建築工程地下室鋼結構逆作法施工工法

建築工程地下室鋼結構逆作法施工工法

《建築工程地下室鋼結構逆作法施工工法》是廣東省第一建築工程有限公司完成的建築類施工工法;作者分別是陳守輝、丘秉達、何亞瑞、葉昕亮、姚晉華;適用範圍是大中城市舊城區施工場地狹窄、工程地質情況複雜、基坑開挖深度大、地下室工程量大且工期要求緊的鋼結構建築物施工。

《建築工程地下室鋼結構逆作法施工工法》主要的工法特點是基坑圍護結構採用深淺槽段相間布置的柱支式地下連續牆與噴錨網相結合的施工方案;地下室樓板結構採用鋼樑與壓型鋼板相結合;基坑降水採用人工挖孔樁內的鋼構架柱外設定降水井。

2008年1月31日,《建築工程地下室鋼結構逆作法施工工法》被中華人民共和國住房和城鄉建設部評定為2005-2006年度國家一級工法。

基本介紹

  • 中文名:建築工程地下室鋼結構逆作法施工工法
  • 工法編號: YJGF094-2006
  • 完成單位:廣東省第一建築工程有限公司
  • 主要完成人:陳守輝、丘秉達、何亞瑞、葉昕亮、姚晉華
  • 套用實例:廣州名盛廣場工程
  • 主要榮譽:國家一級工法(2005-2006年度)
形成原因,工法特點,操作原理,適用範圍,工藝原理,施工工藝,材料設備,質量控制,安全措施,環保措施,效益分析,套用實例,榮譽表彰,

形成原因

隨著中國國民經濟的增長,城市土地資源緊缺,高層建築及其地下室進一步分別向高、深發展,深基坑開挖工程日漸增多,地下室逆作法施工技術因具有安全度高及節省工期兩大優點而得到較廣泛的套用及良好的發展。截至2005年,傳統的逆作法存在技術集成複雜、施工節點處理困難、地下室施工有障礙及造價偏高的缺點,而中國國內亦缺乏對地下室逆作法技術具指導性及可操作性的規範檔案,設計及施工往往因考慮不周而遺留很多工程隱患和造成不必要的浪費,施工工期和投資成本的節約規模還不是很明顯。
《建築工程地下室鋼結構逆作法施工工法》採用二層作逆作基準層+柱支式地下連續牆+噴錨支護+鋼管混凝土柱人工挖孔樁十鋼混凝土組合樓蓋的地下室逆作法集成新技術,是針對老城區繁華的商業地段、施工場地狹窄、工程地質複雜、周邊環境複雜、工程形象進度緊等項目特點和難點,在解決基坑安全與工程進度的基礎上,滿足發展商對工程早日投入使用,發少少檔揮商業價值的需要而提出的。
該工法靈活地集成運用各種基坑支護技術及結構施工技術,由工序的單一施工技術改革為多技術、多路徑、多工序可循環的集成技術。同時設計與施工、監測單位聯合運用先進的計算手段和施工、監測技術,使該逆作法集成新技術更具適應性並實現業主的最大效益目標。

