CN113338332B - 微风化岩区的逆作施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种微风化岩区的逆作施工方法，包括：确定地下室外墙的位置并沿地下室外墙开挖隔振沟；将地下室范围内的岩石开挖至隔振沟的沟底；重复步骤一和步骤二，直至地下室范围内的岩石降至地下室顶板设计标高；进行地下室顶板施工；重复步骤一至步骤四，逐层往下进行地下室水平结构施工,直至完成地下室底板施工；在岩壁上进行地下室外墙的防水层施工；采用单边支模工艺自下而上进行地下室外墙施工。在本申请提供的微风化岩区的逆作施工方法中，通过保留地下室外与支护结构之间的完整岩体，作为逆作施工过程中地下室结构与支护结构之间的传力体系，由此减少基坑岩石的开挖量，并降低对支护结构及周围环境的扰动，而且无需进行室外回填。

Description

微风化岩区的逆作施工方法

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域，特别涉及一种微风化岩区的逆作施工方法。

背景技术

随着城市建设的跨越式发展，大规模的高层建筑拔地而起。高层、超高层建筑地基基础在施工过程中都会面临着深基坑工程的问题。与传统的深基坑施工方法相比，逆作法具有保护环境、缩短建设周期等诸多优点，它克服了常规临时支护存在的诸多不足之处，是进行可持续发展的城市地下空间开发和建设节约型社会的有效经济手段。

逆作施工通常是先施工地下室周边支护结构及内部支撑桩，组成逆作的竖向承重体系，支撑桩一般设计为一柱一桩形式。在支护结构采用排桩、咬合桩等形式，且地质条件为微风化岩的场地，采用逆作法施工地下室结构的工艺流程一般为：首先，进行一柱一桩施工；接着，采用静爆工艺和镐头机开挖支护结构范围内的岩石，自上而下施工地下室水平结构并与基坑开挖交替实施，直至底板完成；然后，自下而上回筑地下室竖向结构；之后，进行外墙防水施工；最后，进行室外回填。

然而，这种传统的微风化岩区域逆作建造方法存在以下不足：(1)岩石开挖量大，工期长，成本高；(2)破岩过程对支护结构及其周边构筑物扰动大；(3)室外回填量大，回填土局部无法夯实，回填质量无法保证；(4)外墙外侧作业空间狭小且封闭，安全隐患大。

基此，如何解决现有的微风化岩区的逆作施工中存在的工期长、扰动大、回填质量不可控、操作空间密闭等问题，成了本领域技术人员亟待解决的一个技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种微风化岩区的逆作施工方法，以解决现有的微风化岩区的逆作施工中存在的工期长、扰动大、回填质量不可控、操作空间密闭等问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种微风化岩区的逆作施工方法，所述微风化岩区的逆作施工方法包括：

步骤一、确定地下室外墙的位置并沿地下室外墙开挖隔振沟；

步骤二、将地下室范围内的岩石开挖至所述隔振沟的沟底；

步骤三、重复步骤一和步骤二，直至所述地下室范围内的岩石降至地下室顶板设计标高；

步骤四、进行地下室顶板施工；

步骤五、重复步骤一至步骤四，逐层往下进行地下室水平结构施工,直至完成地下室底板施工；

步骤六、进行地下室外墙的防水层施工；

步骤七、采用单边支模工艺自下而上进行地下室外墙施工。

可选的，在所述的微风化岩区的逆作施工方法中，沿地下室外墙开挖隔振沟采用水磨钻或切割工艺。

可选的，在所述的微风化岩区的逆作施工方法中，所述地下室水平结构包括各层地下室楼板和地下室底板，进行地下室顶板和各层地下室楼板施工的过程均包括：

采用化学植筋工艺在岩壁上植入钢筋；

支设水平结构模板排架；

绑扎水平结构钢筋；以及

进行混凝土浇筑。

可选的，在所述的微风化岩区的逆作施工方法中，在支设水平结构模板排架的过程中，在地下室外墙的施工缝处预设止水钢板，并同步预留第一浇筑孔和第二浇筑孔，所述第一浇筑孔的位置对应于地下室外墙，所述第二浇筑孔的位置对应于地下室柱子。

