时间:2023-08-04 16:47:38
导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇主体结构工程的施工方法,它们将为您的写作提供全新的视角,我们衷心期待您的阅读,并希望这些内容能为您提供灵感和参考。
中图分类号:U231.3 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)11-0149-01
1.地铁结构的特点
地铁结构设计特点:百年大计、周边环境复杂、岩土及地下工程具有明显的地域性和多变性、涉及专业多、协调配合多、设计与施工紧密联系。地铁结构的特点决定了地铁结构设计的流程多、设计周期长、反复多,其设计过程始终处于边设计、边施工的状态。对于一般的明挖车站从设计开始到施工结束一般需要2年的时间。
2.工程概况
某地铁4号线二期工程车站主体结构采用二层单柱双跨钢筋混凝土框架结构,防水以自防水为主,辅以全包防水,主体结构尺寸见表1。
3.主体结构施工流程
3.1 主体结构施工分段
分为站前段、站后段和车站主体等五个部分进行施工,主体施工分段进行, 每段长度根据设计情况初步确定为20米左右,共12节段。每节段的施工时间为 25天,考虑到各阶段的搭接施工时间,节段施工按20天计算,南关岭车站主体结构采用“纵向分段、竖向分层”的原则施工,施工分段的原则是施工缝位于两个中间柱跨距的1/4-1/3处,并结合其它因素一并考虑。
3.2 施工前准备工作
一是基坑开挖到设计标高,仔细进行测量、放样及验收,严禁超挖。二是掌握车站结构浇筑和支撑拆除的要求及操作程序,对侧墙、中(顶)板模型支撑系统进行设计、检算、报监理业主审批后,根据施工进度提前安排进料。三是对内部结构施工顺序,施工进度安排,施工方法及技术要求向工班及全体管理人员进行认真交底,做到人人心中有数。四是垫层浇筑前,认真做好接地网等的施工。
4.钢筋施工
4.1 钢筋加工制作
(1)钢筋必须有质保书或试验报告单。(2)钢筋进场时分批抽样物理力学试验。使用中发生异常,要补充化学成份分析试验。(3)钢筋加工的形状、尺寸必须符合设计要求。钢筋的表面保持洁净、无损伤,油渍、漆污和铁锈等在使用前清除干净。不使用带有颗粒状或片状老锈的钢筋。(4)钢筋的弯钩或弯折按国标GB规定执行。
4.2 钢筋焊接
(1)钢筋焊接使用焊条、焊剂的牌号、性能以及接头中使用的钢板和型钢均必须符合设计要求和有关规定。(2)焊接成型时,焊接处封锁水锈、油渍等。焊接后在焊接处无缺口、裂纹及较大的金属焊瘤,用小锤敲击时,应发出与钢筋同样的清脆声。钢筋端部的扭曲、弯折必须校直或切除。(3)钢筋焊接的接头形式、焊接工艺和质量验收,按国家现行标准《钢筋焊接及验收规程》的有关规定。(4)轴心受拉和小偏心受拉杆件中的钢筋接头,均采用焊接。普通砼中直径大于 22mm 的钢筋和轻骨料砼中直径大于20mm的I级钢筋及直径大于25mm的Ⅱ、Ⅲ级钢筋的接头,均采用焊接。
5.模板施工
5.1 模板及支架体系的选择
车站主体为二层框架结构,脚手架采用φ48×3.5 钢管扣件式金属脚手架系统。结构板采用组合钢模板,侧墙采用大块模板,结构板的掖角采用特制钢模板。
5.2 侧墙模板施工
侧墙采用 槽钢支承,φ48钢管斜撑与满堂脚手架结构固定的方法。施工方法:(1)在底板或中板上预埋 φ25、50cm长钢筋,其间距为 1000mm,分3排设置,与侧墙边的距离分别为1.5m、3.0m、4.5m。(2)按顺序先安装钢模板,然后竖向安设10cm×10cm长方木(方木间距为 50cm),再装纵向槽钢(,最后装φ48斜撑钢管。
5.3 模板施工技术要求
(1)模板必须支撑牢固、稳定、无松动、跑模、超标准的变形下沉等现象。对超重、大体积砼施工时模板支撑刚度须进行施工设计计算,并经监理验算。(2)模板拼缝平整严密,并采取措施填缝,保证不漏浆,模内必须干净。模板安装后及时报验及浇砼。(3)模板安装前,必须经过正确放样,检查无误后才立模安装。(4)中、顶板结构支立支架后铺设模板,并考虑预留沉降量。当跨度大于 4m 时,模板起拱,起拱高度为跨度的3%以确保净空和限界要求。侧墙模板采用大模板,模板拼缝处内贴止水胶带或玻璃胶,防止漏浆。
5.4 混凝土浇筑
要选择合适的混凝土浇筑方案,可以使用C30P8 防水商品混凝土,并将其运送在靠近工作面处,使用混凝土输送泵来进行混凝土的灌注。平均2-4台地泵,负责一个工作面。可以使用耐高压橡胶管作为工作面泵管端头的活动端,便于对其进行调节。在灌注时未使用插入式捣固器进行振捣,捣固器的直径约为32毫米。使用8米长的捣固器振捣侧墙。可以使用阶梯式分层浇筑法进行混凝土浇筑,对于侧墙则是用分层浇注的方法,将每层的高度控制在50-70厘米之内,保混凝土面上升的均匀性。要使用防水混凝土来进行地铁车站主体结构的浇筑,保障其抗渗标号和抗压强度、抗裂性能。在混凝土浇筑的过程中,首先要注意对其自由起落的高度进行有效的控制,避免出现混凝土离析。用振捣器振捣混凝土,保障 30 秒的振捣时间。从低处向高处分层灌注,尽量减少间隙时间。要事先制定钢筋密集处、预留孔洞图和结构预埋件的位置,进行加强振捣。
总结:地铁车站主体结构工程的施工质量关系着地铁行车的稳定性,必须要抓好每一个施工环节的质量,保障地铁车站主体结构的整体施工质量。
参考文献
近几年来我国施工领域高层建筑迅速发展,而一般高层建筑外饰面施工,多沿用多层建筑的施工顺序,即等主体结构施工完毕,再从上至下一次进行外墙面砖和门窗施工。这种施工顺序有利于项目管理,并能保证施工质量。但在高层建筑中,主体结构施工周期较长,若外立面按照从上至下一次施工,会延长工期,以至于失去有利的施工季节[1]。为加快工程进度,充分利用时间和空间,避免冬季外饰面施工,拟在入冬前,对未来方舟H3组团项目外墙饰面施工采取分段施工方法。通过项目部领导班子研究决定,并编制专项施工方案,落实措施,较好地解决饰面接茬、墙面污染、上部结构施工渗水、安全生产等问题,不仅缩短了工期,保证了质量,而且外架、塔机、施工电梯提前拆除,大大减少了塔机、施工电梯、钢管扣件等租赁费用。
1工程概况
贵阳中天•未来方舟H3组团总建筑面积约7.06万m2,其中地下3层,地上32层的高层基础均为桩基础(人工挖孔桩)和独立基础,结构形式为框架剪力墙结构。填充墙为加气混凝土砌块配套水泥标砖,外墙为全外墙面砖(图1)。本工程于2014年8月全面开工,计划于2015年12月竣工,总工期约480天。
2分段方法
结合本工程塔楼结构、工期、门窗、机电进场时间、验收等实际情况,经项目部领导班子研究决定,将三栋塔楼的外墙面砖施工分为两个施工阶段,主体出地下室后立即插入二次结构施工,主体结构施工到5层时二次结构插入施工,当主体结构施工至21层时,18层以下二次结构应施工完毕。由于本工程型钢悬挑脚手架,为保证分段的合理性与安全性,拟在18层分段施工,1~18层为第一施工段,18层以上为第二施工段。当主体结构施工到18层时,就着手外墙砖施工准备,待18层型钢悬挑层模板封闭并做完防水施工后,主体结构约施工至21层,此时开始从18层往下进行外墙面砖施工,在这里时期,主体继续往上施工,室内内墙抹灰,地下室机电陆续穿入,随后18层以下精装修插入。各专业穿插施工示意图如图2所示。此施工方法改变了过去主体施工完毕后再做外墙面砖的传统做法。当主体结构封顶后,又进行第二阶段的从上往下外墙面砖施工,第二阶段外墙面砖施工完毕后立即拆除剩余的型钢悬挑外架。随后18层以上精装修从上至下插入施工。
3主要施工措施
3.1外架
