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逆作法在上海国际旅游度假区管理中心工程中的应用

更新时间:2009-03-28

地下空间的开发利用已日益被人们所接受和重视[1]。地下工程施工方式可以分成顺作法和逆作法施工这两类。随着城市用地不断紧缩、施工场地局促以及开挖深度增加等情况的出现,顺作法在某些工程中明显体现出其自身的不足和问题。而逆作法在周边环境复杂、周边保护要求极高、工期要求紧、地下室楼层多、基坑较深的工程中逐渐显现出其优势[2]。本文以上海国际旅游度假区核心区管理中心工程为例,详细阐述了顺作法和逆作法方案的比选过程,总结了逆作法在工程中的应用优势和实施效果。

1 工程概况

背景项目位于上海迪士尼乐园南大门,总建筑面积为95 722 m2,地下3层,地上10层,建筑高度45 m。基坑平面形状大致呈长方形,基坑面积16 000 m2,基坑深度17.5 m。

开挖范围内浅部土层主要有潜水含水层①层填土层、③灰色淤泥质粉质黏土层和④淤泥质粉质黏土层。基坑分布有第⑦、⑨层砂(粉)性土,相互连通,分别为上海地区第一、二承压含水层,水位埋深的变化幅度一般在8.5~16.0 m。

本工程基坑工程面积大,地下室边界基本撑足周边现存的建筑物的退界要求,施工期间可利用施工场地范围十分紧张。为配合上海迪士尼园区开园要求,需在18个月内完成至建筑外立面、室外总体,工期要求高。选择合适的施工方案是本工程成功的关键。

2 方案选型

2.1 顺作法方案

基坑围护采用厚1 000 mm地下连续墙加3道钢筋混凝土支撑。支撑立柱为450 mm×450 mm的角钢格构柱,支撑柱下桩插入第⑦层土。顺作法从桩基、围护开始,再逐道施工支撑、逐皮开挖土方,底板完成后方可逐道拆除支撑、进行地下结构施工,地下结构完成后再进行上部结构施工(图1)。

利用首层结构梁板作为施工机械的挖土平台及车辆运作通道,利用中庭、电梯井、楼梯等结构永久开口位置预留空间较大的出土口。

  

图1 顺作法基坑围护剖面

2.2 逆作法方案

考虑到工程的要求和特点,采用常规的“先下后上”逐层施工达到进度要求的可能性不大,经过比选,采用逆作法上下同步施工的施工方案更具优势。

  

图2 逆作法基坑围护剖面

逆作法钢立柱分为型钢格构柱和钢管混凝土柱2种形式。立柱桩全部利用主体结构工程桩,塔楼桩径扩大至1.2 m,深度增加36 m;其他桩直径不变,深度增加至第⑨层。界面层(图3)中核心筒位置沿剪力墙方向设置托梁。

  

图3 逆作法界面层布置

从文化生态学理论的角度看,“非遗”的传承、保护和发展成效主要受代表性传承人,传承保护的内容、方式、机制,以及整体机理的构建等因素的影响。这些要素综合起来,构成了“非遗”传承保护的生态环境。它们以不同的方式组合起来,构成了“非遗”传承保护模式。江苏的“非遗”传承保护主要存在以下四种模式。

地下1层结构梁板完成后,可开始上下同步施工。当地下室底板完成后,上部结构可同步封顶。但逆作法对于结构设计出图进度、节点处理技术、一柱一桩、逆作浇筑、施工承包管理等提出了更高的要求。

2.3 造价比较

本工程采用上下同步逆作法施工。施工拟定的总体路线为“分区作业、阶梯施工、突出主楼”。 尽早完成上部主体结构,为幕墙与总体施工争取足够的施工时间。

2.4 工期比较

顺作法临时支撑施工、养护、拆除占用大量工期,地下结构完成后方可开始上部结构施工。逆作法因节省支撑施工、养护及拆除工期,同时地下室顶板、B1板完成后就可以同时进行上下结构施工,上部结构施工开始时间大大提前。挖土受天气制约较小,雨天可实现连续挖土。

由于透水沥青混合料粗集料内部含有大量的沥青混合料,再加上高黏度改性沥青的拌和作业难度较大,因此,施工人员需保证混合料拌和的温度,即将混合料的出厂温度控制在既定的规范标准范围内。表2为透水沥青混合料的拌和施工温度控制要求。