可选的，在所述的微风化岩区的逆作施工方法中，进行地下室底板施工的过程包括：

在地下室范围内的岩石上进行垫层施工；

在所述垫层上进行地下室底板的防水层施工；以及

在所述地下室底板的防水层上进行地下室底板施工。

可选的，在所述的微风化岩区的逆作施工方法中，采用单边支模工艺自下而上进行地下室外墙施工的过程包括：

在岩壁上打孔并设置膨胀螺栓和对拉螺杆；

绑扎地下室外墙钢筋；

利用所述岩壁上的膨胀螺栓和对拉螺杆支设地下室外墙单边模板；以及

进行地下室外墙浇筑。

可选的，在所述的微风化岩区的逆作施工方法中，在利用所述岩壁上的膨胀螺栓和对拉螺杆支设地下室外墙单边模板的过程中，在所述地下室外墙单边模板的顶部预设第一簸箕口，所述第一簸箕口与所述第一浇筑孔相对应。

可选的，在所述的微风化岩区的逆作施工方法中，在采用单边支模工艺自下而上进行地下室外墙施工的同时，自下而上进行地下室柱子施工；

其中，自下而上进行地下室柱子施工的过程包括：

支设地下室柱子模板；以及

进行地下室柱子浇筑。

可选的，在所述的微风化岩区的逆作施工方法中，在支设地下室柱子模板的过程中，在所述地下室柱子模板的顶部预设第二簸箕口，所述第二簸箕口与所述第二浇筑孔相对应。

可选的，在所述的微风化岩区的逆作施工方法中，在沿地下室外墙开挖隔振沟之前，还包括：依次进行支护桩施工和一柱一桩施工。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

1、本发明通过开挖地下室范围内的岩石，保留了地下室外与支护结构之间的完整岩体，将其作为逆作施工过程中地下室结构与支护结构之间的传力体系，能够减少基坑岩石的开挖量，在地下室外墙施工结束后也无需进行室外回填，从而有效地缩短工期，达到降本增效的目的。

2、本发明采用水磨钻工艺或者切割等振动小的工艺开挖隔振沟，能够降低对支护结构及周围环境的扰动，避免直接用静爆工艺和镐头机等振动大的工艺开挖，而导致岩壁破碎或者支护桩受损问题，对临近敏感环境(如地铁、历史保护建筑、重要管线设施等)起到保护作用；

3、在本发明提供的微风化岩区的逆作施工方法中，地下室外墙的防水施工和支拆模板均在开放空间中进行，能够避免在外墙外密闭空间进行支拆模板、施工防水等作业带来的安全隐患。

附图说明

图1为本发明实施例的微风化岩区的逆作施工方法步骤一对应的结构示意图；

图2为本发明实施例的微风化岩区的逆作施工方法步骤二对应的结构示意图；

图3为本发明实施例的微风化岩区的逆作施工方法步骤四对应的结构示意图；

图4为本发明实施例的微风化岩区的逆作施工方法步骤五对应的结构示意图；

图5为本发明实施例的微风化岩区的逆作施工方法步骤六和步骤七开始时对应的结构示意图；

图6为本发明实施例的微风化岩区的逆作施工方法步骤六和步骤七结束时对应的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的微风化岩区的逆作施工方法作进一步详细说明。

