CN113529694A - 地下逆作法与地上结构顺作同步实施的工法 - Google Patents

Abstract

本发明提供地下逆作法与地上结构顺作同步实施的工法，包括如下步骤：地下围护结构连续墙施工作业，将连续墙的墙趾设置于粘土层，连续墙首位连接使得围护结构全封闭；核心筒连续墙施工作业，连续墙断开设置，为洞口预留断面，该连续墙墙趾设置卵石层中；施工一桩一柱；初次开挖到结构底板，通过完成结构混凝土顶板梁与柱结构、及地下围护结构连续墙直螺纹连接；将地下核心筒连续墙与柱结构及梁板形成连接，此时应将结构防水沿外围地下围护结构连续墙墙顶铺设于顶板的底部并且将结构侧墙支挂于地下围护结构连续墙墙顶形成活动支点，结构侧墙钢筋埋入下层土方；结构钢筋与钢管柱、核心井筒结构形成结构联接整体浇注地下二层的结构底板及结构侧墙。

Description

地下逆作法与地上结构顺作同步实施的工法

技术领域

本发明涉及建筑施工领域，特别涉及地下逆作法与地上结构顺作同步实施的工法。

背景技术

自从引进地下连续墙技术至今地下连续墙作为基坑围护结构的设计施工技术已经非常成熟。进入 90 年代中期，国内外越来越多的工程中将支护结构和主体结构相结合设计，即在施工阶段采用地下连续墙作为支护结构，而在正常使用阶段地下连续墙又作为结构外墙使用，在正常使用阶段承受永久水平和竖向荷载，称为“两墙合一”。“两墙合一”减少了工程资金和材料投入，充分体现了地下连续墙的经济性和环保性。2000 年以后，随着国内又一轮建筑高潮的兴起，深大基坑和市区内周边环境保护要求较高的基坑工程不断涌现，对工程的经济性和社会资源的节约要求越来越高，一系列外部条件的发展，促进了地下连续墙工艺又得到了进一步推动，同时也出现了一批设计难度较高的工程，同时在正常使用阶段又作为地下室外墙。

本工程特点是利用地下连续墙作核心井筒与一桩一柱相结合作为结构内支撑，同时与外围地下连续墙作为基坑围护结构，然后采用地下室部分逆作法与地上部分顺作法相结合施工工法。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种地下逆作法与地上结构顺作同步实施的工法，在城市狭小空间下充分开发地下空间。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种地下逆作法与地上结构顺作同步实施的工法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：地下围护结构连续墙施工作业，将连续墙的墙趾设置于粘土层，连续墙首位连接使得围护结构全封闭；

步骤二：核心筒连续墙施工作业，连续墙断开设置，为洞口预留断面，同时在对应洞口上部设置预留接驳钢筋接头，该连续墙墙趾设置卵石层中；

步骤三：施工一桩一柱，在钢管柱每层接头部位增加锚栓，加工定制钢管自动安平定位设备进行钢管柱与桩基钢笼同时定位，通过钢管内孔进行水下混凝土浇注保证混凝土浇注质量；

步骤四：初次开挖到结构底板，通过完成结构混凝土顶板梁与柱结构、及地下围护结构连续墙直螺纹连接；将地下核心筒连续墙与柱结构及梁板形成连接，此时应将结构防水沿外围地下围护结构连续墙墙顶铺设于顶板的底部并且将结构侧墙支挂于地下围护结构连续墙墙顶形成活动支点，同时将结构侧墙钢筋埋入下层土方，结构侧墙钢筋伸入地下二层70-100cm；地下一层顶板上设置对置取土口；

步骤五：当地下一层结构侧墙强度与结构底板达到设计强度100%时，继续开挖地下二层土方作业到地下二层结构底板下10-20cm，并施作结构垫层混凝土；结构侧墙钢筋往下深入地下三层70-100cm并设置外斜30-60度坡角，并将有保护的钢筋直螺纹套筒埋入坡角内；安装结构钢筋与钢管柱、核心井筒结构形成结构联接整体浇注地下二层的结构底板，及地下二层结构侧墙。