采用顺作法从桩基围护开始,至结构封顶,至少需17个月工期,无法满足项目工期要求。逆作法由于上下同步施工,工期最短可缩短为10个月,比顺作法提前7个月。表2为顺作法与上下同步逆作法形象进度对比。

2.2.1 3组小鼠最大用力呼气容积比较 3组小鼠在6、18、36 h后的最大用力呼气容积比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。见图2a。

 

表1 顺作法与上下同步逆作法经济对比

  

施工分项 顺作法 逆作法总价/万元 总价/万元支撑加拆除2 402 542栈桥 388—立柱 1 042 1 548灌注桩增加费用— 986取土口加固— 39顶板钢筋加固— 135逆作挖土增加费用— 101施工监测增加费用— 30通风措施 — 50合计 3 832 3 431

 

表2 顺作法与上下同步逆作法进度对比

  

形象进度节点 顺作法 逆作法开工2014-04-15 2014-04-15裙楼结构封顶2015-06-20 2014-11-24主楼结构封顶2015-09-12 2015-02-16外幕墙完成 2016-03-11 2015-08-17装饰基本完成房间能使用 2016-06-16 2015-11-15

2.5 安全文明施工比较

相较于常规顺作法,逆作法减少了拆撑过程中的大量建筑垃圾和粉尘污染。施工环境相对封闭,可大大降低施工噪声和光、尘污染。但逆作法地下空间的光照和空气流通性较差,需要采取专项通风照明措施。

逆作法采用主体梁板作为支撑体系,减小了围护体变形及渗漏风险,基坑变形小,周边道路、管线、建筑物影响小。

逆作法围护地下连续墙、槽壁加固、坑内土体加固与顺作法围护设计一致,逆作施工阶段地下室楼板和底板结构兼作支撑(图2)。

在地下室施工阶段,各层梁板分块进行流水搭接施工。在B1~B0主楼结构施工完成后,进行上下同步施工。在地下室底板挖土施工完成后再进行3层裙房结构施工。在主楼结构封顶后,进行幕墙、地下室回筑施工及相关专业工程施工。

3 现场实施要点

逆作法增加了一柱一桩竖向支撑柱,柱下桩需加深加大。逆作法土方开挖采用暗挖的形式,相应的挖土成本和施工措施费用也都有所增加。但是顺作法需要3道钢筋混凝土支撑及栈桥、格构柱,且支撑拆除需采用切割方式。逆作法节约了大量的钢筋混凝土临时支撑,同时B0板作为施工场地,节省了栈桥费用。综合上述措施,本工程的逆作法相比顺作法节约400万元。表1为顺作法与上下同步逆作法经济的详细对比。

The primary endpoint was development of thrombosis of the operated segment,bleeding and surgical site infection,the need for re-interventions and amputations within 30 days after primary revascularization.

金属液流的破碎效果和五花戒指流体动能呈正比,流体的动能可以用其雾化气流流速Vg一和气体质量流量Gg两个参数描述。根据气体动能公式:

3.1 一柱一桩施工

激光倾斜仪监测系统是激光器和倾斜仪的有机组合,可实时输出钢格构柱管体的倾斜变化。调垂系统通过实时监测系统,取得钢立柱偏斜状态的实时数据。将已连接了调垂支架的立柱吊放至桩孔内,将调垂支脚卡进限位钢板内,即可完成立柱定位。通过安放在垂直和水平方向上的2组千斤顶,调节地面上的校正架,以此调整钢立柱的偏斜状态,从而保证垂直度精度(图4)。

工程运用了新型调垂机构及激光倾斜仪监测系统,解决了桩孔定位偏差大和调垂装置使用复杂、施工人员操作困难的问题。

逆作法竖向支承系统采用一柱一桩,分为φ700 mm和φ750 mm共2种规格的钢管混凝土(C60)柱以及550 mm×500 mm、500 mm×500 mm、480 mm×480 mm共3种格构柱。立柱桩采用φ800 mm钻孔灌注桩,顶部扩孔至φ1 200 mm。立柱桩有效桩长65 m,垂直度要求高达1/500。

  