请结合参考图1至图6，其为本发明实施例的微风化岩区的逆作施工方法各步骤对应的结构示意图。如图1至图6所示，所述微风化岩区的逆作施工方法包括：

步骤一、确定地下室外墙的位置并沿地下室外墙开挖隔振沟；

步骤二、将地下室范围内的岩石开挖至所述隔振沟的沟底；

步骤三、重复步骤一和步骤二，直至所述地下室范围内的岩石降至地下室顶板设计标高；

步骤四、进行地下室顶板施工；

步骤五、重复步骤一至步骤四，逐层往下进行地下室水平结构施工,直至地下室底板施工；

步骤六、进行地下室外墙的防水层施工；

步骤七、采用单边支模工艺自下而上进行地下室外墙施工。

具体的，在沿地下室外墙开挖隔振沟之前，应进行支护桩施工和一柱一桩施工。其中，所述一柱一桩结构具有承载能力高，垂直度偏差小，可有效加快上部施工等优点，是应用逆作法建造高层建筑时较常采用的桩基形式。在进行一柱一桩施工过程中，钢筋绑扎和混凝土浇筑是施工质量控制的重点。

在步骤一中，先确定地下室外墙的位置，之后沿地下室外墙开设一条隔振沟。如图1所示，施工场地为微风化岩石，支护桩2和一柱一桩5均竖直设置微风化岩石中，所述一柱一桩5的底部设置有止水钢板6，压顶梁1设置于支护桩2的上端，且所述压顶梁1的上端面与地面齐平，在所述支护桩2与所述一柱一桩5之间，沿地下室外墙开挖后，在地面上形成了一条隔振沟4。

本实施例中，所述隔振沟4是采用水磨钻或者切割等振动小的工艺开挖而成的。所述水磨钻工艺的一个进程就是一个岩芯管高度(约0.7m)，为了便于工人下去处理岩芯，水磨钻的操作空间最小宽度一般为1m。优选的，所述隔振沟4的宽度为1m，所述隔振沟4的深度与岩芯管的高度一致。

需要说明的是，上述隔振沟4的宽度和深度仅为水磨钻工艺举例，而非限定，本领域技术人员可结合不同工艺和实际需求对所述隔振沟4的宽度和深度进行设置。例如，采用水磨钻工艺进行开挖隔振沟时持续两个进程，使得所述隔振沟4的深度达到两个岩芯管高度(约1.4m)。

在步骤二中，对地下室范围内的岩石进行开挖，并将地下室范围内的岩石开挖至所述隔振沟4的沟底。

本实施例中，采用静爆、镐头机或其他工艺开挖地下室范围内的岩石。在开挖过程中引起的振动被所述隔振沟4隔断，大大降低了对支护结构及周围环境的扰动影响。如图2所示，开挖结束后，地下室范围内的岩石下降至与所述隔振沟的底部4a齐平。

然后，重复步骤一和步骤二，直至地下室范围内的岩石降至地下室顶板设计标高。

之后，进行地下室顶板施工。如图3所示，进行地下室顶板施工的过程包括：首先，采用化学植筋工艺在岩壁上植入钢筋8；接着，支设地下室顶板模板排架；然后，绑扎地下室顶板钢筋；最后，进行地下室顶板浇筑。在支设地下室顶板模板排架过程中，还需在地下室外墙水平施工缝处预设止水钢板9，同步预留浇筑孔。

请继续参考图3，所述钢筋8与岩壁垂直设置，所述钢筋8的其中一端锚入岩壁中，所述钢筋8的另一端与地下室顶板(图中标号未示出)相连，所述地下室外墙水平施工缝处设置有止水钢板9，所述止水钢板9固定于地下室外墙的相应位置，所述地下室顶板上设置有第一浇筑孔10和第二浇筑孔7，所述第一浇筑孔10的位置对应于地下室外墙，所述第二浇筑孔7的位置对应于地下室柱子。

此后，重复步骤一至步骤四，依次开挖并完成地下室各层楼板的施工，地下室各层楼板施工的过程与地下室顶板施工的过程类似。

在地下室各层楼板施工完成后，进行地下室底板施工。此时，地下室范围内的岩石降至地下室底板处。

如图4所示，进行地下室底板施工的过程包括：在地下室范围内的岩石上进行垫层13施工；在所述垫层13上进行地下室底板的防水施工；以及在所述地下室底板的防水层(图中未示出)上进行地下室底板12施工。