工法特點

《建築工程地下室鋼結構逆作法施工工法》是一項由多種施工技術所組成的綜合技術套用,採用二層作逆作基準層+柱支式地下連續牆+噴錨支護+鋼管混凝土柱+人工挖孔樁+鋼混凝土組合樓蓋的逆作法新技術,先施工地下室豎向鋼結構體系,待二層結構樓板完成後,在實現土方開挖機械化的同時,達到上下同步施工的施達市求膠工技術。如圖1地下室逆作法施工剖面圖。
建築工程地下室鋼結構逆作法施工工法
圖1 地下室逆作法施工剖面圖
《建築工程地下室鋼結構逆作法旋禁和施工工法》主要創新點為:
1.基坑圍護結構採用深淺槽段相間布置的柱支式地下連續牆與噴錨網相結合的施工方案。柱支式地下連續牆在土質好的地層嵌入強風化岩層內,稱之淺槽段,下部改用噴錨網支護。淺槽段用於擋水、擋土,覆蓋全部不良土體。為支撐起連續牆體,每間隔18米跨度設定一片嵌入底板以下微風化或中風化岩層,稱之深槽段。深槽段除擋土、擋水外,還作為淺槽段的支座,為地下連續牆主體的柱式支承。淺槽段與內壁牆結合成為連續深梁,再由垂直方向的樑柱和錨桿支撐,構成穩定的空間支撐體系。如圖2。
建築工程地下室鋼結構逆作法施工工法
圖2 柱支式地下連續牆構造
該支護結構,既起著擋土、防滲、抗浮的作用,又作為建築物承重結構,節省了連續牆嵌入岩層段的工程量,大大降低深基坑造價。而穿越透水層的地下連續牆體完成後,可為經濟適用的人工挖孔工程樁施工提供條件。
2.地下室樓板結構採用鋼樑與壓型鋼板相結合,通過構造加強的H型鋼樑組合樓板形成強大的內支撐體系,同時避免了大量模板、高支模的安裝、拆除,加快地下室施工進度。
3.柱、剪力牆等豎向結構的圓形鋼管混凝土柱、異形鋼管混凝土柱和鋼構架柱,尤其是核心筒採用帶約束拉桿的鋼構架柱,採用首層以下牆、柱等豎向構件在挖孔樁內一次性安裝方法,在基坑內土方未完全開挖的情況下施工結構柱網,有效地解決結構豎向荷載的傳遞。鋼結構施工節點處理簡單,整體吊裝施工速度快,匪芝體而且避免了先開挖核心筒土方再向上逐層施工核心筒結構的各種弊端。
4.根據主體結構採用鋼結構及壓型鋼擔頸葛板的特點,確定了鋼柱吊裝完成後先施工二層鋼結構並以二層為基準層向上向下同時施工的逆作法施工方案,既滿足第一層土方開挖工作面高度的要求,又滿足工程形象進度要求。
5.-9.0米以下土方採用分層連續開挖,實現土方開挖全機械化施工,保證了土方開挖的效率,為工期的縮短提供企料有力的保證。
6.基坑降水採用人工挖孔樁內的鋼構架柱外設定降水井,不另設降水井,降低工程造價。

操作原理

適用範圍

《建築工程地下室鋼結構逆作法施工工法》適用於大中城市舊城區施工場地狹窄、工程地質情況複雜、基坑開挖深度大、地下室工程量大且工期要求緊的鋼結構建築物施工。

工藝原理

《建築工程地下室鋼結構逆作法施工工法》是以柱支式地下連續牆+噴錨+內支撐為基坑支護結構,人工挖孔船船罪簽樁和帶約束拉桿的異型鋼管混凝土柱作為豎向承重結構,H型鋼樑和以壓型鋼板為模板的鋼一鋼筋混凝土組合樓板系統作為基坑的內支撐結構,完成二層樓板後按每兩個結構層為一個土方開挖工作面,實現土方開挖機械化施工,實現地上地下結構同步施工。