步骤六：采取同样方法在实施地下三层以下至地下m层，同时进行地上一层结构施工到地上n层，地上n层数不超过地下层数m的三倍；

步骤七：当所有地下结构完成后对地下结构进行补充回筑，对整体地下基础进行加强处理；

步骤八：继续施工n层以上的地上结构。

进一步设置，步骤三和步骤四之间：实施围护结构内疏干井，并提前一个月对对坑内进行降水保证土方开挖安全性。

进一步设置，步骤五中坡脚为45度。

进一步设置，核心筒连续墙由四个L形地下连续墙组成，采取对角施工，且断开不连续，要求每幅地连续墙必须保证垂直度不小于1/300。

进一步设置，竖向钢筋笼设置独立导向竖向定位筋，同时通过薄钢板调平定位，在竖向钢筋笼设置双环吊筋，且双环吊筋的设置长度在与钢筋笼同一端面上。

进一步设置，步骤四中同时在完成结构侧墙防水沿墙向下铺设，形成连续防水。

进一步设置，结构侧墙钢筋往下伸入下一层为80cm。

综上所述，本发明具有以下有益效果：将地下核心筒连续墙作与钢管柱作结合作为地下结构支撑，实施地下结构逆作法同步实施地上结构，地上结构采用框架与预制结构相结合，充分利用当前可利用的预制施工技术与社会施工能力，解决了市区场地狭小作业困境，为市区地下空间开发提供施工技术支撑。本工程中地下连续墙与一桩一柱构成地下逆作与地上结构步实施的关键结构，将地下连续墙墙址布置在地质状况的卵石层，其卵石的承载力将达到600Kpa，核心筒受力集中，选择持力层于卵石层，地连续墙作为结构截面远大于一般桩基结构的截面，为结构提供有力保障。

具体实施方式

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

一种地下逆作法与地上结构顺作同步实施的工法，包括如下步骤：

步骤一：地下围护结构连续墙施工作业，将连续墙的墙趾设置于粘土层，连续墙首位连接使得围护结构全封闭；

步骤二：核心筒连续墙施工作业，连续墙断开设置，为洞口预留断面，同时在对应洞口上部设置预留接驳钢筋接头，该连续墙墙趾设置卵石层中；

步骤三：施工一桩一柱，钢管柱按8mX9m进行布局，在钢管柱每层接头部位增加锚栓，加工定制钢管自动安平定位设备进行钢管柱与桩基钢笼同时定位，通过钢管内孔进行水下混凝土浇注保证混凝土浇注质量。实施围护结构内疏干井，并提前一个月对对坑内进行降水保证土方开挖安全性。

步骤四：初次开挖到结构底板，通过完成结构混凝土顶板梁与柱结构、及地下围护结构连续墙直螺纹连接；将地下核心筒连续墙与柱结构及梁板形成连接，此时应将结构防水沿外围地下围护结构连续墙墙顶铺设于顶板的底部并且将结构侧墙支挂于地下围护结构连续墙墙顶形成活动支点，同时将结构侧墙钢筋呈外倾45度埋入下层土方，结构侧墙钢筋伸入地下二层80cm；地下一层顶板上设置对置取土口；通过挖掘机与自卸车配合将土方运置取土口，采取垂直取土挖机将土方提升置结构顶板，因受结构荷载影响，必须严格管控结构顶板的加载土方与施工荷载以确保结构顶板安全性。

步骤五：当地下一层结构侧墙强度与结构底板达到设计强度100%时，继续开挖地下二层土方作业到地下二层结构底板下15cm，并施作结构垫层混凝土；结构侧墙钢筋往下深入地下三层80cm并设置外斜45度坡角，并将有保护的钢筋直螺纹套筒埋入坡角内；安装结构钢筋与钢管柱、核心井筒结构形成结构联接整体浇注地下二层的结构底板，及地下二层结构侧墙。

步骤六：采取同样方法在实施地下三层以下至地下m层，同时进行地上一层结构施工到地上n层，地上n层数不超过地下层数m的三倍；

步骤七：当所有地下结构完成后对地下结构进行补充回筑，对整体地下基础进行加强处理；本方案中m=5，n=15。地下五层须精确侧墙钢筋与底板钢筋联接以保证结构底板的钢筋的连接质量。