在各层地下室楼板以及地下室底板的施工过程中，均应在设定位置预埋短钢管，所述短钢管用于固定地下室外墙的单边模板。请继续参考图4，地下室底板以及各层楼板(地下室顶板除外)上均预埋有短钢管11，地下室顶板以及各层楼板(地下室底板除外)上设置有第一浇筑孔10和第二浇筑孔7，所述第一浇筑孔10和第二浇筑孔7用于分别浇筑地下室外墙和地下室柱子。

至此，完成地下室水平结构施工，所述地下室水平结构包括地下室顶板、各层地下室楼板和地下室底板12。

之后修整岩壁，并进行地下室外墙的防水施工。如图5所示，将防水卷材铺设在修整后的岩壁上，形成地下室外墙的防水层14。

接着，采用单边支模工艺自下而上进行地下室外墙施工。

如图5和图6所示，采用单边支模工艺自下而上进行地下室外墙施工的过程包括：首先，在岩壁18上打孔并设置膨胀螺栓和对拉螺杆17；接着，绑扎地下室外墙钢筋；然后，利用地下室水平结构上的短钢管11以及岩壁上的膨胀螺栓和对拉螺杆17支设地下室外墙单边模板；最后，进行地下室外墙浇筑。

在单边支模工艺过程中，地下室外墙单边模板通过膨胀螺栓和对拉螺杆17与岩壁18固定连接，而且通过所述短钢管11与地下室水平结构相连。混凝土浇筑完成之后，可拆除所述地下室外墙单边模板和所述膨胀螺栓和对拉螺杆17。

请继续参考图4至图6，在进行地下室外墙施工的同时，可以同步完成该层室内其他竖向结构(包括地下室柱子20)，即同一层的地下室外墙19和地下室柱子20同时施工，为了便于混凝土浇筑，可在每一层地下室外墙19和地下室柱子20的顶端设置簸箕口，即，在支设地下室外墙单边模板的过程中，在地下室外墙单边模板的顶部预设第一簸箕口(图中标号未示出)，所述第一簸箕口与第一浇筑孔10相对应，同样的，在支设地下室柱子模板的过程中，在地下室柱子模板的顶部预设第二簸箕口16，所述第二簸箕口16与第二浇筑孔7相对应。

本实施例中，开挖时保留了地下室外与支护结构之间的完整岩体，进行逆作施工时将所述完整岩体作为地下室结构与支护结构之间的传力体系。如此，不但能够对临近敏感环境(如地铁、历史保护建筑、重要管线设施等)起到保护作用，而且能够减少基坑岩石的开挖量，在地下室外墙施工结束后也无需进行室外回填，从而有效地缩短工期，达到降本增效的目的。

而且，开挖过程中先采用水磨钻或者切割等振动小的工艺进行小尺寸的开挖隔振沟，再利用静爆工艺和镐头机开挖，能够降低对支护结构及周围环境的扰动，避免直接用静爆工艺和镐头机等振动大的工艺，而导致岩壁破碎或者支护桩受损问题。

此外，地下室外墙的防水施工和支拆模板均在开放空间中进行，能够避免在外墙外侧密闭空间进行支拆模板、施工防水等作业带来的安全隐患。

本实施例提供的逆作施工方法适用于微风化岩区。风化岩区一般划分为微风化、中风化和强风化。其中，微风化的岩石结构基本未变，仅节理面有渲染或略有变色，有少量风化裂隙，其饱和单轴抗压强度≥60Mpa。中风化的岩石结构部分破坏，沿节理面有次生矿物，有风化裂隙发育，岩体被切割成岩块，用镐难挖，干钻不易钻进,其饱和单轴抗压强度在30Mpa与60Mpa之间。强风化的岩石结构大部分破坏，矿物成分显著变化，风化裂隙发育，岩体破碎，用镐可挖，干钻不易钻进，其饱和单轴抗压强度≤30Mpa。