本工程3栋塔楼均采用型钢悬挑双排钢管脚手架,每隔八层悬挑一次,分四次悬挑到顶,即第2层、第10层、第18层、第26层为悬挑层(图3)。其为满足主体结构施工和外墙面砖施工。当18层以下外墙面砖施工完毕后,立即拆除18层以下悬挑外架。当18层以上结构和外墙面砖施工完毕后,外架从上往下拆除至18层,18层的悬挑工字钢采用塔机配合高空拆除,工字钢洞口修补采用吊篮处理[2]。
3.2分段层防护处理
1)外脚手架止水防水为防止第一施工段和第二施工段交叉作业时,防止施工污水对第一施工段外墙面砖的污染,并确保第一施工阶段外墙面砖施工人员安全,在18层悬挑工字钢上铺设硬防护模板,在模板上用1∶3水泥砂浆,向主体室内5%找坡,最薄处不小于20mm(图4)。将外架上的施工污水引致室内,并组织将污水排至卫生间排水管处。2)井道及预留洞口止水为防止施工用水影响下部外墙面砖及精装修施工,在18结构板做井道、预留洞口的止水处理。根据设计图纸,18层所有预留洞口、水、电井需做止水处理。做法:施工前将楼板浮浆及浮尘清理干净,洞口周边砌筑高200mm、厚100mm实心砖挡水墙,面批水泥砂浆,上加厚100mm混凝土盖板,混凝土盖板与洞口接缝做油膏塞缝或使用防水砂浆。所有管井、电梯井内设置临时排水装置。并组织排向卫生间排水管处,再排至地面集水井。
4经济效益
本工程采用2台TC6013塔机和3台施工升降机配合施工,采用同样施工速度,若按照传统的施工流程,即主体结构则最早在2015年11月1日完成各分部分项工程,通过分段施工,于2015年10月1日已完成了所有分项工程,同时外架拆除完毕,缩短工期约1个月,18层以下外架提前2个月拆除,塔机、施工电梯提前1个月拆除,共节约费用26万余元。
5结语
根据工程特点,贵阳未来方舟H3组团项目工程成功应用了外立面分段施工方法,在18层(悬挑层)全封闭模板围挡,模板上采用1:3水泥砂浆5%向内找坡,封堵结构板井道及预留洞口,组织排水至卫生间并统一排到室外。在悬挑层形成了一道有效的安全防护棚和止水防水层,为外立面分段施工提供了可靠的条件。在施工过程中严格按照规范要求实施,符合相关安全质量验收要求。在保证安全和质量的情况,该施工方法省时、省钱,缩短了工期创造了经济效益,为交房提供了有力保障,赢得到了各参建单位好评。该施工方法快捷便利、安全可靠、工期短、创造价值,在高层建筑外墙面施工中具有良好的前景,为我们后续施工的H6组团乃至其他类似项目的外立面施工提供了有力的技术保障。
[参考文献]
一、项目施工中的价值工程应用模式
施工阶段功能的内涵为:功能、使用阶段的实现程度;工程安全、可靠性;自然及社会环境的协调适应性;工程造价的控制状态:施工进度的时间性。这些功能属性都应在施工合同及有关法律、法规约束的范围内实现。
在项目施工中应用价值工程的基本思路是在保证施工质量达到设计要求功能的前提下,通过降低成本和缩短施工期限来实现达到提高价值的目的。施工过程使合同要求和设计方案得以实现,最终形成工程实体(实现设计功能,形成工程预算成本过程)。在项目施工时,对工程结构、施工条件等进行分析的同时,还要对项目建设的施工方案及其功能进行分解,以确定实现施工方案及其功能的最低成本计划(施工预算)。
(一)项目施工阶段中的价值工程模型
V=F/C
式中V―项目施工阶段的价值;
F―设计要求的建筑工程的功能和质量;
C―建筑工程的施工成本。
(1)功能要素:①结构牢靠;②造型美观;③平整光洁;④隔热防水。
(2)成本要素:人工费、材料费、机械使用费、施工管理费、利润及其他费用等构成项目施工总成本即建筑工程成本。
(二)项目施工阶段中的价值工程应用步骤
1.施工过程中价值工程对象的选择
2.施工阶段资料收集
3.施工阶段功能分析
4.施工阶段功能评价
5.方案创新和评价
6.实施与验收
二、价值工程在工程项目模板体系选用中的实践
1.工程相关建筑指标
本项目的最主要的商业建筑,为现浇钢筋混凝土框架结构,主楼高6层,建筑总高度24m,长105m,宽88m,建筑面积18100 m2。该工程地质条件复杂,实物工程量多,结构复杂,工期紧,质量目标为“省优工程”,计划总投资2200万元。
根据工程项目施工特点,为保证施工质量,按期完成施工任务,承担施土任务的项目部技术管理人员决定打破传统施工方法,为实现合同目标,既要在工期上求快,又要在质量上求好,同时还要有良好的经济效益。因而决定从施工组织设计、生产工艺等因素中,选择价值活动对象,在编制实施性施工组织设计中开展了价值工程活动。
2.操作方法
2.1对象选择
首先对工程情况进行了具体分析。该工程主体由二部分组成:桩基础、地表至21 m为框架结构。对这两部分主体工程分别就施工时间、实物工程量、施工机具占用、施工难度和人工占用等指标进行了测算,结果表明主体结构工程在各项指标中占首位。
能否如期完成施工任务的关键,在于能否正确处理主体结构工程所面临的问题,能否选择符合本项目技术经济条件的施工方法。总之,主体结构工程是整个工程的主要矛盾,必须全力解决。所以,工程技术人员决定以主体结构工程为研究对象,应用价值工程优化主体工程施工组织设计。
2.2功能分析
对主体结构工程进行功能分析时,.第一步工作是进行功能定义。主体结构的基本功能是提供业主阅览、健身、茶座及工作人员办公的空间,其辅助功能主要为方便使用和外形美观。
功能分析的第二步工作是进行功能整理,在主体结构工程功能定义的基础上,根据主体结构工程的内在逻辑关系,采取剔除、合并、简化等措施对功能定义进行整理,绘制出主体结构工程功能系统图,见图5-l。
2.3功能评价和方案创造
根据功能系统图可以明显看出,施工对象是混凝土主体结构。在施工阶段应用价值工程不同于设计阶段应用价值工程,重点不在于考虑如何实现业主阅览、健身、茶座及工作人员办公等这些功能,而在于考虑怎样实现设计人员己设计出的符合该工程的功能。这就是说,采用什么样的施工方法和技术组织措施来保质保量地浇灌混凝土主体结构,是应用价值工程编制施工组织设计所要研究的中心课题。要使主体工程质量好、工期快,模板工程是关键,因为在现浇钢筋混凝土结构时用模板工程约占混凝土工程的总造价的30%,总用工量的50%,因此,采用先进的模板技术,对于提高工程质量、加快施工速度、提高劳动生产率、降低工程成本和文明施工,都具有十分重要的意义。
2.4施工方案评价
对施工方案评价的目的,是发挥优势,克服和消除劣势,做出正确的选择。不论采用那一种模板,必须符合以下规定:
(1)、保证工程结构各部门形状尺寸和相互正确的位置。
(2)、具有足够的强度、刚度和稳定性,能可靠地承受新浇混凝土的重量和侧压力,以及在施工过程中产生的荷载。
(3)、构造简单,拆装方便,并便于钢筋的绑扎和安装,符合混凝土的浇筑及养护等工艺要求。
(4)、接缝应严密,不得漏浆。
(5)、对于本工程项目而言,由于要创“市优良工程“,所以对模板工程的质量控制更加重视,模板的质量将直接决定混凝土工程的外观效果,控制目标是实现“无剔凿砼”。
考虑到该工程是佳乐花园建设项目的一个重点,各个方案对资金的需求都很大,加之路途较远,周转料、设备等靠调运等手段有一定的困难,因此,如何最大限度地用较小的资金完成同样的事情是首先要考虑的问题。
计算结果表明:自购竹胶合板、木模板对于保证质量和获得利润方面较为有利,因此应舍弃外租用钢模板方案,选用自购竹胶合板、木模板方案。
为了进一步证明上述评价的准确,经营核算人员又通过计算各方案的预算成本和确定主体结构工程的目标成本,进而确定各方案的价值指数,以价值指数高低为判别标准来选择最佳施工方案。
通过计算,目标成本为42万元,各方案的预算成本及价值指数计算如下表1。
