地下结构逆作法梁板施工技术Word格式文档下载.docx
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四、模板工程5
五、钢筋工程7
六、混凝土工程9
七、监测测量10
八、结束语11
附图
中南控股集团南通建筑工程总承包有限公司
梁华
【摘要】本文通地下室逆作法施工技术,对施工中基坑支撑体系、土方开挖、梁板支撑的基层处理、模板、钢筋、混凝土、监测的施工技术进行了尝试和应用,同时对地下室逆施中混凝土裂缝控制、基坑安全的各项质量保证措施进行了探讨。
【关键词】逆施、基坑、地下室、灌注桩、支撑体系、喇叭口、直螺纹、监测、位移。
一、工程概况
天津弘泽湖畔国际广场工程位于天津市天塔道,建筑物南侧及西侧紧靠居民楼,东侧和北侧紧靠大街。
总建筑面积为约96000m2,其中AB座主楼地下3层,地上38层,C座主楼地下3层,地上25层,基础深17.8m,采用桩-承台基础。
地基基础设计等级甲级,建筑桩基安全等级为一级,抗震设防烈度为7度、抗震设防为丙类,地下室结构抗震等级为三级。
由于该工程为深基坑基础,为了满足基坑支护要求,基坑的围护和止水采用钢筋混凝土连排灌注桩,基础降水井采用无砂混凝土管,地下结构施工采取逆作法施工技术,即:
先施工负一层平台,再施工负二层平台,利用裙房平台混凝土结构和格构钢支撑形成复合支撑体系,后施工基础底板,最后施工地下室的竖向构件。
二、基础的支护体系
2.1、基坑支撑体系
本工程采用梁板结构、钢结构、钢筋混凝土梁复合支撑体系。
在A、B区在-4.350、-8.350标高层为两道钢格构梁水平支撑,采用二层对撑+琵琶撑及角撑和裙房平台形成复合水平支撑体系;
C区在-3.300和-10.050标高处设置两道基坑水平混凝土支撑梁,见图一:
支撑体系图(图一)
2.2、逆施部分格构的竖向支撑
在裙房部位的框架梁的两侧设置若干组400×
400mm的格构柱,插入工程桩2500mm,作为整个逆施部分的竖向支撑柱。
两个格构柱之间设置工字钢梁,通过钢梁传递平台的荷载,见图二。
格构竖向支撑图(图二)
三、土方工程
3.1、挖土方式选择
本工程的基坑土方开挖主要采取明挖、暗挖加吊挖的方式。
主楼正施部分为明挖,逆施裙房部分采取暗挖,在转角的地方采取吊挖。
3.2、出土道路
本工程的土方运出,主要通过设置的两个钢坡道与主楼正施留置的土坡形成出土坡道,把土方运出基坑。
在A区北侧及A区东侧设置型钢制作坡道各一处,支撑于6根φ950mm混凝土灌注桩,上插400×
500mmH型钢;
考虑土方外运的便利及基坑支护结构的稳定,在A、B座-8.35m标高水平支撑处设置支撑平台各一处,跨过水平支撑梁,满足支撑需求,见图三:
坡道留设位置图(图三)
3.3、土方开挖的标高控制
在负一层、负二层开挖时,大面开挖到梁板标高向下1200mm,墙柱位置可局部挖深,以满足墙柱插筋和施工要求。
挖土过程中重点保护预留的钢筋和格构柱,负三层挖土必须严格控制挖土标高,严禁超挖,在格构柱间的土方采取人工挖土的方式。
3.4、挖土过程中土质变性后处理
根据地质报告显示,地下二层为粉质粘土,属中压缩性土,最大含水率约为20%-40%,渗透性较差,开挖经几次倒运后,土体变性形成了淤泥质粘土和橡皮土,使土方机械下陷和土方无法装车外运。
为了满足施工要求,现场采用了100根3.0m长,直径为大于300mm的落叶松木作垫木,随挖土机的作业轨道铺设,在平台下施工作业,通过挖土机自身进行换铺,解决挖土机下陷无法前行的问题;
土方倒运到装土上车位置,掺18%(根据现场试验确定)的生石灰,使用挖土机拌和,静停达到装车外运条件,通过石灰熟化膨胀吸水和熟化蒸发两种途径降低土体中的含水率,满足了施工和外运的要求。
四、模板工程
4.1、基层处理
土方开挖到要求标高后,基底面进行夯实处理,并派人铲平,按标高线,负一层浇筑100mm厚C15混凝土垫层,表面压实抹平,并加强养护;
负二层由于土体变性,针对现场淤泥土质情况,对模板支撑下的垫层采取回填300mm厚粒径大于50的碎石,铺平拍实后,浇筑100mm厚C15混凝土垫层,达到模板支撑体系施工和承载力要求。
4.2、梁板支撑体系
在垫层上搭设碗扣式排架,立杆间距1200×
1200mm,排架立杆下垫400×
100×
50mm木垫块,安放主次木龙骨,选用100×
100mm木方作为主龙骨,100×
100mm木方作为次龙骨,铺设主次梁模板及平台模板使用12mm厚竹胶板,并用φ16螺栓加卡子穿过模板固定主龙骨。
根据梁板跨度不同,当跨度大于4m时,考虑梁板起拱按梁(板长向)跨度的1.5/1000起拱。
支模图如下:
梁板模板支设示意图(图四)
4.3、墙柱二次混凝土浇筑洞口预留
由于逆作法施工,竖向构件墙柱混凝土后浇筑,考虑到顶部混凝土的密实性,采取梁板模板施工时,在柱的四角留设150×
150mm的预留洞,在平台楼板上沿墙1000mm间距留设250×