施工工藝

《建築工程地下室鋼結構逆作法施工工法》的工藝流程見圖3。
建築工程地下室鋼結構逆作法施工工法
圖3 工藝流程圖
《建築工程地下室鋼結構逆作法施工工法》的操作要點如下:
一、柱支式地下連續牆的施工
地下室採用深淺槽段相間布置、地下連續牆與噴錨網相結合的圍護結構方案。地下連續牆深槽段約占25%,在每兩軸間約18米跨度設定一段由底板起進入微風化岩3米或中風化岩4.5米,牆底標高-24.9米;淺槽段約占75%,嵌入強風化岩層內,牆底標高-13.4米,以下採用噴錨網支護。該支護結構,既起著擋土、防滲、抗浮的作用,又作為建築物承重結構,節省了連續牆嵌入岩層段的工程量,大大降低深基坑造價。而穿越透水層的地下連續牆體完成後,可為人工挖孔工程樁施工提供條件。
二、圓形及帶約束拉桿的異型鋼管混凝土柱(牆)施工
(1)基礎工程樁採用圓型和橢圓型人工挖孔樁,樁徑為1.4~5.5米,便於首層以下部分圓形和異型鋼管混凝土柱和鋼構架柱的吊裝及施工。樁芯預埋卡銷式鋼管柱底座定位器。
(2)對於超長、超大、超重的鋼管混凝土及帶約束拉桿鋼管混凝土柱(牆)加工時一次成型,採用多台汽車吊抬吊滑移吊裝法吊裝放入樁孔,套於定位器上進行固定,然後在鋼管柱內澆築C70和C80高強高性能混凝土,澆築鋼管柱混凝土時用導管法施工並用高頻振搗密實。
(3)孔壁和鋼管外壁之間的空隙中按設計要求填砂並振實以固定豎向構件,減少構件的長細比增加其穩定性。
(4)鋼結構施工節點處理簡單,整體吊裝施工速度快。
如圖4~圖7所示。
建築工程地下室鋼結構逆作法施工工法
圖4 柱子節點示意圖
建築工程地下室鋼結構逆作法施工工法
圖5 樑柱接頭節點示意圖
建築工程地下室鋼結構逆作法施工工法
圖6 異形柱、構架剪力牆與梁的節點示意圖
建築工程地下室鋼結構逆作法施工工法
圖7 梁與板的節點連線示意圖
三、鋼混凝土組合樓板施工
(1)鋼樑吊裝施工
鋼樑吊裝順序由柱頂往下,先主梁後次梁,利用汽車吊逐層吊裝。吊裝過程用雷射經緯儀進行定位監控。鋼樑通過摩擦型高強螺栓與柱牛腿連線。
(2)壓型鋼板的施工
採用壓型鋼板為永久性模板,避免搭設大量的超高支模體系,加快地下室土方開挖進度及地下室結構的施工進度。壓型鋼板通過栓釘焊接與樓面結構鋼樑有效地共同受力工作,實現鋼結構梁與鋼筋混凝土翼板的剪力傳遞。
(3)樓板混凝土施工
樓板混凝土採用泵送澆築。混凝土坍落度一般控制在140~160毫米左右,澆築過程中應配合使用插入式和平板式振動器,確保混凝土的澆築質量。
(4)在地下室樓面梁、板與地下連續牆連線,均改為採用混凝土梁、板結構,避免了鋼樑和壓型樓板伸入連續牆時切斷牆的豎向鋼筋,並且可以保證與地下連續牆很好地結合,其構造大樣見圖8~圖10。地下連續牆須在所有與樓面框架梁連線處,預埋PVC管,以便後工序鑿開與框架梁連線,改變以往使用梁盒預埋件的老方法,節省了大量的鋼材、簡化了工序。預埋件與鋼筋籠固定牢固其構造大樣見圖11、圖12。
建築工程地下室鋼結構逆作法施工工法
圖8 嵌岩連續牆與內壁牆連線平面示意圖
建築工程地下室鋼結構逆作法施工工法
圖9 連續牆與下段內壁牆連線大樣
建築工程地下室鋼結構逆作法施工工法
圖10 連續牆預埋PVC管剖面大樣
建築工程地下室鋼結構逆作法施工工法
圖11 連續牆預埋PVC管大樣
建築工程地下室鋼結構逆作法施工工法
圖12 框架梁與連續牆連線大樣
四、土方開挖
該工程地下室土方開挖按3個階段進行,採用全機械化開挖和出土。首先由原地面開挖至-5.5米,在地下連續牆周邊預留寬3米,高2.5米的反壓土,然後進行首層樓蓋的施工;在首層樓蓋完成後由-5.5米開挖至-9.0米,隨即進行地下一層樓蓋施工,完成後由-9.0米開挖至-20.7米的底板處,並以-14.0米為界分上下兩層先後開挖。
在解決地下室大量的土方運輸方面,該工程在地下室垂直運輸出土處安裝垂直運輸系統,在±0.00層用龍門吊吊掛特製的吊土桶,用於吊土外運。取下吊土桶後,可用吊鉤運鋼筋、模板、鋼構件進入地下室。考慮到地下室出土量大,出土口的位置設定在首層A、B區交界處和B、C區交界處兩個,在預留孔洞的四周預留鋼筋,並在相應的位置預埋鐵件,便於安裝吊土提升架,工程結束前才能封閉出土口。
五、降水工程
地下室土方開挖過程中的降水採用在人工挖孔樁內的鋼構架柱外設定降水井的方法,不需要另設降水井,降低了相關的施工費用。
六、地下空間通風技術
土方開挖過程中,通過結構通風井並利用鼓風機、送風管從地面引入新風,向結構施工面送風;在施工面的上部安裝排風機,通過預留孔向地面排出廢氣。岩層開挖過程中,安裝由地面至開挖層的高壓水槍,派專人對正在開挖的岩層進行水壓霧狀噴射,以便減少粉塵的產生。
利用隧道或地下室專用軸流風機,克服普通軸流風機風量大壓力小,離心機余壓大風量小的缺點,大大提高了排氣通風效果,且充分利用出土口及筒體的煙囪效應,使地下空氣品質得到了較大的改善,滿足逆作法施工對作業環境的要求。

