深基坑盖挖法施工技术运用论文
深基坑盖挖法施工技术运用论文
【摘要】深基坑盖挖法施工技术在我国地下工程建设中得到广泛的应用。在施工设计与技术的应用上实现了现代化发展。对围护结构计算模型、施工工序、盖板体系、节点类型等做了大量研究,取得了丰硕的成果。但是,在深基坑盖挖法施工技术的运用上海存在一定的问题。临时路面体系的重复利用和路面平整度控制问题,盖挖逆作法地下室外墙与楼板连接处节点防水问题,盖挖法施工现场数据采集并分析反馈等信息化控制问题,这些是我国盖挖法进一步研究的方向。
1 盖挖法概述
盖挖法,是指首先施工结构顶板或者临时盖板,然后在结构顶板或临时盖板遮护下进行土方开挖并施工地下结构的一种施工方法。与明挖法相比,盖挖法增加了盖板、盖板梁以及将路面荷载传至地基的中间立柱和立柱桩,施工工艺较为复杂,施工成本有所提高;但是临时盖板的存在可以尽快恢复交通,并减小施工对居民的影响,在城市闹市区、交通流量大的地段施工,盖挖法的社会效益和综合经济效益将远远优于明挖法。目前,盖挖法常用于:城市地铁车站工程、闹市区过街隧道工程、隧道洞口浅埋段施工、城市地下街工程、高层建筑深基坑支护工程、其他工程。下图为盖挖顺筑法施工示意图
2 盖挖法施工技术要点
2.1 盖挖顺作法
2.1.1 围护结构形式的选择
围护结构是盖挖法施工中最直接的挡土结构,围护结构的安全与稳定是盖挖法施工的前提条件。在盖挖顺作法工程实践中形成了多种成熟的围护结构形式,选择合理的围护结构形式是盖挖顺作法的第一个技术关键。围护结构形式的选择主要应考虑工程规模、周边环境和工程水文地质条件。钻孔灌注桩施工设备简单、工艺成熟、工程质量容易保证、造价较低,因此,它在北方地下水位较低的地下工程施工中往往成为围护结构的首选。在地下水位较高的情况下,选择止水性能好的地下连续墙或密排咬合桩作为围护结构,则降、排水施工容易,工程质量有保证。在我国南方,多为饱和软弱土层,刚度大、止水性能好的地下连续墙成为首选方案。
2.1.2 支撑的设置和基坑变形的控制
控制基坑变形,保证临近建筑的安全是基坑工程施工的前提条件,因此,控制基坑变形是盖挖顺作法施工的又一个技术要点。控制基坑变形最主要的措施就是设置多道临时支撑,支撑刚度越大,围护结构内力和变形越小。支撑按材料可分为钢支撑和钢筋混凝土支撑。钢支撑具有假设和拆除速度快、可以通过施加和复加预应力控制基坑变形以及可以重复利用、经济型较好的特点,在工程中得到了广泛的应用;但是钢支撑节点现场施工复杂,施工质量不易控制,可供选择的钢支撑类型较少而且承载能力较为有限,因而其应用范围受到了限制,主要应用在平面呈狭长型的基坑工程如地铁车站、共同沟等市政工程中。钢筋混凝土支撑由于截面承载能力高,现场浇筑可以适应各种形状的基坑工程,几乎在任何需要支撑的基坑工程中都可以应用;
但是钢筋混凝土支撑工程造价高、需要现场浇筑和养护,在工程结束后还需要拆除,因此在经济型和工期方面不及相同条件下的钢支撑。
2.2 盖挖逆作法
2.2.1 地下连续墙和支承立柱施工精度的控制
在盖挖逆作法施工时,地下连续墙在作为基坑围护的临时结构的同时,可以作为地下室结构的主体结构,即“两墙合一”;支承立柱除了在施工阶段临时承受竖向荷载,在施工结束后,可以在支承立柱外面包混凝土后作为地下室结构柱,永久承受上部荷载。当地下连续墙和支承立柱同时作为永久结构的一部分时,其在施工过程中的定位精度和垂直度都必须满足永久结构的要求。盖挖逆作法施工时,应加强对施工人员的技术交底和质量意识,并采取一定的技术措施保证施工质量。地下连续墙成槽机械需装备自动纠偏装置,确保垂直精度达到规定要求;严格控制成槽速度,并保证泥浆液面在规定高度上,防止槽壁失稳;禁止大型机械在槽段边缘频繁走动等。施工完毕后可进行墙底注浆以控制竖向沉降并提高竖向承载力。支承立柱下工程桩施工时,需要采用专门的定位措施或定位机械,必要时应适当扩大桩孔;支承立柱的施工必须采用专门的定位调垂设备对其进行定位和调垂。