计算结果表明,自购新钢模板需要约200余万元的资金投入;其次是自购竹胶合模板方案,购买的资金投入约为60万元,施工完可继续周转使用;再次是采购木模板方案,需用资金约45万元,但施工完基本报废。所以,在资金较为紧张的情况下,在施工组织设计中还是选用竹模板体系为上佳方案。
参考文献:
1.郑连庆. 建筑工程经济与管理. 广州:华南理工大学出版社,2004
2.果雨苍. 生产现场的成本控制. 现场管理,2002,6
伴随着我国社会主义经济建设的迅猛发展与综合国力的增强,城市的规模也不断的增大,城市人口流量还在增加、再加上机动车辆呈现逐年上涨的趋势,交通状况不断恶化。为了改善交通环境,采取了各种措施,其中兴建地下铁道得到了普遍的认可,如最近几年在北京、广州、深圳等城市便兴建了大量的地下铁道。由于在城市中修建地下铁道,其施工方法受到地面建筑物、道路、城市交通、水文地质、环境保护、施工机具以及资金条件等因素的影响较大,因此各自所采用的施工方法也不尽相同。下面将就城市地下铁道施工方法分别加以介绍。施工方法的选择应根据工程的性质、规模、地质和水文条件、以及地面和地下障碍物、施丁设备、环保和工期要求等因素,经全面的技术经济比较后确定。
1明挖法
明挖法是指挖开地面,由上向下开挖土石方至设计标高后,自基底由下向上顺作施工,完成隧道主体结构,最后回填基坑或恢复地面的施工方法。
明挖法是各国地下铁道施工的首选方法,在地面交通和环境允许的地方通常采用明挖法施工。浅埋地铁车站和区间隧道经常采用明挖法,明挖法施工属于深基坑工程技术。由于地铁工程一般位于建筑物密集的城区,因此深基坑工程的主要技术难点在于对基坑周围原状十的保护,防止地表沉降,减少对既有建筑物的影响。明挖法的优点是施工技术简单、快速、经济,常被作为首选方案。但其缺点也是明显的,如阻断交通时间较长,噪声与震动等对环境的影响。
明挖法施工程序一般可以分为4大步:维护结构施工内部土方开挖工程结构施工管线恢复及覆土,如图1。
上海地铁M8线黄兴路地铁车站位于上海市控江路、靖宇路交叉口东侧的控江路中心线下。该车站为地下2层岛式车站,长166.6 m,标准段宽17.2 m,南、北端头井宽21.4 m。标准段为单柱双跨钢筋混凝土结构,端头井部分为双柱双跨结构,共有2个风井及3个出人口。车站主体采用地下连续墙作为基坑的维护结构,地下连续墙在标准段深26.8m.墙体厚0.6m。车站出人口、风井采用SMW桩作为基坑的维护结构。
2盖挖法
盖挖法是由地面向下开挖至一定深度后,将顶部封闭,其余的下部工程在封闭的顶盖下进行施工.主体结构可以顺作,也可以逆作。
在城市繁忙地带修建地铁车站时,往往占用道路,影响交通当地铁车站设在主干道上,而交通不能中断,且需要确保一定交通流量要求时,可选用盖挖法。
2.1盖挖顺作法
盖挖顺作法是在地表作业完成挡土结构后,以定型的预制标准覆萧结构(包括纵、横梁和路面板)置于挡土结构上维持交通,往下反复进行开挖和加设横撑,直至设计标高。依序由下而上,施工主体结构和防水措施,回填土并恢复管线路或埋设新的管线路。最后,视需要拆除挡上结构外露部分并恢复道路。施工顺序如图2。
在道路交通不能长期中断的情况下修建车站主体时,可考虑采用盖挖顺作法。
工程实例:深圳地铁一期工程华强路站位于深圳市最繁华的深南中路与华强路交叉口西侧,深南中路行车道下。该地区市政道路密集,车流量大,最高车流量达3865辆/h。车站主体为单柱双层双跨结构,车站全长224.3 m,标准断面宽18.9 m,基坑深约18.9 m,西端盾构并处宽22.5 m,基坑深约18.7 m。南侧绿地内东西端各布置一个风道。主体结构施工工期为2年,其中围护结构及临时路面施工期为7个月.为保证深南中路在地铁站施工期间的正常行车,该路段主体结构施工采用盖挖顺作法施工方案。
2.2盖挖逆作法
盖挖逆作法是先在地表面向下做基坑的维护结构和中间桩柱,和盖挖顺作法一样,基坑维护结构多采用地下连续墙或帷幕桩,中间支撑多利用主体结构本身的中间立柱以降低工程造价。随后即可开挖表层土体至主体结构顶板地面标高,利用未开挖的土体作为土模浇筑顶板。顶板可以作为一道强有力的横撑,以防止维护结构向基坑内变形,待回填土后将道路复原,恢复交通。以后的工作都是在顶板覆盖下进行,即自上而下逐层开挖并建造主体结构直至底板,如图3。
如果开挖面积较大、覆土较浅、周围沿线建筑物过于靠近,为尽量防止因开挖基坑而引起临近建筑物的沉陷,或需及早恢复路面交通,但又缺乏定型覆盖结构,常采用盖挖逆作法施工。
工程实例:南京地铁南北线一期工程的区间隧道在地质条件和周围环境允许的情况下,以造价、工期、安全为目标,经过分析、比较,选择了全线区间施工方法。其中,三山街站,位于秦淮河古河道部位,位于粉土、粉细砂、淤泥质粘土土层中。因为是第1个车站,又位于十字路口,因此采用地下连续墙作围护结构.除人口结构采用顺作法外,其余均为盖挖逆作法。
2.3盖挖半逆作法
盖挖半逆作法与逆作法的区别仅在于顶板完成及恢复路面后,向下挖土至设计标高后先浇筑底板,再依次向上逐层浇筑侧墙、楼板。在半逆作法施工中,一般都必须设置横撑并施加预应力,如图4。
3暗挖法
暗挖法是在特定条件下,不挖开地面,全部在地下进行开挖和修筑衬砌结构的隧道施工力一法。暗挖法主要包括:钻爆法、盾构法、掘进机法、浅埋暗挖法、顶管法、沉管法等。其中尤以浅埋暗挖法和盾构法应用较为广泛,因此,本文着重介绍这两种方法。
转贴于 3.1浅埋暗挖法(浅埋矿山法)
浅埋暗挖法即松散地层的新奥法施工,新奥法是充分利用围岩的自承能力和开挖面的空间约束作用,采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段,对围岩进行加固,约束围岩的松弛和变形,并通过对围岩和支护的量测、监控,指导地下工程的设计施工。浅埋暗挖法是针对埋置深度较浅、松散不稳定的上层和软弱破碎岩层施工而提出来的,如深圳地铁区间隧道大部分采用了浅埋暗挖法施工。
浅埋暗挖法的施工技术特点:围岩变形波及地表;要求刚性支护或地层改良;通过试验段来指导设计和施工。
浅埋暗挖法施工隧道时,应根据工程特点、围岩情况、环境要求以及施工单位的自身条件等,选择适宜的开挖方法及掘进方式。施工中区间隧道常用的开挖方法是台阶法、CRD工法、眼镜工法等;城市地铁车站、地下停车场等多跨隧道多采用柱洞法测洞法或中洞法等工法施工。
地下铁道是在城市区域内施工,对地表沉降的控制要求比较严格,所以更要强调地层的预支护和预加固,所采用的施工方法有超前小导管预注浆、开挖面深孔注浆、管棚超前支护。浅埋暗挖法的施工工艺可以概括为“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”18个字,其工艺流程见图5。
工程实例:北京地铁东单车站东南风道与车站主体结构正交,北侧在长安街下,中部及南侧穿过居民区,风道全长43.4 m。采用浅埋暗挖洞桩法施工,在基本维持环境原状条件的情况下从地面居民生活区和人防设施下面顺利通过。
3.2盾构法修建地铁随道
盾构法施工是以盾构这种施工机械在地面以下暗挖隧道的一种施工方法。盾构(shield )是一个既可以支承地层压力又可以在地层中推进的活动钢筒结构。钢筒的前端设置有支撑和开挖土体的装置,钢筒的中段安装有顶进所需的千斤顶;钢筒的尾部可以拼装预制或现浇隧道衬砌环。盾构每推进一环距离,就在盾尾支护下拼装(或现浇)一环衬砌,并向衬砌环外围的空隙中压注水泥砂浆,以防止隧道及地面下沉。盾构推进的反力由衬砌环承担。盾构施工前应先修建一竖井,在竖井内安装盾构,盾构开挖出的土体由竖井通道送出地面。盾构法施工工艺见下图6所示。
