逆作法施工在深基坑工程中的應(yīng)用

□文/顏 勇 佟成龍 冉旺盛

摘 要：文章以實(shí)際工程為例，介紹逆作法在高層建筑多層地下室結(jié)構(gòu)施工，先沿地下室軸線施工三軸水泥攪拌樁和支護(hù)樁，樓座范圍內(nèi)施工支撐格構(gòu)柱樁，然后進(jìn)行土方開(kāi)挖，順作施工梁板墻結(jié)構(gòu)。逆作法施工可根據(jù)設(shè)計(jì)要求，同時(shí)施工地下和地上結(jié)構(gòu)。

關(guān)鍵詞：逆作法；高層建筑；格構(gòu)柱樁

1 工程概況

匯都苑工程位于天津市河北區(qū)中心城區(qū)，1#、4#樓均為地上33層、地下4層的高層住宅樓，-1.95～-0.12 m轉(zhuǎn)換層采用逆作法施工。

-1.95 m標(biāo)高轉(zhuǎn)換層環(huán)冠梁截面尺寸700（1 000）mm×800 mm，轉(zhuǎn)換梁截面尺寸400（600、900）mm× 700 mm；-1.95 m標(biāo)高樓板板厚250 mm，-0.12 m標(biāo)高樓板板厚180 mm，轉(zhuǎn)換層由支頂格構(gòu)柱樁支撐。

2 施工工藝

樁基格構(gòu)柱施工→降水施工→土方開(kāi)挖→回填砂→墊層施工→下甩剪力墻支?！駱?gòu)柱柱帽鋼筋綁扎→-1.95 m暗柱插筋→-1.95 m梁鋼筋綁扎→-1.95 m剪力墻插筋→-1.95 m模板支設(shè)→混凝土澆筑孔預(yù)留→-1.95 m樓板鋼筋綁扎→-1.95 m混凝土澆筑→轉(zhuǎn)換層墻體鋼筋綁扎→轉(zhuǎn)換層土方開(kāi)挖支模架搭設(shè)→轉(zhuǎn)換層模板支設(shè)→-0.12 m梁板鋼筋綁扎→轉(zhuǎn)換層模板加固→-0.12 m混凝土澆筑。

2.1 樁基格構(gòu)柱施工

1#樓由33根鋼格構(gòu)柱支撐，4#樓由26根鋼格構(gòu)柱支撐。格構(gòu)柱支撐在環(huán)冠梁上，環(huán)冠梁與轉(zhuǎn)換梁結(jié)構(gòu)板為一個(gè)整體。格構(gòu)柱采用一道水平方向鋼連系梁加固。格構(gòu)柱施工要保證格構(gòu)柱中心、柱頂標(biāo)高及方位符合設(shè)計(jì)要求。

2.2 降水施工

工程地下水位高且逆施工時(shí)，止水帷幕未封閉，但逆作法施工基槽必須處于干燥狀態(tài)，因此在1#樓設(shè)置8個(gè)降水井點(diǎn)、4#樓設(shè)置6個(gè)降水井點(diǎn)，降水井深度5 m。

降水施工能保證作業(yè)面干燥狀態(tài)，同時(shí)降水水位不能過(guò)低，以防發(fā)生土體沉降，影響轉(zhuǎn)換層樓板結(jié)構(gòu)沉降，保證水位控制在開(kāi)挖面下500 mm。

2.3 土方開(kāi)挖

土方開(kāi)挖采用1∶1盆式開(kāi)挖，基坑開(kāi)挖深度整體超挖1 m，開(kāi)挖面積保證車庫(kù)頂板甩筋不與邊坡沖突。

土方開(kāi)挖過(guò)程中，格構(gòu)柱四周1 m范圍內(nèi)的土，采用人工清理，防止挖機(jī)觸碰格構(gòu)柱，導(dǎo)致格構(gòu)柱樁段樁和格構(gòu)柱角鋼發(fā)生變形。

2.4 回填砂

土方開(kāi)挖深度超挖1 m，基坑開(kāi)挖完成后，對(duì)基坑底部整體回填1 m厚中河砂，中砂到場(chǎng)后，采用挖機(jī)與履帶吊配合的方式進(jìn)行回填，回填完采用人工夯實(shí)，見(jiàn)圖1。

圖1 回填

回填砂的目的是方便墻柱插筋施工，能夠保證插筋長(zhǎng)度，能比插入土中施工節(jié)省工期2～3 d；回填砂的透水性優(yōu)于粘土，回填砂需要采用人工夯實(shí)，夯實(shí)的目的防止墊層不均勻沉降。