材料設備

一、主要材料
《建築工程地下室鋼結構逆作法施工工法》採用的主要材料有:Q235/345鋼板(厚度16~20毫米)、Φ18拉桿、HG-240/HX76-344-688、壓型鋼板、E5016/4312焊條、C70/80高性能混凝土。
二、主要施工設備
《建築工程地下室鋼結構逆作法施工工法》採用的主要施工設備見表1。
表1 主要施工設備
序號
設備名稱
設備型號
單位
數量
用途
1
沖孔成槽機
ZZ-3
2
連續牆施工
2
反鏟挖掘機
1.0立方米
4
土方開挖
3
反鏟挖掘機
1.5立方米
2
土方開挖
4
塔吊
H3/36B(250噸·米)
1
主要材料吊運
5
塔吊
C7050B(500噸·米)
1
鋼結構吊裝
6
龍門吊
MD1
2
吊運土方
7
混凝土泵
HBT80E
2
混凝土澆築
8
汽車吊
25噸~150噸
4
鋼結構吊裝
9
電焊機
BX1-500
13
鋼結構安裝
10
鑽孔機
MYT-140Y
5
錨桿施工
11
鋼筋加工設備
GJ7-40、GQ50、HGS-40
1
鋼筋製作
12
空氣壓縮機
V-3/8
1
岩土開挖
13
風炮
G10
5
岩土開挖
14
鼓風機
9-26
6
地下排氣、通風
15
軸流風機
T35-11
2
地下排氣、通風

質量控制

一、質量標準
《建築工程地下室鋼結構逆作法施工工法》按照《建築地基基礎工程施工質量驗收規範》(GB 50202-2002)、《混凝土結構工程施工質量驗收規範》(GB 50204-2002)、《鋼結構工程施工質量驗收規範》(GB 50205-2001)及有關規範標準施工。
二、質量控制措施
《建築工程地下室鋼結構逆作法施工工法》的質量控制措施如下:
1.原材料必須有出廠合格證、檢驗報告。
2.全熔透對接焊縫必須開坡口,焊縫必須進行100%超音波檢驗,不合格的部位必須剔除重焊。
3.鋼材下料製作時必須留有0.7毫米/米餘熱收縮量。
4.低氫型焊條使用前必須烘乾,施工過程中保持乾燥。
5.安裝摩擦型高強螺栓時,穿孔時不得強行敲打、氣割擴孔、破壞噴砂摩擦面。
6.柱安裝完畢後,頂部必須加蓋板,以防止雨水、雜物掉入柱內。
7.做好柱腳的防水措施,預防地下水從柱腳與樁承台接口的薄弱處滲漏入室內。
8.由於壓型鋼板作為樓板具有接縫密實、不漏水、不吸水的特點,樓板混凝土配合比的坍落度、砂率要嚴格控制,防止出現由於混凝土初凝時產生泌水造成混凝土表面強度低而起粉、砂率高而產生收縮裂縫等質量問題。坍落度宜為140~160毫米,砂率宜為35%~38%。

安全措施

採用《建築工程地下室鋼結構逆作法施工工法》施工時,除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外,尚應遵守注意下列事項:
1.定位器安裝時,必須做好井下通風排煙措施。照明採用12伏低壓燈。
2.高空上下軟爬梯必須在柱吊裝前安裝好一起吊裝,工人上下時必須將安全帶扣在軟梯上,以防止失足墜落事故發生。
3.做好施工作業面下拉掛水平安全網的工作。在鋼樑安裝時,必須在柱與柱之間拉設安全鋼絲繩,用作業工人在水平走動時扣安全帶之用。
4.基坑周邊及“四口五臨邊”必須設定護欄和安全網。

環保措施

《建築工程地下室鋼結構逆作法施工工法》的環保措施如下:
1.基坑內應有足夠的照明、通風和排煙設施,保證基坑工作面的照明度及基坑內的空氣品質。
2.材料應集中堆放並採取防雨、防潮措施。安排專人每天進行現場衛生清潔。
3.現場設定汽車沖洗槽和污水沉澱池。施工廢水、生活廢水必須經沉澱池沉澱後排至市政下水管道。余泥外運車輛必須經高壓沖洗後才能離開工地,避免污染市政路面。
4.易於引起粉塵的細料或鬆散料運輸時用帆布等遮蓋物覆蓋。

效益分析

1.廣州名盛廣場工程地下室採用《建築工程地下室鋼結構逆作法施工工法》,縮短了工期,減少了對周圍環境的不利影響,基坑的安全性得到了保證;同時又節省了大量的擋土臨時支撐構件,其中減少三道支撐,就已經節省投資800萬元,採用柱支式地下連續牆技術大量減少了施工困難的入岩段工程量,直接節省工程費用達600萬元,綜合經濟效益達到1400萬元。
2.採用《建築工程地下室鋼結構逆作法施工工法》後,加快施工進度令發展商減少了利息的支出外,同時由於地面以上結構同步施工增強了投資者的信心並增加了物業銷售金額。地下室結構完成時,裙樓商場已交付使用,所有銷售物業均已售完,銷售收入達5億元。
註:施工費用以2005-2006年施工材料價格計算