按盾构断面形状不同可将其分为:圆形、拱形、矩形、马蹄形4种。圆形因其抵抗地层中的土压力和水压力较好,衬砌拼装简便,可采用通用构件,易于更换,因而应用较为广泛;按开挖方式不同可将盾构分为:手工挖掘式、半机械挖掘式和机械挖掘式3种;按盾构前部构造不同可将盾构分为:敞胸式和闭胸式2种;按排除地下水与稳定开挖面的方式不同可将盾构分为:人工井点降水、泥水加压、土压平衡式,局部气压盾构,全气压盾构等。
盾构法的主要优点:除竖井施工外,施工作业均在地下进行,既不影响地面交通,又可减少对附近居民的噪声和振动影响;盾构推进、出土、拼装衬砌等主要工序循环进行,施T易于管理,施工人员也比较少;土方量少;穿越河道时不影响航运;施工不受风雨等气候条件的影响;在地质条件差、地下水位高的地方建设埋深较大的隧道,盾构法有较高的技术经济优越性。
工程实例:北京地铁五号线即采用了盾构法施工地铁五号线是一条贯穿北京市中心的南北向地下交通大动脉。南起丰台区宋家庄,向北经蒲黄榆、祟文门、东单、东四、雍和宫止于昌平区太平庄北站,全长27.7 km。由于该路段地上大型建筑物密集,交通流量大,地下管网复杂,为减少对城市经济和市民生活的影响,经专家论证,决定在雍和宫至北新桥约700 m长的试验段率先采用盾构施工方法。该盾构为大直径土压平衡盾构机。
4沉管法
沉管法是将隧道管段分段预制,分段两端设临时止水头部,然后浮运至隧道轴线处,沉放在预先挖好的地槽内,完成管段间的水下连接,移去临时止水头部,回填基槽保护沉管,铺设隧道内部设施,从而形成一个完整的水下通道。
沉管隧道对地基要求较低,特别适用于软土地基、河床或海岸较浅,易于水上疏浚设施进行基槽开外的工程特点。由于其埋深小,包括连接段在内的隧道线路总长较采用暗挖法和盾构法修建的隧道明显缩短。沉管断面形状可圆可方,选择灵活。基槽开挖、管段预制、浮运沉放和内部铺装等各工序可平行作业,彼此干扰相对较少,并且管段预制质量容易控制。基于上述的优点,在大江、大河等宽阔水域下构筑隧道,沉管法称为最经济的水下穿越方案。
按照管身材料,沉管隧道可分为2类:钢壳沉管隧道(有可分为单层钢壳隧道和双层钢壳隧道)和钢筋馄凝土沉管隧道。钢壳沉管隧道在北美采用的较多,而钢筋混凝土沉管隧道则在欧亚采用较多。
沉管隧道施工主要工序:管节预制基槽开挖管段浮运和沉放对接作业内部装饰。
上程实例:广一州珠江隧道是我国第一条公路与地铁合用的越江隧道,公路隧道全长1 238.5 m。河中段隧道埋置在河床下.不影响水面通航,河中沉管段全长457 m。该沉管为多孔矩形钢筋混凝土结构,其中包括两个双车道机动车孔、一个地铁孔、一个电缆管廊。沉管断面为典型矩形断面,外形尺寸为33 mx7.956 m(宽x高),底板厚1.2 m、顶板厚1.0 m,两外侧墙分别为0.7 m和0.55 m、最长管节的混凝土量达12 000砰。管段的基底坐落在河床的风化花岗岩层上。开槽时采用了炸礁施工。基础处理采用灌砂法。
5混合法
可以根据地铁隧道的实际情况,在地铁隧道的施工过程中采用以上2种或2种以上的方法同时使用,称其为混合法。
工程实例:北京地铁东四站位于朝阳门内大街与东四南大街交叉日上,处于繁华的市中心,有多路公交车经过。车站主体顺东四南大街,呈南北走向,东四南大街规划道路红线宽70 m,现状路宽为22 m,朝内大街已改造完,道路红线宽60 m,两方向客流均衡,交通十分繁忙;且远期六号线顺朝内大街,呈东西走向,在此站换乘。本车站两端为明挖段,结构形式为3层三跨框架结构;中间为暗挖段,结构形式为单层三拱两柱结构。车站总长度197 m,暗挖段长为96.80 m,明挖段长为100. 20m。
6结束语
随着我国地下铁道建设事业的发展,原有的施工技术不断地发展与提高的同时,新的施工方法也被应用到施工当中,施工技术水平得到不断提升,其中有些施工技术已经达到世界先进水平。另外,由于城市交通流量的增加导致城市道路已拥挤不堪,加上城市环境的要求越来越严格,城市内封路施工已不现实了。因此,暗挖技术,如盾构法、浅埋暗挖法将是今后研究和实践的主攻方向。
参考文献
1赵京.地铁区间施工方法及造价分析.铁路工程造价管理,2004
2朱小龙,张庆贺,朱斌.南京地下铁道施工方法的选择.施工技术,2002
0前 言
引言随着各大城市地下空间开发利用的发展,超高层建筑的深基坑面积越来越大,深度深,周边环境要求高的工程越来越多。因此,如何在保证基坑工程安全和合理满足周边环境保护要求的前提下,尽可能降低基坑临时支护结构的工程量并尽可能方便工程施工加快施工进度,成为目前深基坑工程设计的主要研究方向之一。多年的基坑工程经验表明,采用地下主体结构与支护结构相结合的基坑支护工程设计并采用逆作法施工的方案,对保证基坑的安全,保护周边环境和降低工程造价,节约资源,缩短工期都是有利的。而对带有裙房的超高层建筑基坑工程则大多采用地下主体结构与支护结构相结合的基坑支护工程设计,采用一顺一逆的施工方案,即主楼采用顺作法施工,裙房采用逆作法施工。文结合发展大厦开发建设探讨超高层建筑地下主体结构与支护结构相结合的设计研究与工程应用,并介绍发展大厦超高层建筑深基坑不同于上述一顺一逆的施工方法,而是采用主楼半顺作半逆作,裙房逆作的施工方法,即主楼核心筒体采用顺作法施工,主楼其余部分采用逆作法施工,裙房采用逆作法施工方法。
1 工程概况
某发展大厦,主楼建筑总高度为239 m,地下3 层,地上46 层;裙房4 层。主楼采用框架―核心筒结构体系,地下一层及二层结构梁板采用钢筋混凝土结构,一层采用钢骨混凝土梁及钢筋混凝土楼板,主楼桩基采用桩端后注浆钻孔灌注桩,桩基承台采用厚板式承台,主楼底板厚度为3.5 m。裙房底板2.0 m。基坑开挖深度:主楼17.35 m,裙房15.85 m。由于基地地处陆家嘴金融中心,周边高层建筑、地下管线众多,环境保护要求高。
2 工程地质条件
本工程场地地势较平坦,场地表层填土分布广,厚度大。杂填土遍布,基坑东边界地段和南边界的杂填土和素填土,厚度达3.0 m。本工程场地存在②-1,②-3 层粘质粉土,土质不均,粉性砂性重,渗透性强。本场地埋深约37 m 下存在第7 层为承压含水层,该地区已有工程的长期水位观测资料,该层承压水水位呈年周期性变化,水位埋深的变化幅度一般在3~11 m。岩土工程勘察报告提供场地的工程地质条件及基坑围护设计参数如表1 所示。
表1 土层物理力学性质综合成果表
3 支护结构设计总体方案
本基坑支护设计方案阶段进行多方案的技术经济分析比较,主要有两种:一是采用设置临时基坑支护结构的设计方案,顺作法施工,采用钻孔灌注桩结合外侧SMW 工法水泥土搅拌桩止水帷幕作为临时围护结构,坑内设置三道临时钢筋混凝土支撑,支撑采用对撑及角撑布置,并结合坑内地基加固的设计方案;二是采用超高层建筑地下主体结构与支护结构相结合的深基坑设计方案,逆作法施工,采用地下连续墙作为围护结构,利用地下主体结构的梁板作为支护结构的水平支撑,利用结构柱和桩承受施工期间的竖向荷载,原则上采用一柱一桩钢立柱型式,并结合坑内地基加固的设计方案。经综合研究分析,最后确定采用超高层建筑地下主体与支护结构相结合的深基坑设计方案,地下各层梁板结构采用由上而下的逆作法施工
方式。施工阶段为方便土方工程施工,加快施工速度,方便主体结构施工,保证主体结构的工程质量,核心筒体采用顺作法施工方案,因而可以利用核心筒部位以及车道部位作为逆作法施工的出土口,便于土方工程施工,这种施工方法较为文明,节约材料,且基坑围护结构变形较小且经济效益十分显著。地下连续墙厚度为1.0 m,主楼和裙房区域地墙槽段有效长度分别为34.0 m 和30.35 m,主楼区域墙底进入⑥暗绿色粉质粘土层约为2 m,裙房区域墙底进入⑤1b 粉质粘土层。鉴于地质条件的特殊性,对地下连续墙两侧采用水泥土搅拌桩进行槽壁加固。