2.5 墊層施工

回填砂平整完畢后，基坑底部加寬預(yù)留出剪力墻插筋位置，其余部位整體澆筑混凝土墊層，墊層混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C15，厚度150 mm，墊層頂部大面標(biāo)高為轉(zhuǎn)換梁（700 mm高）梁底標(biāo)高，由于環(huán)冠梁較少，環(huán)冠梁位置梁底墊層頂標(biāo)高較大面低100 mm，待墊層整體達(dá)到強(qiáng)度后，在大面墊層上放線，再對(duì)剪力墻、環(huán)冠梁、轉(zhuǎn)換梁進(jìn)行精確定位，見(jiàn)圖2。墊層完成后在槽底四周設(shè)置排水溝，轉(zhuǎn)角處設(shè)置集水井。

圖2 墊層標(biāo)高

墊層施工要保證標(biāo)高準(zhǔn)確及平整度，墊層澆筑后混凝土抗壓強(qiáng)度達(dá)到1.2 N/mm2方可進(jìn)行后續(xù)放線等施工，轉(zhuǎn)換梁和環(huán)冠梁梁底滿鋪油氈，作為隔離層防止后期土方開(kāi)挖墊層脫落。

2.6 下返剪力墻支模

墊層達(dá)到可上人強(qiáng)度后，放線對(duì)剪力墻、環(huán)冠梁、轉(zhuǎn)換梁進(jìn)行精確定位，為便于后期-1層墻柱對(duì)接施工，必須考慮剪力墻下返200 mm的高度，下返200 mm剪力墻兩側(cè)優(yōu)化后采用模板支設(shè)，于原墊層空隙位置澆筑混凝土，剪力墻底部為前期回填砂，便于剪力墻后續(xù)插筋，見(jiàn)圖3。

圖3 剪力墻模板

剪力墻下返支模優(yōu)化后避免了由于磚胎膜砌筑等工藝的技術(shù)間歇對(duì)工期的影響，節(jié)約工期1～2 d，確保了墻、梁精確定位的同時(shí)又使得下返剪力墻平整順直，也保證了結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量。

2.7 格構(gòu)柱柱帽鋼筋綁扎

1#、4#樓格構(gòu)柱與環(huán)冠梁相交處，在格構(gòu)柱角鋼上焊接錨筋并增加柱墩，以提高格構(gòu)柱與環(huán)冠梁之間的連接整體性。

此種節(jié)點(diǎn)做法減少了焊接工程量，避免了梁筋與格構(gòu)柱沖突的情況，縮短工期的同時(shí)提高了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

豎向鋼筋與格構(gòu)柱角鋼焊接連接，角鋼焊接之前要人工打磨清理角鋼上的鐵銹、砂土等污物雜質(zhì)，焊縫要飽滿、均勻、整齊，不得漏焊、夾渣。

2.8 -1.95 m暗柱插筋

剪力墻下返200 mm增加了鋼筋下插的長(zhǎng)度。墻柱鋼筋直徑≥16 mm鋼筋，采用直螺紋連接；墻體鋼筋直徑＜16 mm采用綁扎搭接。剪力墻鋼筋與暗柱鋼筋按50%搭接率錯(cuò)開(kāi)連接。回填砂的厚度充分考慮鋼筋下插的長(zhǎng)度。暗柱鋼筋插入砂，位置定位要準(zhǔn)確；暗柱箍筋在剪力墻內(nèi)綁扎2道，再綁扎1道5 cm起步箍筋；剪力墻水平筋提前綁在剪力墻內(nèi)，以防梁鋼筋綁扎完，無(wú)法綁扎剪力墻水平鋼筋。插入砂中的鋼筋套上鋼筋保護(hù)帽，用塑料薄膜包裹多層密實(shí)，再用透明膠帶包裹2層，直至鋼筋保護(hù)膜不容易被破壞保護(hù)區(qū)長(zhǎng)度為鋼筋插入長(zhǎng)度，見(jiàn)圖4。

圖4 暗柱插筋

此做法不僅減少鋼筋銹蝕，還能夠精確確定鋼筋插入長(zhǎng)度，減少反復(fù)測(cè)量的工程量。

由于剪力墻鋼筋直徑為10 mm，遇插筋施工難度大的部位，采用φ25 mm鋼筋提前打孔，方便剪力墻插筋施工。

2.9 模板支設(shè)