套用實例

《建築工程地下室鋼結構逆作法施工工法》的套用實例如下:
1.工程概況
該工程位於廣州市北京路繁華商業步行街,為一大型多功能商業綜合建築,框筒結構,總建築面積14萬平方米,建築總高度為163米,地上32層,裙樓8層,地下4層(局部有夾層),底板埋置深度為-20.4米地下室基坑面積大、開挖深,土方量達到18立方米,具有施工場地狹窄、工程地質情況複雜,緊鄰密集的民居與學校,工程量大且工期要求緊等特點,基坑的變形及安全控制重要。
2.套用效果
採用該工法施工,縮短了工期,減少對周圍環境的不利影響,基坑的安全性得到了保證;同時又節省了大量的擋土臨時支撐構件,有效降低工程造價;上部建築的形象進度使建設單位取得良好前期銷售效果,取得經濟效益。
1.工程概況
該工程位於廣州舊城區,總建築面積17萬平方米,建築總高度為201米,地上51層,地下5層,其中地下室建築面積約為4萬平方米,底板埋置深度為-17.65米。
2.套用效果
採用該工法施工,當地下室全部完成時,地面以上已施工至二十層,而裙樓及五層地下室共10萬平方米已正式開業使用,在確保基坑的安全的基礎上滿足投資方的計畫要求;同時又節省了大量的擋土臨時支撐構件,合計節省投資735萬元,縮短工期約305天。
1.工程概況
該工程位於廣州市舊城區繁華商業步行街上下九路,總建築面積12萬平方米,建築總高度為99米,地上33層,裙樓6層,地下4層,其中地下室建築面積約為2.5萬平方米,底板埋置深度為-17.5米。
2.套用效果
採用該工法,地下室結構完成時,塔樓已施工至十九層,裙樓商場比原計畫正作法施工提前9個月完工並交付使用,前期銷售額達到3.5億元。
註:施工費用以2005-2006年施工材料價格計算

榮譽表彰

2008年1月31日,中華人民共和國住房和城鄉建設部以“建質[2008]22號”檔案發布《關於公布2005-2006年度國家級工法的通知》,《建築工程地下室鋼結構逆作法施工工法》被評定為2005-2006年度國家一級工法。
建築工程地下室鋼結構逆作法施工工法
圖2 柱支式地下連續牆構造
該支護結構,既起著擋土、防滲、抗浮的作用,又作為建築物承重結構,節省了連續牆嵌入岩層段的工程量,大大降低深基坑造價。而穿越透水層的地下連續牆體完成後,可為經濟適用的人工挖孔工程樁施工提供條件。
2.地下室樓板結構採用鋼樑與壓型鋼板相結合,通過構造加強的H型鋼樑組合樓板形成強大的內支撐體系,同時避免了大量模板、高支模的安裝、拆除,加快地下室施工進度。
3.柱、剪力牆等豎向結構的圓形鋼管混凝土柱、異形鋼管混凝土柱和鋼構架柱,尤其是核心筒採用帶約束拉桿的鋼構架柱,採用首層以下牆、柱等豎向構件在挖孔樁內一次性安裝方法,在基坑內土方未完全開挖的情況下施工結構柱網,有效地解決結構豎向荷載的傳遞。鋼結構施工節點處理簡單,整體吊裝施工速度快,而且避免了先開挖核心筒土方再向上逐層施工核心筒結構的各種弊端。
4.根據主體結構採用鋼結構及壓型鋼板的特點,確定了鋼柱吊裝完成後先施工二層鋼結構並以二層為基準層向上向下同時施工的逆作法施工方案,既滿足第一層土方開挖工作面高度的要求,又滿足工程形象進度要求。
5.-9.0米以下土方採用分層連續開挖,實現土方開挖全機械化施工,保證了土方開挖的效率,為工期的縮短提供有力的保證。
6.基坑降水採用人工挖孔樁內的鋼構架柱外設定降水井,不另設降水井,降低工程造價。

操作原理

適用範圍

《建築工程地下室鋼結構逆作法施工工法》適用於大中城市舊城區施工場地狹窄、工程地質情況複雜、基坑開挖深度大、地下室工程量大且工期要求緊的鋼結構建築物施工。

工藝原理

《建築工程地下室鋼結構逆作法施工工法》是以柱支式地下連續牆+噴錨+內支撐為基坑支護結構,人工挖孔樁和帶約束拉桿的異型鋼管混凝土柱作為豎向承重結構,H型鋼樑和以壓型鋼板為模板的鋼一鋼筋混凝土組合樓板系統作為基坑的內支撐結構,完成二層樓板後按每兩個結構層為一個土方開挖工作面,實現土方開挖機械化施工,實現地上地下結構同步施工。

