回填土方,回填时要保护各管线、检查井等不被破坏,土质要符合要求,夯压密实符合规范要求。
2、稳定层施工,稳定层要分层夯压密实,表面要进行纵向和横向找坡。
3、沥青面层铺摊。
4、道路画线、交通标志安装。
七、出土口施工
道路通行后,即可开始出土口施工。
出土口是地下土方的出口,也是材料、施工人员的进出口,出土口在地下主体施工全过程都要存在,其留置是否合理,将对地下施工产生直接影响。
出土口布置要遵循以下原则:
1、出土口要尽量减少对正常交通的影响。
出土口可设在较宽的人行道上,也可在马路上靠边设置,但占道宽度要尽量小。
2、出土口要在道路两侧布置,地下施工可多点、多面同时施工。
3、出土口间距约在20~25m左右,以便地下通道尽快连通。
4、出土口尺寸不小于3×6m,以便挖掘机站在地面向下取土,并且能向地下吊运装载机、挖掘机等设备。
5、出土口与外墙结构相同,可以和主体外凸结构共用一侧墙板,但不要和其它主体结构冲突。
出土口功能完成后,可在顶板标高处封闭,上部填土并恢复路面,下部空间可以可以作为房间等进行利用。
6、由于出土口要长期存在,其周边及挖掘机位置要进行可靠维护,可以采用砖砌围墙,内外装饰或广告贴画,平时加强维护,保证道路整体现象美观。
出土口分层下接施工
出土口墙板施工采用逆作法,墙板从上到下分层施工直到底板位置。
施工顺序为:
挖上层土方→绑扎墙板钢筋,竖向钢筋下插入土,以和下层墙板连接→支设墙板内侧模板,墙板外侧以直立土壁作外模→浇筑墙板混凝土→重复以上工序,依次完成以下各层墙板施工。
下层内模板支设时要设置“喇叭口”,混凝土从“喇叭口”灌注,墙板拆模后,“喇叭口”混凝土要剔凿修平。
八、地下土方掏挖
出土井结构形成后,从出土井为起点进行地下土方开挖。
开始时采用人工挖土,逐渐扩大地下空间,同时紧跟结构施工,以结构支撑逐步替代土方支撑。
当地下空间扩大后,可向地下吊运小型挖掘机,利用机械进行挖土。
在地下土方开挖前,顶板及上部载荷全部由土方承担,地下土方开挖要在顶板下形成空间,顶板的支撑也随之发生变化,为保证顶板结构安全,在解除土方对顶板支撑的同时,要紧跟形成竖向结构,利用结构恢复对顶板的安全支撑。
地下土方开挖可以采用二种顺序:
1、当地下土质较好,可以先挖柱子后挖外墙。
当出土口施工到位后,开挖就近的柱子土方,并完成柱子结构,然后依次施工周边其它柱子,当形成较大工作面后,开挖墙板处土方,并施工墙板结构。
2、当地下土质特别不好,例如遇到砂土层时,由于柱子要一次开挖完成,开挖深度大,放坡也比较大,边坡可能要延伸到外墙以外,不但造成外墙后空洞,也会出现特别大的跨度,对结构安全很不利。
此时,要先开挖外墙,后施工柱子。
外墙分层开挖、分层形成结构,不但形成对墙外土方的挡土作用,也对顶板结构形成边支撑。
为了保证安全和便于施工,地下土方开挖要遵循以下原则进行:
1、外墙土方通道高度要根据土方的自由直立高度决定。
通道宽度不大于3m,每次开挖进深不大于5m。
通道内侧要适当放坡,防止塌方,外侧要直立开挖,利用土壁作外墙的外模板。
2、外墙通道开挖,会造成顶板失去支撑并处于悬挑受力,所以通道挖好后,要马上进行外墙结构施工,通过墙板结构恢复对顶板的支撑,并对外侧土方实现支护。
3、第一层外墙通道开挖并完成墙板结构后,向下挖第二层土方,并完成第二层墙板结构。
按此顺序,从上到下完成墙板结构,同时通道可阶梯形向前开挖下一段。
4、柱子土方一次开挖到底,周边安全放坡,然后按“正作法”依次完成柱基础和柱身。
5、当地下空间进一步扩大后,多根柱子可以同时开挖,但相临的柱子不能同时开挖,防止顶板悬空跨度过大,柱子应间隔“跳挖”施工,“跳挖”时,中间受力的柱子要达到设计强度的80%以上。
6、地下土方通过机械转运到各出土口,在地面上采用加长臂挖掘机将土方挖出装车外运。
九、墙板结构施工
外墙结构随土方通道开挖同步进行,墙板自上而下分层施工,每层墙板钢筋都要和上层预留钢筋可靠连接,并在土内向下插入钢筋,以便和下层墙板连接。
墙体“喇叭口”
墙板“喇叭口”
墙板外侧以土壁做模板,内侧单面支模。
当先挖墙后挖柱时,墙内侧模板用钢管牢固顶靠在通道墙壁上。
当先挖柱后挖墙时,由于墙后没有土体固定支撑,要在已完成的相临边跨柱子上固定二道横向型钢(如φ300钢管或[20槽钢),墙模板的背撑系统顶靠在型钢上。
模板不但要防止支撑松动发生涨模,也要防止顶靠过紧模板向内凹陷,造成墙板截面减小。
墙体模板上端留置“喇叭口”,“喇叭口”要高出混凝土接合面100~150mm,大小要适合混凝土进料。