步骤八：继续施工15层以上的地上结构，本方案总共为23层。

其中核心筒连续墙与柱结构的连接具体如下：核心筒连续墙与柱结构联接主要通过直螺纹连接，在地下连续墙施工钢筋笼对预埋接驳楼层板部位采取加强结构配筋，严格直螺纹加工质量，选择一级套筒、要求直螺纹端头必须打磨平齐，加工前进行工艺试验，安装定位采取三级检验，确保定位准确，并采取直螺纹内螺扣进行封闭后在外用密封胶带封闭，同时为了防止破除混凝土直螺纹受损，在直螺纹外加设不变形板进行保护，受制钢筋笼结构形状需加强对预埋筋锚固长度进行加固处理，保证整体预埋钢筋的长度不得超出钢筋笼的成槽结构内。

核心筒连续墙的定位与施工：核心筒连续墙的定位主要控制三个方面的定位，1、核心筒竖向垂直度的控制，核心筒设计为了减小沉降变形设置后浇带，其四角的均设计为L形有地下连续墙，且断开不连续，要求每幅地连续墙必须保证垂直度不小于1/300，在施工过程采取沉槽机进行抓斗成槽施工。因受地质条件影响，在地层中有两层卵石层，卵石层；易受软硬不均时，地层过渡时造成槽壁宽度不一，要求三抓两两相交不小于50cm，成槽后采用抓斗清壁处理过渡段，同时采用超声波对槽壁垂直度进度监控与测控验收。2、竖向定位为了减少吊筋安装过程中拉伸变形设置独立导向竖向定位筋，同时通过薄钢板调平定位，在竖向钢筋笼的吊筋设置双环措施，以便于履带吊摘钩与安设水平担梁，且双环吊筋的设置长度在与钢筋笼同一端面上，以控制整个钢筋笼定位准确；3、水平向定位主要通过在导墙上设置定位线，保证整体钢筋笼水位定位，为了控制钢笼上口定位，将钢筋笼上部定位钢垫块加工钢性定位与槽口大小保持一致，保证上口钢筋笼定位的准确。

核心筒连续墙施工注意点：1由于核心筒连续墙由四个L形地下连续墙组成，施工过程中为了减少施工扰动，采取对角施工，同时为减少施工过程对邻近结构影响，要求严格控制邻近结构实体结构强度不得小于50%的设计强度方可实施工邻近地下连续墙施工。2、地下连续墙呈L形，须加强对L形的垂直度控制、在对加工平台置多点定位，保证平台在同一水平位上，加工L形连续墙钢筋笼需随时吊挂垂线，以保证随时检查钢筋笼的L形垂直度控制，同时考虑钢笼吊装时刚度变形控制，于L形钢筋笼的转角部位设置加强钢筋，并在钢筋笼吊装翻身扶正后于孔口拆除。3、吊点选择采取一台辅助履带吊起吊钢筋笼，采取双机抬吊，扶正，主吊起吊钢笼的顶部吊点。4、由于L形钢筋笼的转角部位约束，必须控制钢筋笼的前后保护层厚度，即控制好保护层即控制好钢筋笼的前后定位。

地下核心筒连续墙墙址的选取：地下连续墙作为核心筒同时兼顾地下逆作法与地上结构同步实施，最不利状态是地下5层实施时同步地面结构不超过15层，此时结构承载力为近19层的荷载，同时地下5层开挖减小近4层高的地层摩阻。按每层荷载0.03Mpa累计19层近0.57Mpa, 与对应钢管柱截面受力荷载为24*0.57/(0.42*π)=27Mpa，设计钢管柱的强度为60 Mpa基本上2倍安全保证系数,而此时对地基基桩周边地层到极限受力。

连续墙成槽控制：首选取决于地下成槽机的施工质量，针对卵石层，随时控制挖斗的宽度。控制L型的转角处阳角的质量，采取三抓成槽，每抓平稳入槽，减少左右摆动，阴角处交叉开挖，确保阴角开挖质量。成槽设备的选择，对卵石地层通过对比分析，需用重型抓斗对卵石进行冲抓，开挖方式应从两边开始，后中间施工工法，因是L型的要求对交角部份两抓重合，保证L直角的阴角部位成槽质量。对成槽机选择性能稳定的设备，在施工前与过程中加强对成槽机抓斗宽度的控制，确保成槽的宽度，成槽过程采取先边后中三斗成槽，每抓之间搭接不小于50cm, 对L转角处多次刷壁，确保阴角不侵限；对角施工完成后对中间施工要求重视边角沉碴管控，以防止中间土柱坍塌。

