房屋建筑逆作法施工技术的应用
摘要：本文基于桩土共同作用理论及锚杆桩施工的特点, 以北京某金融大厦为例提出了高层建筑桩基逆作法简化理论、设计计算方法, 并对施工问题进行了分析。
关键词：房屋建筑逆作法设计施工
中图分类号：tu208文献标识码： a 文章编号：
前言
桩基逆作法是设计与施工相互渗透的一种新兴工艺, 它可以有
效地利用桩土共同作用, 并大大减少施工工期和噪音污染, 为工
程建设带来明显的社会效益和经济效益, 可以认为该法为某些高
层建筑桩基工程开创了一种新方法。
一、工程介绍
北京某金融中心大厦工程, 基坑平面略呈矩形, 工程占地约15 000 m2。
工程为5 层深地下室,主要为停车场; 上部结构为一幢38层高, 坐落在裙房上的办公综合大楼, 高层办公综合大楼平面大
小约为37 mx 44 m。
裙楼平面大小约为84 m x 43 m, 高度为15 m。
地库平面大小约为100 m x45 m; 屋面上最高两层为机电房; 大厦主楼高度为184. 40 m。
本工程地下室、裙楼及办公大楼的结构为现浇钢筋混凝土框架、劲性钢结构及混凝土楼板结构。
其中内核心筒为混凝土筒体, 外框架柱为钢骨混凝土柱。
外框架梁为钢梁、钢骨混凝土梁或混凝土梁。
楼面钢梁与混凝土筒体的连接均为铰接。
基础形式为钢筋混凝土灌注桩及现浇钢筋混凝土满堂基础, 工程
桩长75m, 围护结构采用地下连续墙, 墙厚1 000 mm,深度35 m。
本工程主楼底板厚3. 00 m,裙房底板厚2. 05 m, 采用c35, 垫层c20 素混凝土。
底板主筋采用直螺纹连接。
底板钢筋伸入地墙墙边, 与预埋钢筋接驳器接出的钢筋连接。
二、基坑底板稳定性施工分析
1施工操作
本基坑开挖较深, 场区承压含水层顶板与基坑底板之间厚度较小, 故应对基坑底板进行稳定性分析, 以防止产生高水头承压水
从最不利点突涌的不良现象。
（1）准备工作。
进场施工前, 首先要组建项目经理部, 落实材料和人员, 合理安排人材物, 与甲方及监理保持密切协作。
（2）材料到位。
专人负责进料, 工程师核定,确保井壁管、过滤管、黏土等材料的质量。
(3)进出场、定位、埋设护孔管。
钻机进场。
基础牢固、平稳、水平, 孔中心、磨盘中心、大钩应呈一垂线。
埋设护孔管要求垂直, 外围用黏土填实, 井管、砂料到位后才能开工, 孔斜不超过1%。
(4)钻进清孔。
钻进中保持泥浆比重在1. 05~ 1. 1, 钻进中对地层要记录各层情况, 确定降水含水层的确切层位和岩性。
每钻进一根钻杆应重复扫孔一次, 再接新钻杆, 终孔后应彻底清孔, 直到
返回泥浆内不含泥块, 返出的泥浆含砂量达到要求后提钻。
(5)吊下井管。
按设计井深事先将井管排列、组合, 下管时所有深井的底部按标高严格控制, 并且保持井口标高一致。
井管应平稳
入孔, 焊接垂直, 完整无隙, 确保焊接强度, 以免脱落, 为了保
证井管不靠在井壁上和有一定的填砾厚度, 在管上加两组扶正器, 保证环状填砾间隙厚度大于140 mm, 过滤器应刷洗干净, 缝隙均匀, 下管要准确到位。
自然落下, 稍转动落到位。
不可强力压下, 以免损坏过滤结构。
井管到位后下钻杆稀释泥浆到1. 05 左右, 钻杆与井管的环状间隙应用补心密封, 使泥浆从过滤器经井管与孔壁的
环状间隙返回地面, 稀释泥浆应逐步缓慢进行。
2地下主体结构施工
（1）施工测量
由于本工程施工场地狭小, 所以在设置坐标方格网时, 应尽可
能设定在施工场地以外, 并且应设在坚固而又安全的地方, 从而
避免坐标点产生位移和受到损坏, 还要定期复测和校核, 以此来
确保测量的精度等级。
以上工作均应得到监理认可后方可进入下一道工序。
本工程的坐标方格网作为轴线一级控制网, 以此坐标网引测轴线二级控制网。
把轴线二级控制点设在地下连续墙导墙上, 由二级网指导地下室施工。
（2）钢筋工程
柱、板墙的接长钢筋要垂直, 间距要均匀, 上下层钢筋要左右交替。