综上，在本发明提供的微风化岩区的逆作施工方法中，通过先沿地下室外墙开挖隔振沟，再将地下室范围内的岩石开挖至设计标高的方式，保留地下室外与支护结构之间的完整岩体，作为逆作施工过程中地下室结构与支护结构之间的传力体系，由此不但能够减少基坑岩石的开挖量，而且能够降低对支护结构及周围环境的扰动，此外，地下室外墙的防水施工和支拆模板均可依靠岩壁，如此不但无需进行室外回填，有效缩短工期，而且能够降低施工过程中的安全隐患。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本申请的保护范围。

Claims (6)

1.一种微风化岩区的逆作施工方法，其特征在于，包括：

步骤一、确定地下室外墙的位置并采用水磨钻或切割工艺沿地下室外墙开挖隔振沟，隔振沟位于支护桩与一柱一桩之间；

步骤二、将地下室范围内的岩石开挖至所述隔振沟的沟底，开挖时保留地下室外墙与支护结构之间的完整岩体；

步骤三、重复步骤一和步骤二，直至所述地下室范围内的岩石降至地下室顶板设计标高；

步骤四、进行地下室顶板施工；

步骤五、重复步骤一至步骤四，逐层往下进行地下室水平结构施工,直至完成地下室底板施工；

步骤六、进行地下室外墙的防水层施工；

步骤七、采用单边支模工艺自下而上进行地下室外墙施工；

在步骤一之前，还包括：依次进行支护桩施工和一柱一桩施工，支护桩和一柱一桩竖直设置在微风化岩石中；

所述地下室水平结构包括各层地下室楼板和地下室底板，进行地下室顶板和各层地下室楼板施工的过程均包括：

采用化学植筋工艺在岩壁上植入钢筋；

支设水平结构模板排架，在支设水平结构模板排架的过程中，在地下室外墙的水平施工缝处预设止水钢板，并同步预留第一浇筑孔和第二浇筑孔，所述第一浇筑孔的位置对应于地下室外墙，所述第二浇筑孔的位置对应于地下室柱子；

绑扎水平结构钢筋；以及

进行混凝土浇筑。

2.如权利要求1所述的微风化岩区的逆作施工方法，其特征在于，进行地下室底板施工的过程包括：

在地下室范围内的岩石上进行垫层施工；

在所述垫层上进行地下室底板的防水层施工；以及

在所述地下室底板的防水层上进行地下室底板施工。

3.如权利要求1所述的微风化岩区的逆作施工方法，其特征在于，采用单边支模工艺自下而上进行地下室外墙施工的过程包括：

在岩壁上打孔并设置膨胀螺栓和对拉螺杆；

绑扎地下室外墙钢筋；

利用所述岩壁上的膨胀螺栓和对拉螺杆支设地下室外墙单边模板；以及

进行地下室外墙浇筑。

4.如权利要求3所述的微风化岩区的逆作施工方法，其特征在于，在利用所述岩壁上的膨胀螺栓和对拉螺杆支设地下室外墙单边模板的过程中，在所述地下室外墙单边模板的顶部预设第一簸箕口，所述第一簸箕口与所述第一浇筑孔相对应。

5.如权利要求3所述的微风化岩区的逆作施工方法，其特征在于，在采用单边支模工艺自下而上进行地下室外墙施工的同时，自下而上进行地下室柱子施工；

其中，自下而上进行地下室柱子施工的过程包括：

支设地下室柱子模板；以及

进行地下室柱子浇筑。

6.如权利要求5所述的微风化岩区的逆作施工方法，其特征在于，在支设地下室柱子模板的过程中，在所述地下室柱子模板的顶部预设第二簸箕口，所述第二簸箕口与所述第二浇筑孔相对应。

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