地下连续墙导墙施作保证连续墙垂直度，首先导墙的垂直度保证地下连续墙的成槽设备的导向，其质量的好坏直接决定地下连续墙的质量。同时导墙的承载力保证成槽机的作业稳定性与安全性。地下连续墙成槽过程中每10米使作成槽机监控设备对成槽垂直度进行测控，并辅助垂球对侧壁进行垂直度监控，发现异常及时采用粘性土回填处理，同时在成槽终孔后采取超声波进行检测，以保证垂直度。

注浆管与检测管管控：注浆管与检测管共用，先用于超声波检测，注浆管作为辅助结构设置，选用Ø50mm6根壁厚3.8mm 钢管采取套丝连接，端头采用设置注浆单向阀，确保注浆管与桩底标高保持一致，安装过程为了减小内外压差，应提前对管内进行注水。以减少泥浆侵入。浇注完成后应用封闭盖对管口进行封闭，同时有破除墙头混凝土时注浆保护，避免堵管。

4.3过程浇筑的质量控制

因受钢筋笼的排间距影响，对水下混凝土浇注导管要求改变小管径Ø200mm，同时进行全长打压试验，试验水压不小于1.5倍的施工水压。施工过程中保证混凝土连续作业要求，一次到场混凝土数量不小于50m3，首斗混凝土数量经计算取并确保导管埋置深度不小于0.5m,同时浇注过程中密切关注导管埋深，为了防止堵管要求严格控制导管埋深，埋深一般控制在2-6米，对并且加密导管拔管频率。

5、地下连续墙的预埋件质量控制

要求预埋安装牢固度，经过焊接与加工L 型钢筋提高焊接长度。另一方面钢筋笼整体定位即从标高的控制与水平位置控制，标高从钢筋笼设置独立吊筋，经过计算复核地面标高与桩头设计标高从而控制整体钢筋笼的标高，水平控制则从导墙与成槽质量确保成槽垂直度不大于1/300与控制钢筋笼的保护层厚度与槽孔形成密贴以确保L型钢筋笼的定位。

二 一桩一柱施工质量控制

6.定位控制

场区对交桩导线进行复核测量，满足精足不小于二级测量精度要求，同时对全场区定位测量布置与周边地下连续墙进行校核量控，确保桩位准确性。

7.大直径桩基定位与成桩质量控制

本项目的桩基均属于独立桩柱，定位精确度高，故采取引十字线于护筒外，测控定位护筒，以保证过程控制。 埋设定位护筒采取人工成孔，确保施工精度。

选型设备对于卵石层地层且成孔直径大，本项目选择反循环钻机与旋挖钻机成孔，提高钻机扭力矩钻杆质量以保证成孔。对于孔径要求开钻前与钻进过程中对钻头直径直行测控确保成孔效果；钻进深度过程每10米对成孔质量进行施工检验控制，终孔后采用仪器检测以保证成孔垂直度。

钢笼安装质量控制：加钢筋笼时通过控制钢筋笼加工平台的精度与过程测量以保证钢笼的圆度，通过控制钢筋笼的垫块以保证钢笼的中心精度。因受场地与钢筋笼强度限制，采用分两节加工，上节为辅助钢筋笼与下节永久钢筋笼采取直螺纹井口对接，为了保证对接质量采用整体加工钢笼避免二次孔口连接，以保证钢筋整体加工质量。

柱安装质量要求：为了减小现场焊接工作量，同时考虑到运输条件；柱由厂家加工三节，现场搭设焊接平台成型，对焊接平台制作进行验收，以保证钢管柱连接质量，焊接质量要求选择经试验合格焊工，选择合适二氧化碳保护焊焊接工艺，分层，分段焊接，避免集中产生热内应力，成型后对焊缝质量进行检测采取首件验收制，受现场条件限制，避免孔口焊接，严禁因焊缝高温未冷却安装，造成焊缝急速冷却带来结构内应力与焊缝开裂等质量问题。受地下顶板位于现状地面下方约2-3米处，每柱安装时制作工具节为方便标准柱节定位，与工具节与标准柱节采取栓接方式分期可以二次利用。