4 水平支撑设计和计算分析
利用地下主体结构的梁板作为基坑开挖阶段的水平支撑,其支撑刚度大,对水平变形的控制极为有效,同时也避免了临时支撑拆除过程中围护墙的二次受力和二次变形对环境造成的进一步影响,最大的优势在于避免了大量临时支撑的设置和拆除,对于资源的节省和环境的保护意义重大。本工程利用地下主体结构共设置四道水平支撑,其中地下室顶板、地下一层梁
板、地下二层梁板分别为第-、二、三道水平支撑,其中第四道支撑为设置在底板。在逆作法施工过程中,利用主体结构梁板作为开挖阶段时的水平支撑必然承受较大的水平力,这种在水平力作用下梁板结构的受力分析在必须考虑梁板结构的相互作用,由于基坑四周与围檩长度方向正交的水平荷载为不均匀分布,支承刚度在平面内分布也不均匀,为避免模型整体平移或者转动,必须设置必要的边界条件限制其平面内的刚体运动。通常可采用三种计算边界条件,一是在局部设置固定支座,二是法向弹簧支座边界,法向弹簧边界是一种工程经验方法,也是空间杆系模型分析时经常采用的边界条件;三是切向弹簧边界,切向弹簧边界的弹簧刚度系数按照地墙与土体之间的摩擦阻力的刚度确定,采用功能强大的有限元分析软件ANSYS分析水平荷载较大的地下一层梁板不同的边界条件下梁板结构的内力和变形特性,图2 给出切向弹簧边界下地下一层梁板支撑内力和变形特性。
由于本工程主楼和裙房底板厚度相差2 m,如何利用底板厚度差异在地下室底板内部设置第四道钢筋混凝土支撑,减小最后一道支撑与坑底的间距,对本工程安全和降低施工难度是非常重要的,本道支撑设置分析比较了三种不同方案,如图3 所示,方案一是设置在主楼和裙房整个底板范围内设置第四道混凝土支撑,支撑范围大,给整个地下室底板钢筋和混凝土施工带来很大的施工难度;方案二是部分利用裙房区域的底板主要在主楼底板范围内设置第四道混凝土支撑,该方案使得裙房底板与主楼底板必须分两次浇筑,土方工程和钢筋混凝土工程必须分次进行,土方开挖机械需要二次进场,施工工期较长,且主楼区域与裙房底板变板厚区域钢筋施工难度较大,支撑范围也较大;方案三是利用裙房区域的底板垫层与主楼底板范围内临时混凝土支撑相结合作为第四道混凝土支撑,充分发挥混凝土垫层的作用,且支撑范围较小,并使得整个地下室底板土方施工、钢筋施工和混凝土施工都可以连续施工,有利于施工合理安排,与方案二相比,本方案工期缩短约一个月,考虑地下室底板垫层与支撑协同作用的第四道混凝土支撑有限元内力和变形分析结果见图4,第四道支撑斜撑轴力最大计算值约为6000 kN,实测最大轴力为5493 kN,二者接近。
5 竖向支撑设计
基坑逆作施工阶段的竖向支撑采用一柱一桩形式,立柱分为两种:一种是利用主体结构钢骨混凝土柱中的型钢钢骨作为施工阶段钢立柱,由于本工程为超高层建筑主体结构柱中的地下部分钢骨单根重量约30 t,重量大,利用型钢钢骨作为型钢立柱必须考虑两个问题,一是钢骨的支柱桩的混凝土如何浇筑,二是型钢钢骨按照钢结构安装要求需要达到1/1000 的垂直度控制要求。经研究分析,采用图5 所示的型钢钢骨混凝土柱,利用设置在内部的圆钢管作为立柱桩混凝土浇筑通道,通过设置在外部T 型柱来合理满足结构柱轴压比的控制要求。在安装阶段,通过研制专用的校正装置和高精度的监测仪器,各方面高度重视,实践表明基本满足了设计要求。另外一种是逆作法施工需要新增的型钢格构柱,截面为500×500。永久框架柱正常使用期间外包混凝土,永久框架柱位置的立柱桩均利用主体的柱下工程桩,局部位置考虑新增立柱桩作为逆作施工阶段的竖向支承。
6 信息化施工和主要监测结果
在逆作法施工过程中充分重视过程控制的信息化施工,根据监测结果及时调整施工工况,保证逆作法施工的正常进行。本工程地下部分总的土方工程约为9 万m3,总工期约为6 个月,工期较短。本工程监测内容较为详尽,地下管线累计最大沉降量2.5 cm,平均沉降量为1.9 cm,地下管线水平位移最大为2.5 cm,平均位移为1.8 cm。主楼区域坑外土体最大水平位移为3 cm,顶板作为施工栈桥区域立柱沉降约为3.0 cm,其它区域立柱沉降约为2.5 cm,水平楼板结构的相关节点处受力情况良好,未出现开裂等由于结构次应力造成的影响等问题,较好地达到了设计的预期指标。基坑的水平变形基本控制在设计值范围内。从防水情况看,同时作为挡土结构和止水帷幕的地下连续墙较好地达到了整个基坑的防渗和止水的目的,渗漏点极少,达到了设计目的。图6 主楼区域一测点地下连续墙水平位移监测结果和计算结果,可以看出实测地下墙的变形略大于计算结果,且B2 层梁板以上实测墙体变形要远大于计算结果,而坑底以下的实测变形要小于计算结果,从实测结果可以看出利用地下主体结构的梁板作为基坑开挖阶段的水平支撑,支撑刚度大,梁板部位地下连续墙的变形明显较小,地下连续墙变位与楼板支撑位置密切相关。
关键词:地下;建(构)筑物;道路;施工方法
Key words :underground; building;road;construction methods
中图分类号:U41文献标识码: A 文章编号:
地下建(构)筑物的 施工方法对地下建(构)筑物的工程造价和工期均有很大影响。施工方法的选择主要依据场区工程地质和水文地质条件、环境条件、建(构)筑物的埋置深度及其适用条件等诸多因素而确定。
传统的地下建(构)筑物穿越道路时施工方法主要有三种:
1.明挖法。一般适用于地面有条件敞口开挖、且有足够施工场地的情况,如地下建(构)筑物设在现状道路范围外;或地下建(构)筑物设在现状道路下,但施工允许暂时中断交通或结合地面拆迁及道路拓宽,使地面交通流得以疏散时,就可以采用明挖法施工。明挖法具有施工简单、快捷、经济、安全的优点,其缺点是对周围环境的影响较大。明挖法施工一般可以分为四大步:维护结构施工内部土方开挖工程结构施工管线恢复及覆土。
2.盖挖法。分为盖挖顺作法和盖挖逆作法。
盖挖顺作法:先施工维护结构,施作临时路面(临时路面体系采用军用梁上放置工字钢,再铺设钢板,钢板上铺设沥青混凝土),在路面盖板下用小型挖掘机进行施工,由车站侧面的施工竖井处吊土出坑,顺作结构主体。
盖挖逆作法:通常以地下建(构)筑物结构顶板代替临时路面,在其上覆土后即可恢复地面交通,在结构顶板的下面自上而下分层开挖基坑和施作结构。
3.暗挖法。以刚度较大的超前支护(管棚等)、喷混凝土、钢拱架或锚杆为主要手段,结合合理的开挖方法、辅助措施等进行施作地下建(构)筑物的方法,矿山法和盾构法等均属暗挖法。隧道及地下工程的施工方法最初是采用矿山开拓巷道的方法,故称为矿山法,此法应用范围很广。19世纪,为修筑水底隧道,创制了盾构,经100多年的改进,盾构法成为在松软地层中常用的方法之一。
上述三种施工方法均有一定的弊端:明挖法对施工现场的条件要求较高,地下建(构)筑物穿越道路时,地面交通通常情况下无法长期中断,往往不具备明挖施工的条件;盖挖顺作法在前期道路架设钢便桥及后期拆除时对交通影响大,无法满足城市交通管理部门的相关要求,同时还无法解决管线迁改问题,并且工期较长;盖挖逆作法在前期对交通的影响同样很大,同样存在管线迁改问题,并且逆作法结构防水质量不易控制,对防水施工要求极高;暗挖法施工难度大,造价高,并且不适用于超浅埋、超大断面的地下建(构)筑物主体结构的施工。