施工工藝

《建築工程地下室鋼結構逆作法施工工法》的工藝流程見圖3。
建築工程地下室鋼結構逆作法施工工法
圖3 工藝流程圖
《建築工程地下室鋼結構逆作法施工工法》的操作要點如下:
一、柱支式地下連續牆的施工
地下室採用深淺槽段相間布置、地下連續牆與噴錨網相結合的圍護結構方案。地下連續牆深槽段約占25%,在每兩軸間約18米跨度設定一段由底板起進入微風化岩3米或中風化岩4.5米,牆底標高-24.9米;淺槽段約占75%,嵌入強風化岩層內,牆底標高-13.4米,以下採用噴錨網支護。該支護結構,既起著擋土、防滲、抗浮的作用,又作為建築物承重結構,節省了連續牆嵌入岩層段的工程量,大大降低深基坑造價。而穿越透水層的地下連續牆體完成後,可為人工挖孔工程樁施工提供條件。
二、圓形及帶約束拉桿的異型鋼管混凝土柱(牆)施工
(1)基礎工程樁採用圓型和橢圓型人工挖孔樁,樁徑為1.4~5.5米,便於首層以下部分圓形和異型鋼管混凝土柱和鋼構架柱的吊裝及施工。樁芯預埋卡銷式鋼管柱底座定位器。
(2)對於超長、超大、超重的鋼管混凝土及帶約束拉桿鋼管混凝土柱(牆)加工時一次成型,採用多台汽車吊抬吊滑移吊裝法吊裝放入樁孔,套於定位器上進行固定,然後在鋼管柱內澆築C70和C80高強高性能混凝土,澆築鋼管柱混凝土時用導管法施工並用高頻振搗密實。
(3)孔壁和鋼管外壁之間的空隙中按設計要求填砂並振實以固定豎向構件,減少構件的長細比增加其穩定性。
(4)鋼結構施工節點處理簡單,整體吊裝施工速度快。
如圖4~圖7所示。
建築工程地下室鋼結構逆作法施工工法
圖4 柱子節點示意圖
建築工程地下室鋼結構逆作法施工工法
圖5 樑柱接頭節點示意圖
建築工程地下室鋼結構逆作法施工工法
圖6 異形柱、構架剪力牆與梁的節點示意圖
建築工程地下室鋼結構逆作法施工工法
圖7 梁與板的節點連線示意圖
三、鋼混凝土組合樓板施工
(1)鋼樑吊裝施工
鋼樑吊裝順序由柱頂往下,先主梁後次梁,利用汽車吊逐層吊裝。吊裝過程用雷射經緯儀進行定位監控。鋼樑通過摩擦型高強螺栓與柱牛腿連線。
(2)壓型鋼板的施工
採用壓型鋼板為永久性模板,避免搭設大量的超高支模體系,加快地下室土方開挖進度及地下室結構的施工進度。壓型鋼板通過栓釘焊接與樓面結構鋼樑有效地共同受力工作,實現鋼結構梁與鋼筋混凝土翼板的剪力傳遞。
(3)樓板混凝土施工
樓板混凝土採用泵送澆築。混凝土坍落度一般控制在140~160毫米左右,澆築過程中應配合使用插入式和平板式振動器,確保混凝土的澆築質量。
(4)在地下室樓面梁、板與地下連續牆連線,均改為採用混凝土梁、板結構,避免了鋼樑和壓型樓板伸入連續牆時切斷牆的豎向鋼筋,並且可以保證與地下連續牆很好地結合,其構造大樣見圖8~圖10。地下連續牆須在所有與樓面框架梁連線處,預埋PVC管,以便後工序鑿開與框架梁連線,改變以往使用梁盒預埋件的老方法,節省了大量的鋼材、簡化了工序。預埋件與鋼筋籠固定牢固其構造大樣見圖11、圖12。
建築工程地下室鋼結構逆作法施工工法
圖8 嵌岩連續牆與內壁牆連線平面示意圖
建築工程地下室鋼結構逆作法施工工法
圖9 連續牆與下段內壁牆連線大樣
建築工程地下室鋼結構逆作法施工工法
圖10 連續牆預埋PVC管剖面大樣
建築工程地下室鋼結構逆作法施工工法
圖11 連續牆預埋PVC管大樣
建築工程地下室鋼結構逆作法施工工法
圖12 框架梁與連續牆連線大樣
四、土方開挖
該工程地下室土方開挖按3個階段進行,採用全機械化開挖和出土。首先由原地面開挖至-5.5米,在地下連續牆周邊預留寬3米,高2.5米的反壓土,然後進行首層樓蓋的施工;在首層樓蓋完成後由-5.5米開挖至-9.0米,隨即進行地下一層樓蓋施工,完成後由-9.0米開挖至-20.7米的底板處,並以-14.0米為界分上下兩層先後開挖。
在解決地下室大量的土方運輸方面,該工程在地下室垂直運輸出土處安裝垂直運輸系統,在±0.00層用龍門吊吊掛特製的吊土桶,用於吊土外運。取下吊土桶後,可用吊鉤運鋼筋、模板、鋼構件進入地下室。考慮到地下室出土量大,出土口的位置設定在首層A、B區交界處和B、C區交界處兩個,在預留孔洞的四周預留鋼筋,並在相應的位置預埋鐵件,便於安裝吊土提升架,工程結束前才能封閉出土口。
五、降水工程
地下室土方開挖過程中的降水採用在人工挖孔樁內的鋼構架柱外設定降水井的方法,不需要另設降水井,降低了相關的施工費用。
六、地下空間通風技術
土方開挖過程中,通過結構通風井並利用鼓風機、送風管從地面引入新風,向結構施工面送風;在施工面的上部安裝排風機,通過預留孔向地面排出廢氣。岩層開挖過程中,安裝由地面至開挖層的高壓水槍,派專人對正在開挖的岩層進行水壓霧狀噴射,以便減少粉塵的產生。
利用隧道或地下室專用軸流風機,克服普通軸流風機風量大壓力小,離心機余壓大風量小的缺點,大大提高了排氣通風效果,且充分利用出土口及筒體的煙囪效應,使地下空氣品質得到了較大的改善,滿足逆作法施工對作業環境的要求。