2.2.2 结构各部位的连接和节点形成
采用盖挖逆作法施工的地下结构,各层楼板、顶板、底板与边墙和中间柱之间连接的可靠性和合理性是施工过程中需要特别注意的问题。当地下室采用双层墙时,结构形成顺序一般为:顶板→各层楼板→底板→地下室边墙。底板和边墙的连接可以按常规方法施工,底
板钢筋伸入边墙,采用分步浇筑解决。但是边墙施工时,顶板和中间楼板混凝土已达到设计强度要求,后浇筑的边墙顶面与楼板的结合面常常因为边墙混凝土的收缩等原因而出现数毫米宽的裂缝,对结构的强度、耐久性和防水造成不良影响。因此,对顶板(或中间楼板)与边墙的结合面要特别处理:在采用土模法浇筑顶板(或中间楼板)前,在土模边缘墙的设计位置,向下挖出浅槽,以便在顶板(或中间楼板)浇筑时形成加腋,同时按设计要求在槽内向下层土体内插入竖向钢筋,作为顶板(或中间楼板)与边墙的预留连接钢筋。浇筑边墙时,边墙的竖向钢筋要自下而上绑扎,并和顶板(或中间楼板)下伸的预留连接钢筋可靠连接。为便于混凝土的灌入,边墙模板顶部要做成多个向外倾斜排列的簸箕形下料斗。施工时纵向分段浇筑,以保证空气能自由排出、混凝土能充满边墙顶部和顶板(或中间楼板)下延部位之间的空间。为避免混凝土收缩出现裂缝,用于浇筑边墙最上部的混凝土应采用无收缩混凝土或微膨胀混凝土。
2.2.3 不均匀沉降诱发次生内力问题
采用盖挖逆作法施工,施工期间由围护墙和支承立柱共同承担竖向荷载,此时底板尚未形成,围护墙和支承立柱分别承载,会产生不均匀沉降。另外,随着土方开挖的进行,上部卸土会导致坑底土体回弹,从而引起土中的支承立柱桩上浮。在施工过程中,为了减少围护结构的内力和变形、加快施工进度、加快横向临时支撑周转,常常采用沿开挖空间长度方向的“抽条施工”或“倒仓施工”。这种施工方法虽可提高效率,但是各段结构先后形成,会出现因已浇筑的结构未
达到设计强度或尚未形成完整、合理的结构就承受较大荷载而导致各空间段差异沉降而诱发结构次生内力,进而可能导致结构局部开裂等问题。为了控制结构不均匀沉降,防止结构因为不均匀沉降而开裂,施工过程中应加强施工监测。当不均匀沉降较大时,采取相应措施,包括加快或放慢下部土体开挖,局部开挖或采取注浆等,一般要求不均匀沉降控制在 10mm~20mm。
结束语
深基坑盖挖法施工技术在我国地下工程建设中得到广泛的应用。在施工设计与技术的应用上实现了现代化发展。对围护结构计算模型、施工工序、盖板体系、节点类型等做了大量研究,取得了丰硕的成果。但是,在深基坑盖挖法施工技术的运用上海存在一定的问题。临时路面体系的重复利用和路面平整度控制问题,盖挖逆作法地下室外墙与楼板连接处节点防水问题,盖挖法施工现场数据采集并分析反馈等信息化控制问题,这些是我国盖挖法进一步研究的方向。
参考文献
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[2]萧岩,汪波,王光明.盖挖法和盖挖法施工[J].市政技术,2012
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