半盖挖法充分利用了明挖及盖挖两种方法的优势,将两者合理结合,可以很好地解决地下建(构)筑物施工对地面交通的影响问题,同时可减少地下管线的迁改次数(可以将明挖部分的管线一次永久迁改至盖挖部分),施工期间对周边环境的影响较小,施工难度小、工程质量及工期均比较容易控制,可有效解决地下建(构)筑物施工用地、工期要求紧迫与地面交通、周边环境之间的矛盾,特别适用于工期紧又无法作全面基坑开挖的地下工程,并且工程投资较为合理,具有良好的经济和社会效益,是一种值得推广的施工方法。
半盖挖法是这样来实现的:
利用支撑柱与提前施作的顶板,建立承担交通车辆及覆土荷载的桥梁体系,地下建(构)筑物主体结构横向倒边施工,一侧盖挖,一侧明挖。
现结合附图对半盖挖法施工方法作进一步的说明。
半盖挖法实施步骤如下:
做好绿化、路灯改移、道路拓宽、管线迁改等施工准备工作。
围挡盖挖段,做好施工围挡,根据工程地质条件选择合适的地下水控制技术方案降低地下水位,施作围护桩。围护桩一般采用钢筋混凝土灌注桩,按其成孔方法的不同,可分为钻孔灌注桩、沉管灌注桩、人工挖孔灌注桩和挖孔扩底灌注桩。围护桩间隔一定距离沿建(构)筑物纵向两侧均匀设置。
施作围护桩顶连续冠梁。冠梁施工工艺流程如下: 人工开挖土方凿除桩头、整平桩顶清洗、调直桩顶钢筋测量放线绑扎冠梁钢筋立模(还要预埋锚杆钢管)灌注混凝土拆模养护。施工中要确保冠梁钢筋与围护桩纵向钢筋的可靠连接。
为了支撑盖挖段顶板结构,在建(构)筑物横向顶板中部设置浇筑型钢混凝土立柱,立柱仅承受竖向荷载。在建(构)筑物围护桩一侧进行土钉支护施工,确保建(构)筑物纵向侧壁土方稳定。在土钉支护下开挖建(构)筑物盖挖部分至建(构)筑物顶板结构下1.5m左右,对基底土质进行处理后按设计要求施作盖挖部分建(构)筑物顶板结构;待顶板强度达到设计要求后在其上施作路面结构,路面养护期满后拆除施工围挡,恢复盖挖部分路面交通。
围挡明挖部分,进行明挖部分降水作业,然后施作围护桩及围护桩顶连续冠梁,分层开挖至基坑底,在开挖过程中随着开挖施工的进行,自上而下架设数道钢支撑、横向钢联系撑和纵向钢联系撑,以保证基坑侧壁土方不发生坍塌。钢联系撑应经设计验算,能承受路面交通及施工时的水平荷载。
按照顺作法施作底板垫层、侧壁及上部结构至明挖部分顶板,待地下建(构)筑物结构混凝土全部达到设计要求后,施作明挖部分路面结构,待路面结构达到设计要求的强度时拆除施工围挡,恢复原路面交通。施工时应注意由于盖挖部分的顶板在路面结构及交通的荷载的长期作用下,承载桩已基本完成沉降;而明挖部分的底板地基沉降将在恢复路面交通后相当长的一段时间内才能趋于稳定,盖挖、明挖的结构顶板间存在不均匀沉降,会产生比较大的附加应力,为消除差异沉降对结构的影响,应在先期施作的板、墙与后期施工的混凝土之间设置后浇微膨胀混凝土带。
参考文献
[1] 于晨昀 白海卫.施工降水引起单桩沉降的计标[J].山西建筑,2007,33(22):96-97.
Abstract: with the rapid development of the economy in our country, people life quality rise ceaselessly, the leisure entertainment, and other public facilities of the increasing demand, people's consumption concept and aesthetic appeal, the change of antique buildings are also growing. At present due to the serious lack of wood resources, most of antique buildings are reinforced concrete antique buildings. Antique buildings and construction methods differ in thousands ways, and not formed a very mature construction process. Reinforced concrete archaize architectural construction method and modern general reinforced concrete building construction method are very different, not the proper construction method will be in the safety of structures and beautiful sex and economy have a big impact. This paper reinforced concrete building some commonly used archaize construction methods do a comparative analysis of the advantages and disadvantages, based on the construction of my company is a project of the concrete implementation method, so as to find the antique buildings the most economical, the most reasonable construction method with counterparts to discuss.
Keywords: economic, life, entertainment and construction
中图分类号:G267文献标识码:A 文章编号:
工程概况
目前我公司正承建的是一个大型的公园项目,占地340亩,总投资约1.5亿人民币,是集休闲娱乐、体育运动及儿童游乐为一体的综合性公园。包括14个仿古单体工程、若干景观小品、四通八达的公园道路、运动中心、人工湖及园林绿化等组成。
几种常见钢筋混凝土仿古建筑施工方法优缺点比较分析
钢筋混凝土仿古建筑单体的施工效果是整个公园施工成败最关键的部分,也是整个公园的灵魂。这些仿古单体均属于仿唐建筑,大部分为单层建筑,局部二层,建筑规模宏大,雄伟壮观。这些单体建筑均属于钢筋混凝土结构钢筋混凝土仿古建筑。然而,钢筋混凝土仿古建筑单体最着重体现在栌斗、散斗、拱、椽、耍头等仿古构件的施工方面。故此,在施工前,确定一个正确合理的施工方法就显得至关重要。下面,就常见几种仿古构件的施工优缺点比较分析如下:
仿古构件全预制式施工。建筑中除梁柱板等结构构件现浇施工外,栌斗、散斗、拱、椽、耍头等仿古构件全部预制。这种施工方法主要优点是施工速度快,构件尺寸准确;其缺点是由于斗拱处预制构件过分集中,导致该处结构构件(尤其是柱子)有效断面减少,属于薄弱环节,不利于达到抗震等级要求。图示如下:
图一
图二
仿古构件全现浇式施工。建筑中的所有结构构件和仿古装饰构件均采用现浇。这种施工方法优点是结构整体性好,与一般钢筋混凝土建筑类似,有利于达到抗震等级的要求;其缺点也显而易见,由于构件形状复杂,这样施工模板尺寸很难控制准确,加固难度很大,很容易出现跑模涨模等情况,导致修补工作量很大,同时施工速度很慢,经济性很差;