材料設備

一、主要材料
《建築工程地下室鋼結構逆作法施工工法》採用的主要材料有:Q235/345鋼板(厚度16~20毫米)、Φ18拉桿、HG-240/HX76-344-688、壓型鋼板、E5016/4312焊條、C70/80高性能混凝土。
二、主要施工設備
《建築工程地下室鋼結構逆作法施工工法》採用的主要施工設備見表1。
表1 主要施工設備
序號
設備名稱
設備型號
單位
數量
用途
1
沖孔成槽機
ZZ-3
2
連續牆施工
2
反鏟挖掘機
1.0立方米
4
土方開挖
3
反鏟挖掘機
1.5立方米
2
土方開挖
4
塔吊
H3/36B(250噸·米)
1
主要材料吊運
5
塔吊
C7050B(500噸·米)
1
鋼結構吊裝
6
龍門吊
MD1
2
吊運土方
7
混凝土泵
HBT80E
2
混凝土澆築
8
汽車吊
25噸~150噸
4
鋼結構吊裝
9
電焊機
BX1-500
13
鋼結構安裝
10
鑽孔機
MYT-140Y
5
錨桿施工
11
鋼筋加工設備
GJ7-40、GQ50、HGS-40
1
鋼筋製作
12
空氣壓縮機
V-3/8
1
岩土開挖
13
風炮
G10
5
岩土開挖
14
鼓風機
9-26
6
地下排氣、通風
15
軸流風機
T35-11
2
地下排氣、通風

質量控制

一、質量標準
《建築工程地下室鋼結構逆作法施工工法》按照《建築地基基礎工程施工質量驗收規範》(GB 50202-2002)、《混凝土結構工程施工質量驗收規範》(GB 50204-2002)、《鋼結構工程施工質量驗收規範》(GB 50205-2001)及有關規範標準施工。
二、質量控制措施
《建築工程地下室鋼結構逆作法施工工法》的質量控制措施如下:
1.原材料必須有出廠合格證、檢驗報告。
2.全熔透對接焊縫必須開坡口,焊縫必須進行100%超音波檢驗,不合格的部位必須剔除重焊。
3.鋼材下料製作時必須留有0.7毫米/米餘熱收縮量。
4.低氫型焊條使用前必須烘乾,施工過程中保持乾燥。
5.安裝摩擦型高強螺栓時,穿孔時不得強行敲打、氣割擴孔、破壞噴砂摩擦面。
6.柱安裝完畢後,頂部必須加蓋板,以防止雨水、雜物掉入柱內。
7.做好柱腳的防水措施,預防地下水從柱腳與樁承台接口的薄弱處滲漏入室內。
8.由於壓型鋼板作為樓板具有接縫密實、不漏水、不吸水的特點,樓板混凝土配合比的坍落度、砂率要嚴格控制,防止出現由於混凝土初凝時產生泌水造成混凝土表面強度低而起粉、砂率高而產生收縮裂縫等質量問題。坍落度宜為140~160毫米,砂率宜為35%~38%。