楼板主筋布置按短向筋在下, 长向筋在上进行, 主筋搭接按图纸说明或规范要求。
钢筋接头在22mm以下的采用搭接绑扎, 22 mm 以上的采用锥螺纹连接或电渣压力焊接头, 地下部分竖向22 mm以上采用焊接。
对不同接头形式的钢筋, 均应按施工验收规范进行验
收, 并做好物理试验等工作。
3节点设计
（1）柱与梁板节点
由于本工程采用一柱一桩和一柱双桩施工, 故施工柱之前,应先将格构柱施工至设计标高, 挖土后在其顶部加设封头板, 并在封
头板上加设锚筋,然后进行柱、梁及底层梁、板施工, 施工时在柱位置预留柱插筋及混凝土浇捣孔。
地下1 层以下各层挖土流程与自行车夹层相同, 当土体全部施工完毕后可进行大底板的施工, 在
柱位置预留插筋, 待大底板可上人后, 可进行地下3层柱的施工。
同时从地下3 层向上逐层进行筒体剪力墙施工。
待竖向剪力墙和柱达到设计强度后, 割除格构柱。
（2）剪力墙节点
底层楼板施工前, 先将格构柱挖出, 并在其顶部加设封头钢板, 在剪力墙位置下方设立与剪力墙同厚的托梁, 其托梁直接锚入地
墙顶圈梁之内, 预留剪力墙插筋。
自行车夹层土体挖空以后, 施工自行车夹层梁、板。
施工前, 在格构柱上烧焊钢牛腿, 并在剪力墙下方加设与剪力墙同厚的托梁与其他处梁、板一起施工, 与托梁相对应在地墙内预埋钢筋接驳器。
地下1层以下各层挖土方法同自行车夹层, 当土体挖除完毕后施工大底板, 在剪力墙位置预留垂直
插筋。
根据桩基逆作法施工顺序, 可将基础受力分为二个阶段。
第一阶段: 地基土承受基础及其上部已建n1 层结构自重和施工荷载p 1,
此时( 时间为t i ) 相当于一般浅基础; 第二阶段; 桩间土和桩共同承担p1 和后期建造的n2 层结构自重和活载p 2。
为便于理论分析, 将基础计算分为三个步骤进行。
第一步, 在p1 作用下, 浅基础t i 时的沉降s ti 及最终沉降stf ( 如图1a) ; 第二步, 封桩完毕后, 在p1 作用下, 带桩基础的最终沉降s1 ( 如图1b) , 此时需考虑桩土共同作用导致基础刚度的增大; 第三步, 在增加荷
载p2 作用下, 带桩基础的沉降s 2( 如图1c) 。
需特别注意的是, 大量预制桩压入土中后导致土体产生一定的隆起量, 设计时必须
考虑其上抬量s3。
将上述二、三步各自的沉降相加减即为基础的最终沉降。
4土方施工
挖土前检查降水情况是否符合挖土条件, 保证施工机械进出场
道路通畅和场地排水系统贯通, 落实卸土点, 作好监测初始记录。
本工程挖土采用增强基坑内的地基加固, 配合“盆式”挖土、“盆边”抽条挖土的方法, 并在24 h 内完成抽条挖土, 随捣200厚c20混凝土垫层, 以达到控制土体位移的目的。
在确保周边环境安全的前提下, 第一皮土方采用3台1 m3 挖机进行“盆式”大开挖, 挖土至- 5. 7 m标高, 随即浇捣混凝土垫层, 待垫层具备一定的强度后, 开始施工地下自行车夹层楼板、梁。
土方采用“盆式”开挖,挖土机一定要注意不碰撞地下连续墙、格构柱和降水井管。
5大底板抗浮
由于施工地下室结构时, 上部结构暂施工两层。
当底板完成, 为了加强底板抗渗在底板完成后继续适当抽水, 以减小水压力。
施工中当垫层完成后, 截断深井泵井管, 另接出一根真空管及直径50 出水管, 直至上部结构施工到一定阶段, 上部结构荷载足以平衡其底板浮力后, 在真空管及出水管中进行注浆, 随后截断真空管及降水管, 最终结束抽水工作。
结束语
高层建筑采用桩基逆作法, 基础受力机理相当复杂, 以往的研究仅局限于多层建筑地基强度方面, 这是远远不够的。
根据作者设计、咨询的多幢高层来看, 有大量的理论和技术问题有待深入研究。
基于实际工程的需要, 本文对其工作机理进行了分析, 提出了一套可手算的简化设计方法及相应的施工措施, 并在具体工程中得以初步应用。
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