钢筋笼分上辅助笼与下部永久钢筋笼通过一级直螺纹连接，整体吊装入孔。上辅助笼起吊挂与定位下部钢筋笼作用，钢管柱与桩基钢筋笼分次吊装就位，在完成钢筋笼吊装后，钢管柱工具节与标准节通过栓接一次吊装就位，吊装前要求对桩口进行地面加固处理，保证孔口地基稳定性与承载力要求；通过调整抱管机相对位置从而对柱节安装进行平面位置调整，柱安装选择吊机吊运辅助定制抱管机进行垂直度定位，通过钢柱就位后通过液压调整抱管机支点予以调整钢柱垂直度，同时调整钢管柱上增设扭力装置以便调整钢管柱水平方向。

Claims (7)

1.一种地下逆作法与地上结构顺作同步实施的工法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：地下围护结构连续墙施工作业，将连续墙的墙趾设置于粘土层，连续墙首位连接使得围护结构全封闭；

步骤二：核心筒连续墙施工作业，连续墙断开设置，为洞口预留断面，同时在对应洞口上部设置预留接驳钢筋接头，该连续墙墙趾设置卵石层中；

步骤三：施工一桩一柱，在钢管柱每层接头部位增加锚栓，加工定制钢管自动安平定位设备进行钢管柱与桩基钢笼同时定位，通过钢管内孔进行水下混凝土浇注保证混凝土浇注质量；

步骤四：初次开挖到结构底板，通过完成结构混凝土顶板梁与柱结构、及地下围护结构连续墙直螺纹连接；将地下核心筒连续墙与柱结构及梁板形成连接，此时应将结构防水沿外围地下围护结构连续墙墙顶铺设于顶板的底部并且将结构侧墙支挂于地下围护结构连续墙墙顶形成活动支点，同时将结构侧墙钢筋呈外倾45度埋入下层土方，结构侧墙钢筋伸入地下二层70-100cm；地下一层顶板上设置对置取土口；

步骤五：当地下一层结构侧墙强度与结构底板达到设计强度100%时，继续开挖地下二层土方作业到地下二层结构底板下10-20cm，并施作结构垫层混凝土；结构侧墙钢筋往下深入地下三层70-100cm并设置外斜30-60度坡角，并将有保护的钢筋直螺纹套筒埋入坡角内；安装结构钢筋与钢管柱、核心井筒结构形成结构联接整体浇注地下二层的结构底板，及地下二层结构侧墙；

步骤六：采取同样方法在实施地下三层以下至地下m层，同时进行地上一层结构施工到地上n层，地上n层数不超过地下层数m的三倍；

步骤七：当所有地下结构完成后对地下结构进行补充回筑，对整体地下基础进行加强处理；

步骤八：继续施工n层以上的地上结构。

2.根据权利要求1所述的地下逆作法与地上结构顺作同步实施的工法，其特征在于：步骤三和步骤四之间：实施围护结构内疏干井，并提前一个月对对坑内进行降水保证土方开挖安全性。

3.根据权利要求1所述的地下逆作法与地上结构顺作同步实施的工法，其特征在于：步骤五中坡脚为45度。

4.根据权利要求1所述的地下逆作法与地上结构顺作同步实施的工法，其特征在于：核心筒连续墙由四个L形地下连续墙组成，采取对角施工，且断开不连续，要求每幅地连续墙必须保证垂直度不小于1/300。

5.根据权利要求4所述的地下逆作法与地上结构顺作同步实施的工法，其特征在于：竖向钢筋笼设置独立导向竖向定位筋，同时通过薄钢板调平定位，在竖向钢筋笼设置双环吊筋，且双环吊筋的设置长度在与钢筋笼同一端面上。

6.根据权利要求1所述的地下逆作法与地上结构顺作同步实施的工法，其特征在于：步骤四中同时在完成结构侧墙防水沿墙向下铺设，形成连续防水。

7.根据权利要求1所述的地下逆作法与地上结构顺作同步实施的工法，其特征在于：结构侧墙钢筋往下伸入下一层为80cm。