安全措施

採用《建築工程地下室鋼結構逆作法施工工法》施工時,除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外,尚應遵守注意下列事項:
1.定位器安裝時,必須做好井下通風排煙措施。照明採用12伏低壓燈。
2.高空上下軟爬梯必須在柱吊裝前安裝好一起吊裝,工人上下時必須將安全帶扣在軟梯上,以防止失足墜落事故發生。
3.做好施工作業面下拉掛水平安全網的工作。在鋼樑安裝時,必須在柱與柱之間拉設安全鋼絲繩,用作業工人在水平走動時扣安全帶之用。
4.基坑周邊及“四口五臨邊”必須設定護欄和安全網。

環保措施

《建築工程地下室鋼結構逆作法施工工法》的環保措施如下:
1.基坑內應有足夠的照明、通風和排煙設施,保證基坑工作面的照明度及基坑內的空氣品質。
2.材料應集中堆放並採取防雨、防潮措施。安排專人每天進行現場衛生清潔。
3.現場設定汽車沖洗槽和污水沉澱池。施工廢水、生活廢水必須經沉澱池沉澱後排至市政下水管道。余泥外運車輛必須經高壓沖洗後才能離開工地,避免污染市政路面。
4.易於引起粉塵的細料或鬆散料運輸時用帆布等遮蓋物覆蓋。

效益分析

1.廣州名盛廣場工程地下室採用《建築工程地下室鋼結構逆作法施工工法》,縮短了工期,減少了對周圍環境的不利影響,基坑的安全性得到了保證;同時又節省了大量的擋土臨時支撐構件,其中減少三道支撐,就已經節省投資800萬元,採用柱支式地下連續牆技術大量減少了施工困難的入岩段工程量,直接節省工程費用達600萬元,綜合經濟效益達到1400萬元。
2.採用《建築工程地下室鋼結構逆作法施工工法》後,加快施工進度令發展商減少了利息的支出外,同時由於地面以上結構同步施工增強了投資者的信心並增加了物業銷售金額。地下室結構完成時,裙樓商場已交付使用,所有銷售物業均已售完,銷售收入達5億元。
註:施工費用以2005-2006年施工材料價格計算

套用實例

《建築工程地下室鋼結構逆作法施工工法》的套用實例如下:
1.工程概況
該工程位於廣州市北京路繁華商業步行街,為一大型多功能商業綜合建築,框筒結構,總建築面積14萬平方米,建築總高度為163米,地上32層,裙樓8層,地下4層(局部有夾層),底板埋置深度為-20.4米地下室基坑面積大、開挖深,土方量達到18立方米,具有施工場地狹窄、工程地質情況複雜,緊鄰密集的民居與學校,工程量大且工期要求緊等特點,基坑的變形及安全控制重要。
2.套用效果
採用該工法施工,縮短了工期,減少對周圍環境的不利影響,基坑的安全性得到了保證;同時又節省了大量的擋土臨時支撐構件,有效降低工程造價;上部建築的形象進度使建設單位取得良好前期銷售效果,取得經濟效益。
1.工程概況
該工程位於廣州舊城區,總建築面積17萬平方米,建築總高度為201米,地上51層,地下5層,其中地下室建築面積約為4萬平方米,底板埋置深度為-17.65米。
2.套用效果
採用該工法施工,當地下室全部完成時,地面以上已施工至二十層,而裙樓及五層地下室共10萬平方米已正式開業使用,在確保基坑的安全的基礎上滿足投資方的計畫要求;同時又節省了大量的擋土臨時支撐構件,合計節省投資735萬元,縮短工期約305天。
1.工程概況
該工程位於廣州市舊城區繁華商業步行街上下九路,總建築面積12萬平方米,建築總高度為99米,地上33層,裙樓6層,地下4層,其中地下室建築面積約為2.5萬平方米,底板埋置深度為-17.5米。
2.套用效果
採用該工法,地下室結構完成時,塔樓已施工至十九層,裙樓商場比原計畫正作法施工提前9個月完工並交付使用,前期銷售額達到3.5億元。
註:施工費用以2005-2006年施工材料價格計算

榮譽表彰

2008年1月31日,中華人民共和國住房和城鄉建設部以“建質[2008]22號”檔案發布《關於公布2005-2006年度國家級工法的通知》,《建築工程地下室鋼結構逆作法施工工法》被評定為2005-2006年度國家一級工法。

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