250mm下料口,作为墙柱混凝土浇筑的下料口和振动棒的插入口。
4.4、后浇带加强措施
下一层土方开挖时,必须拆除上一层的所有支撑体系,为了解决混凝土的超长应力对结构的影响,逆作业施工时,采取跳段割块施工的方法,在焊设水平支撑钢支撑前浇筑后浇带混凝土。
同时,为了解决整体强度和水平支撑要求,在后浇带板中,横向配D=53,长2000mm的钢管,间距1000mm。
五、钢筋工程
5.1、裙房框架梁和边梁与支护桩的连接
结构逆施部分的框架梁的钢筋伸到支护桩,与支护桩上的螺旋钢箍焊接,框架梁的两侧的边梁焊接4道箍筋,使框架梁、边梁与支护桩有可靠连接,如下图:
5.2、钢筋的连接
为了确保工程质量和施工进度,所有的梁钢筋采取等强度直螺纹机械连接,同一截面的的接头控制不大于50%,同时满足一级接头的要求。
平台钢筋采取搭接接头,同一截面的的接头控制不大于25%。
5.3、墙柱插筋
土方开挖时,在墙柱位置局部超挖500-750mm,通过在模板上预先打孔留插墙柱钢筋,对于帽梁、边梁及梁柱节点预留的墙体钢筋及柱插筋,一是符合设计及施工规范要求,二是竖向构件搭接接头错开50%,三是机械连接接头距地面必须满足设计要求,两接头错开长度35d,四是根据混凝土强度等级的不同,对绑扎搭接接头长度必须满足施工规范及设计要求。
墙柱插筋示意详见下图。
5.4、预留插筋保护
由于工艺决定逆施到正施完成时间较长,预留的墙、柱、梁、板钢筋外露时间很长,对其保护避免锈蚀尤为重要。
用塑料布缠裹的方式进行保护,待该部位结构施工时拆除,平时加强检查,发现脱落,及时恢复。
5.5、抗裂措施
在地下室施工阶段,基坑边将出现不均匀的水平位移变形,平台板在不均匀的水平外力作用下,产生应力,在阴角的地方集中,防止混凝土板表面出现45度斜裂缝。
需在该部位进行钢筋加强措施,设置4000mm长,18Φ12放射筋,分布在各转角处。
六、混凝土工程
6.1、严格控制混凝土的配合比
本工程地下室梁板结构混凝土强度等级为C50,在可泵送情况下,选用粒径5~40mm连续级配石子,以减少混凝土收缩变形,控制坍落度小于160mm,提高混凝土的早期强度。
6.2、采取二次振捣
混凝土浇筑时,使用振动棒振捣,插点间距不应超过振动棒有效作用半径的1.25倍,最大不超过50cm,在梁位置采取插入振捣,平台板为拖振。
表面抹平后,使用平板振动器二次振捣,确保平台混凝土密实。
6.3、使用膨胀收缩混凝土:
为防止结构超长而引起混凝土裂缝,在混凝土中掺加8-10%的UEA膨胀剂。
混凝土掺加了UEA后,混凝土内部产生的膨胀应力可以抵消一部分混凝土的收缩应力,以提高混凝土抗裂性。
6.4、出气管和注浆管留设
为了保证逆施部分的竖向构件二次浇筑顶部混凝土的密实性,严格处理好梁板与墙柱交接处施工缝的问题。
在平台施工时,沿墙2000mm间距预埋Φ20注浆管,混凝土浇筑时兼作出气孔,混凝土浇筑拆模后,若在接槎位置出现明显的缝隙时,进行注浆处理。
七、监测测量
7.1、监测内容
逆施施工中,时间跨度大,基坑深度深,确保地下室施工的质量和安全,必须进行全面、全方位、全过程、及时准确的监测,作为施工措施的主要依据:
连续排桩水平位移、桩沉降、水位监测、周边周围建筑物沉降观测、周边道路沉降观测、周边地下管道沉降观测,及负一、二层楼板及梁内力监测。
7.2、监测频率
逆施阶段,各监测分项,每天进行一次;
基础底板完成后,进行主楼施工时,各监测分项,每2天进行一次;
地下室结构完成后,各监测分项,每周进行一次,裙房(6层)结构施工完成后,停止基础施工的监测工作。
每次监测后,当天提交书面的监测报告。
7.3、监测成果
在地下室施工阶段:
基坑周边的水位、周边周围建筑物沉降、周边道路沉降、周边地下管道沉降,没有明显变化;
负一、二层楼板混凝土均为压应力,最大值为15.5.1Mpa,负一、二层梁混凝最大拉应力为1.72Mpa,最大压应力为19.8Mpa,满足设计要求(压应力为23.1Mpa,拉应力为1.89Mpa)。
7.4、监测成果与措施
在负一层施工中,15/D轴处的连续排桩M4水平位移值增长表现异常,基坑开挖后12天水平位移值达42mm,接近了设计极限值,通过设计同意,立即调整施工顺序,首先施工15/D轴所在的平台结构施工段,该点的连续排桩的水平位移控制在52mm,确保了基坑和临边建筑的安全。
其变形
曲线与M10对比见下图:
连排桩位移变形示意图(图八)
八、结束语
本工程充分利用梁板混凝土结构作为基坑水平支撑体系的一部分,大大的减少了深基坑的工程造价,在施工过程中,对支撑体系、降水、土方、模板、钢筋、混凝土、基坑变形位移监测等各分项采取了有效控制措施,采取抗防兼备原则。
避免了逆施引起的梁板裂缝、竖向结构和水平结构结合不密实、平台沉降位移大、基坑变形大等质量和安全隐患,逆作法施工工艺在本工程取得了成功。
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