仿古构件预制与现浇相结合式施工。我们充分考虑到了上述两种方法的优缺点,决定取长补短,我们与设计单位、建设单位及监理单位充分沟通,达成共识,决定采用仿古构件预制与现浇相结合式施工。这种施工方法只是对栌斗和椽两种仿古装饰构件进行预制,柱子通过栌斗处截面适当减小,采用缩尺配筋,保证柱子主筋全部到顶,在栌斗处插入上柱插筋,插筋要求必须符合现行规范和图集的相关节点构造要求。其他仿古装饰构件和结构构件进行现浇施工(贴外墙的拱通过后期抹灰实现造型处理)。优点是充分克服了前两种施工方法的种种缺陷,既保证了结构抗震的安全性,又保证了构件尺寸的准确性,同时施工速度也得到了一定的保证,经济效果也比较理想。
施工案例
经过对施工方法的充分考虑,我们最先进行了公园东大门的施工。东大门属于单层建筑,建筑面积约800㎡,由门厅、回廊、超市及亭子等部分组成,下部均为钢筋混凝土独立基础,建筑最大高度门厅处达到11m。在施工过程中我们严格贯彻既定的施工方案,严把质量关,贯彻全面质量管理,不断地控制、纠偏和完善,保证了基础工程和主体工程验收一次性通过,达到了我们的计划目标。经过东大门施工方案的成功实施,我们陆续进行了西大门、北大门、办公楼、展览馆和娱乐中心等所有仿古单体建筑的施工,最后都达到了预期目标。
中图分类号:TU7文献标识码: A 文章编号:
在建筑墙体结构施工过程中,遇到封闭砖墙与现浇混凝土主体之间的施工,需要通过设施拉筋的方法对其缝隙进行有效的控制,以此来保证砖墙与框架主体结构之间的稳定性,同时也能起到一定的防震作用。在现代工程施工中,很多著名的建筑都运用了拉结筋方法,如著名的中国医大的建筑结构,便是在现浇混凝土框架结构中利用拉结筋钻孔工艺。
一、拉结筋钻孔粘接施工工艺概述
在建筑工程施工中,尤其是现浇框架工程施工,为了满足封闭砖墙与现浇钢筋混凝土主体之间的比例要求,同时也为了增强建筑结构的整体刚度,通常都采用拉结筋钻孔粘接的施工方法,以此保证工程的顺利施工。当前,在拉结筋施工中常用的方法有埋筋法、模板钻孔法和捆筋法几种。埋筋法和模板钻孔法存在着类似的缺陷,当拉结筋穿过墙体的主体结构时,便无法保证混凝土柱体利用串筒下料。根据混凝土施工规范中的相关要求,混凝土自由降落高度应当少于2m,因此对于高度较高的混凝土柱必须要以此浇筑。同时,由于钢筋本身有着较为细密的排列,因此无法利用中间下料的方法对其进行浇筑,只能利用串筒从顶处向下卸料,在这种情况下,就为拉结筋施工造成了较大的困难,因此有的施工单位使用了捆筋法,不仅造成钢材的浪费,同时也对施工产生了严重的影响,同时也可能会造成不同程度的工程质量通病,最终影响工程施工质量。
近几年来,经济的快速发展也促进了建材工业的不断进步,也因此而产生了更多的胶结材料,其中应用的最为广泛的则是结构胶,利用结构胶插入拉结筋的方法则可以称之为钻孔粘接施工法。从当前我国建筑行业应用结构胶的现状来看,已经取得了一定的成效,比如在混凝土结构中预埋件的埋设则应用了混凝土与钢结构之间的粘接方法,这种工艺使得混凝土框架结构施工方法取得了较大的进展,并且对以往施工过程中的不足进行了有效的弥补,因此也受到了较多的好评。
二、墙体拉结筋钻孔粘接施工新工艺
1.钻孔
在钻孔时,需要根据工程施工规范中的要求,在对混凝土养生时间进行全面掌握和控制的基础上进行钻孔,才能保证钻孔的质量达到理想的施工标准。通常应当在混凝土强度较低时进行钻孔,可以在拆模之后立即放线钻孔,这时不仅钻孔方便,而且能够保证钻孔的质量,在混凝土强度越高的情况下,则钻孔越不容易。钻孔的方向一般应当与水平呈3°角左右为宜,这样才能保证在灌注结构胶时使其顺利进入。在进行钻孔时另一个关键问题,是钻孔的人员要保证垂直用力,这样才不会导致空口在外力作用下扩大,进而导致胶结质量。
2.清孔
钻孔完成后,要进行必要的清理工作,一方面要保证孔内没有任何混凝土粉末的残留,另一方面要保证孔内的干燥。
3.配胶和灌胶
在进行配胶时,需要使用不同类型的胶液,可以用几个不同的容器,按照胶液的类型和比例进行分别配置,按照用量随取随用。灌胶使用的抽浆器通常需要事前进行科学的设计,保证抽取的胶液量整好符合一个孔的需要,这样既能节省胶液,也能够有效的保证灌注的质量。在进行配胶和灌胶的环节时,需要注意以下几个问题:第一,在胶液的配比方面要严格按照一定的比例进行配比,不能随意更改;第二,在进行灌胶之前,需要再次对孔内进行检查;第三,进行胶液的配比时要严格控制好胶液的用量,防止胶液的凝固和浪费;第四,仪器用后要及时清洗,避免胶液凝固而影响下次使用。
4.插筋准备
在进行插筋之前,应当做好准备工作。插筋的长度需要严格控制,一般需要按照孔深来确定,过长或者过短都会对插筋质量产生影响。同时,插筋的长度也可以根据拉结筋接头的方式来确定,如果是焊接接头,则插筋的长度可以适当短些;如果是使用绑孔结构,则需要加长。一般在插筋时都需要具有经验的施工人员来完成,他们能够很好的掌握插筋的长度。在选择插入的钢筋时,要保证其插入段平直无锈,也可以使用砂纸进行打磨,也有利于插筋的顺利完成。
5.插筋和固定
当结构胶灌注完成后,则可以将准备好的钢筋插入到孔内,通常露在外部的钢筋会较长,而且刚刚灌入的胶液强度较低,容易造成脱落现象,所以要将孔内的钢筋进行适当的铺垫,保证其稳定的停留在孔内,这样才能避免钢筋滑落。
6.检验
当插筋完成后,需要对插筋的质量进行以及其本身的受力状态进行必要的检验,也可以利用抽样检查,确定插筋质量,以此保证粘接质量。
结束语:
建筑工程领域的快速发展,也促进了各种施工方法新工艺的不断改进,钻孔粘接施工法是经过相关施工部门正是鉴定的施工工艺,在各种建筑工程中都有着十分广泛的应用,也受到了施工领域的赞誉。当前,在建筑体积逐渐增大、建筑结构日渐复杂的情境下,钻孔粘接结构在墙体拉筋施工中是使用的最为广泛的施工工艺,而随着科学技术的不断发展,这种施工方法也将不断的完善,进而促进我国建筑事业的持续发展。
参考文献:
[1]郭鑫 陈长允.浅谈“植筋法”及其在填充墙施工中的应用[J].中国学术研究,2011(08)
[2]袁安献.浅谈填充墙砌体拉结筋“植筋法”施工法[J].商情,2010(07)
1引言
随着高速公路网络的日益完善,城市之间的交通更加的便捷,高速公路越来越多的穿越城市,为节约土地、减少对周边环境的影响,地下隧道成为高速公路穿越城市的优选方案,为确保优质、高效的完成地下穿越工程,明挖暗埋法也越来越多的应用到城市隧道工程当中。在城区内施工为保证城市各系统的正常运转,对文明施工及工期的要求越来越严格。
2工程概况
东孚隧道为明挖隧道,下穿厦门市海沧区东孚工业区,全线采用双向8车道高速公路标准,设计行车速度为100km/h,基坑开挖深度为9.6~19m,开挖宽度为43.5m,隧道基坑两侧分布有厂房。围护结构为围护桩+锚索+钢围囹体系,在围护桩间采用三轴搅拌桩全断面止水。主体结构施工完经回填后上方建有“五进十三出”收费站一座、兴东路跨线桥一座。隧道全长1000m,其中,下穿厦深铁路段340m已先行施工完成,剩余660m隧道结构形式分为3种,分别为:U型槽敞开段195m、明挖拱形隧道(联拱式125m和分离式110m)235m、明挖双孔矩形隧道230m。东孚隧道是该合同段控制性工程,隧道主体原施工方案为利用四台液压衬砌台车(其中拱形2台,矩形2台)进行施工。截止2013年6月,因征迁滞后各段进度参差不齐,进度快的段落已完成底板及侧墙施工,进度慢的土方还未开挖,现场无法提供连续的工作面,不具备台车施工的必要条件,原施工方案无法实现预期目标,因此必须进行方案优化。
3主体结构施工方案
3.1双孔矩形隧道主体施工方案优化