-1.95 m位置梁側(cè)模及頂板模采用木模板加木方支撐體系，采用木枋作為立桿和龍骨，立桿木枋下墊木方，見(jiàn)圖5。

立桿采用2根50 mm×100 mm木方，立桿尺寸變?yōu)?00 mm×100 mm，主龍骨采用2根50 mm×100 mm木方，主龍骨尺寸變?yōu)?00 mm×100 mm，次龍骨采用50 mm×100 mm木方。

圖5 轉(zhuǎn)換層板支模

2.10 混凝土澆筑孔預(yù)留

逆作法施工需要在標(biāo)高-1.95 m和-0.12 m板上預(yù)留直徑150 mm混凝土澆筑孔，為后續(xù)-1層剪力墻混凝土澆筑提供便利。預(yù)留孔盡量避開(kāi)衛(wèi)生間和廚房等需要做防水的房間，采用直徑150 mmPVC管，管長(zhǎng)250 mm，預(yù)留孔間距≯1 000 mm，預(yù)留洞中心到剪力墻邊距離125 mm，電梯井及樓梯間四周墻體不需要留預(yù)留孔，見(jiàn)圖6。

圖6 混凝土預(yù)留澆筑孔

2.11 車庫(kù)與樓座相接部位處理

樓座與車庫(kù)頂板相接處，車庫(kù)頂板需要焊接300 mm×3 mm止水鋼板，樓座外剪力墻在標(biāo)高-1.95 m處需要做300 mm高導(dǎo)墻并迎水面焊接300 mm×3 mm止水鋼板，見(jiàn)圖7。

圖7 樓座與車庫(kù)頂板施工縫處預(yù)埋止水鋼板

2.12 預(yù)留鋼筋保護(hù)

1）車庫(kù)頂板甩筋保護(hù)，鋼筋上鋪木方做為次龍骨，木方間距200 mm，木枋上滿鋪13 mm厚模板；頂板甩筋主龍骨為3道，立桿間距500 mm×500 mm,側(cè)向水平木方間距為300 mm；模板短邊尺寸為1 850 mm。

2）上部墻體甩筋采用PVC套管進(jìn)行保護(hù)，減少鋼筋銹蝕。

3 逆作法施工的優(yōu)勢(shì)

1）從施工效果來(lái)看，逆作法可以使基坑在施工過(guò)程中變形減小，也可以減少對(duì)相鄰建筑物的影響，同時(shí)減少對(duì)周圍路面的變形。

2）從施工難度來(lái)看，逆作法可以增加工程中樓體的穩(wěn)定性和抗壓性，保證施工過(guò)程的順利進(jìn)行。

3）從工程進(jìn)度來(lái)看，由于逆作法可以同時(shí)向上向下進(jìn)行施工，所以極大限度的縮短工期，從而可以減少成本支出，獲得更多的商業(yè)利益。

4）從環(huán)境保護(hù)來(lái)看，逆作法相對(duì)于常規(guī)的施工方法，會(huì)產(chǎn)生較少的揚(yáng)塵和噪聲，從而減少施工過(guò)程中對(duì)環(huán)境造成的污染。

4 結(jié)語(yǔ)

在深基坑的高層建筑物施工中運(yùn)用逆作法，可以保障工程的安全，同時(shí)縮短工期、節(jié)約成本，減少對(duì)周圍建筑的影響，減少施工對(duì)環(huán)境的污染，因此逆作法具有很大的實(shí)用性，可以創(chuàng)造出很多方面的效益；但由于逆作法地上地下立體交叉施工，工序多而復(fù)雜對(duì)施工組織有一定難度，施工中要求精心組織施工，才能確保工程的順利完成。

參考文獻(xiàn)：

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[3]李曉航.建筑工程逆作法施工技術(shù)優(yōu)勢(shì)分析[C].建筑科技與管理學(xué)術(shù)交流會(huì)[A].2015.

□佟成龍、冉旺盛/中建五局第三建設(shè)有限公司天津分公司。

□中圖分類號(hào)：TU753

□文獻(xiàn)標(biāo)志碼：C

□文章編號(hào)：1008-3197（2016）06-32-03

□DOI編碼：10.3969/j.issn.1008-3197.2016.06.010

□收稿日期：2016-08-29

□作者簡(jiǎn)介：顏 勇/男，1987年出生，工程師，中建五局第三建設(shè)有限公司天津分公司，從事工程技術(shù)管理工作。