最下层墙板要同时浇筑1.5m宽底板,作为墙体的临时基础。
外墙板钢筋连接
墙板竖筋的预留和搭接长度要严格控制,由于在“逆作法”中基本不可能做到接头错开,接头均处于同一个截面,其搭接长度要达到常规搭接长度的1.4倍。
十、柱子结构施工
柱子“喇叭口”
柱子模板
柱子结构分二次采用常规方法施工。
柱子周围土方挖完后,先施工基础部分,再施工柱身,柱身和顶板预留下接柱通过“喇叭口”连接。
柱子竖向钢筋搭接头位于同一截面,搭接长度要达到常规搭接长度的1.4倍。
十一、底板结构施工
当一定区域内柱子、墙板完成后,要及时浇铸底板,因为墙板和柱子基础都为临时支撑,在小区域内可以支撑顶板不变形,但当开挖空间增大,就必须将柱、墙基础通过底板连为整体,增大底面受力面积,共同承担顶板载荷。
一般顶板暴露面积达到300㎡就要将底板连成整体。
十二、地下二层施工
当地下一层结构基本完成后,就可以进入地下二层施工。
1、在施工地下一层底板时,要预留地下二层的出土口,靠近外墙处要留出土口,方便负二层外墙施工,外墙出土口间距20m左右,尺寸不小于3×6m,以便挖掘机向下挖土,并且能向负二层吊运装载机、挖掘机等设备。
在中间也要留置出土口,方便负二层柱子施工,该出土口要比较大,尺寸约3×20m,间距40m左右,不但作为地下二层的出土口,也可以铺垫坡道,方便车辆上下。
2、为方便地下二层浇筑混凝土,在地下一层底板上要留置混凝土下料口。
下料口不小于φ200,在距外墙2m位置每隔3m留一个,每个柱子附近也要留一个。
混凝土接料口
3、在地下一层底板上,在每二跨要预留一处地下二层的材料出土口,材料口为400×400mm方洞,平时要用钢筋网片盖严。
4、开始地下二层施工时,中间柱子和外侧墙板可以同时施工,但施工点不能相靠太近,防止意外挖通后顶板丧失支撑。
其它施工原则和负一层基本相同。
十三、出入口、通风井施工
出入口、通风井在主体施工期间可以穿插进行,施工方法基本和出土口相同。
第六章“逆作法”安全管理
“逆作法”大部分施工要在地下进行,存在的不安全因素比常规施工更多、更复杂,并且由于施工方法的特殊性,决定其安全事故有以下特征:
1、一旦发生安全事故,极易形成“群死群伤”的重大事故。
2、安全事故突发性强,人员基本无躲避空间。
3、如果施工顺序不科学,特别时开挖顺序混乱时,容易发生结构安全事故。
4、雨季和周边管线的渗漏水容易引发工程安全事故。
5、地下空间密闭,电焊、机械尾气等容易造成人员呼吸障碍,一旦发生火灾,有毒气体不易扩散,容易造成人员窒息。
6、地下空间潮湿、阴暗,照明用电及生产用电容易发生事故。
7、人员都要从各出土口出入,垂直攀爬容易发生以外坠落事故。
一、顶板开挖防止意外破坏管线
顶板施工前,一定要对地下管线摸排清楚,在地面作好标记,向机械操作司机现场交底,并要对每台挖掘机都要设专人跟班。
特别要重视天然气管道、热力管道、高压电缆、通讯光缆、压力供水管的安全,对附近的开关、闸门要了解清楚,要提前制订妥善的应急预案,一旦发生事故,可以及时关闭管线、疏散人员,同时要和相关抢险单位保持随时联络。
二、地下施工防止土方坍塌
地下施工最重要的安全隐患就是土方坍塌。
防止土方坍塌要从以下方面作好预防:
1、了解地质报告,明确土质情况,准确掌握土方的最大直立高度,在开挖外墙通道时,通道高度一定不能超过最大直立高度的80%,否则土壁容易坍塌并在结构外侧形成空洞,遇地面水渗透或天长日久人行道会突然下陷。
2、通道内侧以及柱子开挖边坡一定要放坡,增加土方稳定系数,由于地下土方和地面基坑不同,地下土方要承担顶板的上部载荷,在相同坡度下边坡安全系数要小、稳定性差,同时由于空间限制,人员基本没有躲避空间。
三、防止结构安全事故
1、地下结构未形成前,随土方开挖,顶板结构要出现悬挑、大跨度情况,所以通道的开挖宽度不能过大,以免顶板结构发生开裂甚至发生结构安全事故。
2、土方一旦开挖形成,必须立即形成结构,通过结构支撑保证工程安全。
四、防止其它意外事故
1、地下施工要加强通风,照明要使用安全电压,电气安全防护装置必须安全有效。
2、主体施工阶段人员要从各出土口上下,爬梯要设安全护拦。
出入口要尽快创造条件形成,以方便人员出入。
3、地下施工区要配备足够的消防设备,特别要加强对模板材料存放点的消防安全防护。
4、加强对设备的协调指挥,避免机械相互碰撞或对人员造成伤害。
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