图4 格构柱定位校正架

3.2 桩基检测

本工程主楼区域单桩竖向极限抗压承载力较大,达27 000 kN,工程中选用了自平衡法对桩基进行检测。

自平衡法桩基检测采用特制的荷载箱,与钢筋笼相接埋置于桩身指定位置。试验时,从桩顶通过输压管对荷载箱内腔施加压力,其上部桩极限侧摩阻力及自重与下部桩极限侧摩阻力及端阻力相平衡并以此来维持加载,从而获得桩的承载力。

化学药品、化学原料药、中成药、生物制药(制品),以及中药材和饮片又是药品细分的五大类。如图3所示,化学药品和中成药类的数量遥遥领先于其他三个类型。由此可见,湖北省生物医药的主导产业是化学药品和中成药。

本工程的成功实践,说明自平衡法检测技术适用于大吨位试桩,尤其适用于类似本工程的上下同步逆作法工程的静载试验。

3.3 逆作法节点施工

上下同步逆作法施工需要将上部结构核心筒剪力墙转换为下部立柱进行支承,所以必须设置转换结构。本工程界面层中核心筒位置沿剪力墙方向设置托梁,利用原有结构梁包裹核心筒区域所有逆作法支撑柱,并拉通成为一个整体(图5)。一般在剪力墙下采用原位支撑柱或墙外对称设置竖向支撑柱。托梁以原结构梁截面为基础,在结构梁的基础上加大截面并配筋,通过节点优化减小应力集中和转换梁负弯矩。

  

图5 调整后核心筒托梁布置

3.4 土方施工

本工程地下室共分4次挖土。为尽快达到上下同步施工工况,在首皮土开挖过程中,裙房区域一次开挖至-5.2 m标高,主楼区域一次放坡开挖至-8.3 m标高。在裙房区域施工B0结构的同时,完成主楼核心筒区域B1梁、板结构,再顺作完成主楼核心筒B0结构,完成整个B0板的封闭,达到上下同步施工工况。

称取蜂蜜样品5份,每份15 g,按1.3.3样品处理方法操作,测定峰面积,计算含量,获取RSD为0.5%。

在楼板适当位置开洞作为取土孔及材料运输口,出土口共21处。在顶板相应行车位置及开洞边缘采取加固措施,确保抓土机械及土方车辆行走安全。

4 实施效果

由于采用上下同步逆作法,故工程进度大幅提前。在迪士尼园区开园前,顺利达到外立面总体基本完成的施工形象进度,解决了本工程工期紧张的问题。

在茶碗上加盖的创新设计,优化了单独碗、盏、杯的品饮功能。防尘保温之外;捏拿碗盖于碗中轻重刮拨,调节茶汤浓淡;饮茶时不揭盖,将其微调成半张半合之态,茶汤徐徐入口,碗内茶叶阻于盖沿处,同时盖径小于碗径,盖入碗内,品饮倾斜时也免于滑落;碗盖起落之间,茶汤若隐若现,相较无盖碗盏一览无余,更添属于国人的一份起承转合之韵律。

此外,逆作法施工以逆作界面层作为设备机械安置、材料堆放场地,基本不占用邻近场地,解决了本工程施工场地紧张的问题。其次,逆作法省去常规顺作法的支撑及拆除费用,降低了工程费用。

从基坑安全性和绿色施工来说,逆作法优于顺作法。根据实测资料分析,基坑的水平位移为28 mm,基坑的竖向沉降为15 mm,基坑的最大水平位移和最大竖向沉降均小于按一级基坑和最初目标设置的数值。

5 结语

本工程中,相较于常规顺作法施工,逆作法极大地缩短了工期,顺利实现了施工节点目标。同时逆作法施工节省了常规顺作法的支撑及拆除费用,还能避免常规施工而引发的场地拥堵以及工程噪声等问题,具有良好的推广价值,值得相关从业人员认真研究及思考。

参考文献

[1]李琨,康健,商啸旻,等.城市复杂环境中深大基坑支护开挖施工技术[J].建筑机械化,2011,32(S2):55-58.

[2]刘溢,李镜培,陈伟.超大基坑框架逆作法关键施工技术[J].岩土工程学报,2013,35(S1):489-494.

 
何昕
《建筑施工》 2018年第04期
《建筑施工》2018年第04期文献

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