东孚隧道工程双孔矩形隧道长度230m(K15+630~K15+860),按照原隧道主体施工方法为2台矩形衬砌台车(含外模)同步作业,现场实际情况为矩形隧道K15+815~K15+822处自来水管道(DN800mm球墨铸铁)及高压电缆(110kV))迁改滞后,工作面无法连续。衬砌台车只有在工作面足以满足循环流水作业才能发挥其优势,在原方案无法满足实际需要的情况下,经过多次论证后决定采用满堂支架作为模板支撑体系进行矩形隧道主体施工,见图1。碗扣支架上安置弧形方钢,方钢弧度按照设计弧度进行加工,弧形方钢之上安置15cm×15cm方木,内外模均为竹胶板,以此体系代替衬砌台车;跟矩形台车方案相比,满堂支架方案在工作面不连续的工况下有诸多优势。两方案优缺点对比见表1。图1满堂支架表1满堂支架与台车方案对比表总体考量矩形台车方案经济性较差,也无法满足进度需求;按照满堂支架方案进行施工后,可三个工作面同时进行施工,一个循环最长浇筑25m,最短浇筑10m,工作面出来之后可以及时封顶,避免了工作面闲置,提高了工作效率[1]。
3.2明挖双孔拱形断面施工方案优化
1)双孔拱形分离式断面东孚隧道工程双孔拱形分离式隧道长度110m(K15+395~K15+505),为本工程施工一大难点。该段与先期施工穿越下深铁路的隧道相连为分离式隧道,左右两幅主体施工互不影响,衬砌台车可以单独进行工作。原施工方案台车包含钢外模,因现场工作面狭窄且底板未贯通,现场无法提供吊装场地。若按照原方案进行施工,需台车就位后方可进行钢筋绑扎,钢筋绑扎完毕后才可进行外模安装,衬砌台车利用率低。经过多种方案比选和多次专家论证之后结合矿山法隧道施工理念提出外模采用长条木板代替外钢模板并设计简易钢筋台车(见图2)用于钢筋绑扎,使钢筋先行施工。在台车顶端利用碗扣支架顶托作为限位块,可根据设计高程进行调节,保证钢筋弯曲的弧度符合设计要求,每隔2m设置一环钢筋骨架,钢筋骨架连接采用焊接,钢筋绑扎完毕后在钢筋骨架的作用下可以保持原有形状(见图3);台车底部设有行走及锁止系统,在绑扎钢筋时可保证台车位置固定,在钢筋绑扎完毕后调节顶部顶托可使钢筋台车顺利推出以便衬砌台车进入。简易钢筋台车的引入可将钢筋绑扎不以衬砌台车就位为前提,节约了钢筋绑扎所占用的时间。图2简易钢筋台车图3钢筋骨架2)双孔拱形连拱式断面东孚隧道双孔拱形连拱式隧道长度125m(K15+505~K15+630),为本工程施工难点,因按照原设计方案需要2台衬砌台车相互配合才能完成主体施工(见图4)。现场情况是因左幅厂房拆迁滞后,左右幅土方工程及支护工程进度不同步,使左幅施工进度比右幅滞后1个月。若按照原方案施工,必须等到左右幅进度相同时方可进行隧道主体施工,这样就会浪费一个月的工期,对进度及经济产生不利影响。为确保施工不中断确定了“先墙后拱”,的施工思路,在这种思想的指导下设计了中隔墙模板(见图5)。利用中隔墙模板先施工中隔墙,左右两幅便可分离开来单独施工互不影响,再采用分离式隧道的施工方法,可以提前1个月完成施工。3)明挖双孔拱形隧道施工方法的特点。1)连拱式隧道利用中隔墙先行法可使连拱隧道具备分离式隧道的特点,可利用单台车作业,无需双台车共同作业,提高台车利用率[2]。2)简易钢筋台车可以使钢筋提前2个循环施工完毕,节约钢筋绑扎所占用的时间且保证钢筋绑扎质量。3)长条木模板与钢外模相比具有经济、安全、适合工作面狭窄且不连续的工况等优势。在采用优化方案后,施工效率明显增加,在执行相同质量标准情况下与原方案相比,共计节约工期190d,并且节约了成本,降低了安全风险。
4结语
综上所述,根据施工过程中的实际情况对施工方案进行优化,通过科学组织东孚隧道工程采用多种施工方法相结合的优化施工方案且成功实践,提供了一种在同一结构物中采用多种施工方案的思想,确保了施工质量、进度及安全,为高速公路修建城市下穿隧道提供了成功的经验和案例。
作者:田川江 裴宗文 单位:中交一公局厦门工程有限公司
建筑工程施工组织与管理是职业学校施工与管理专业的一门专业课,这门课是在学生学习了建筑材料、建筑制图、房屋构造、建筑力学、建筑结构、建筑施工技术等专业课之后开设的,是一门总结性的课程。这门课旨在让建筑专业的学生能编写一般的施工组织设计,对某个工程在开工建设前进行总体规划,以便于对工程进行合理的进度控制、投资控制、质量控制。通过多年的教学,笔者从中找出了一些规律,收获一些教学体会。
虽然建筑工程中的房屋结构形式多样,有砖混结构、框架结构、框架剪力墙、剪力墙、筒体结构等,但是所有的施工组织设计都离不开一个中心,那就是“一案、一表、一图”。“一案”是指施工方案,它是施工组织的核心;“一表”是指施工进度表,它是施工组织设计的关键;“一图”是指施工现场平面布置图,它是指导现场文明施工的重要依据。施工方案的重点是施工方法的确定、施工机具的选择以及施工顺序的安排,其中施工方法是施工方案的核心,在编写时要重点抓住这一点。在具体编制“一案、一表、一图”时,要注意以下关键点。
一、施工方案的编制
施工方案是某个单位工程施工组织的核心内容。在选择时,要结合工程特点与实际情况,认真分析,因为它也是编制进度计划表和绘制施工现场平面布置图的依据,选择是否恰当将直接影响到该工程的施工效率、质量的好坏与施工工期的完成。
1.确定施工顺序
施工顺序是指单位工程中各分部工程或各专项工程在施工时的先后顺序及其制约关系。施工的工程特点、施工所处的环境条件、建筑的使用要求等,对施工顺序会产生较大的影响。一般按照先地下后地上、先土建后设备安装、先主体后围护、先结构后装修的原则进行顺序安排,要恰当安排土建施工与设备安装的施工顺序。
例如某个多、高层全现浇钢筋混凝土框架结构建筑,它的施工顺序大致可划分为±0.000以下基础工程、主体结构工程、屋面防水工程及砖墙围护工程、装饰装修工程等四个施工阶段。
(1)地下工程的施工顺序。多、高层全现浇钢筋混凝土框架结构建筑的地下工程(±0.000以下的工程)一般可分为有地下室及无地下室基础工程。若有一层地下室,且又建在软土地基层上时,其施工顺序是桩基施工(包括围护桩)土方开挖破桩头及铺垫层做基础地下室底板做地下室墙、柱(防水处理)做地下室顶板回填土。
(2)主体结构工程的施工顺序。主体结构的施工主要包括柱、梁(主梁、次梁)楼板的施工,故需采用多层框架在竖向上分层、在平面上分段的流水施工方法。若采用钢模,其施工顺序为:绑扎柱钢筋安装支柱模浇柱混凝土撤除柱模板安装支梁、板模绑扎梁、板钢筋浇梁、板混凝土。
(3)屋面工程和围护工程的施工顺序。屋面工程的施工顺序与多层砖混结构居住房屋的屋面工程施工顺序相同。围护工程的施工包括砌筑外墙、内墙(隔断墙)及安装门窗等施工过程,对于这些不同的施工过程可以按要求组织平行、搭接及流水施工。
(4)装饰工程的施工顺序。装饰工程的施工分为室外装饰与室内装饰。室内装饰主要包括天棚与内墙面、楼地面与楼梯等的抹灰,以及门窗玻璃的安装、油漆门窗等。室外装修也同样包括外墙面的装饰以及做散水、勒脚、台阶、明沟等施工。
2.确定施工流向
施工流向指的是某单位工程在平面或竖向上的施工的开始部位及进展的方向。
3.选择施工机械
首先,选择适宜主导工程的施工机械,如解决上下及水平运输的搬运机械等。其次,建筑工地上其他所选机械的类型、规格、型号应与主导机械的生产能力协调配合,以尽量发挥主导机械的效率。
二、施工进度计划表的编制
施工进度计划表是在既定施工方案的基础上,根据规定工期与各种资源供应条件,按照合理施工顺序与施工组织的原则表现出来的图表,一般用横道图与网络图表示。它主要包括划分施工过程和计算工程量、劳动量、机械台班量、各施工项目的施工天数及分部分项工程(施工过程)施工顺序及搭接关系。
三、施工现场平面布置图的编制