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盖挖逆作法实质上是一种基坑支护技术,它兴起于20世纪的中后期,当前该方法在国外得到了较好的应用,而且也取得了较好的效果。目前我国主要将该方法应用于人防工程的施工中,而伴随着当前我国高层建筑以及城市轨道交通项目的不断增多,人们越来越重视盖挖逆作法,因此也在理论和实践方面对其进行了深入的研究。在进行多层地下结构的施工时,盖挖逆作法是一种有效的施工方式,通过对其加以有效的应用,可以减少对环境的破坏,盖挖逆作法是一种新兴的基坑支护技术,而且通过对其的应用,能够取得较好的经济效益和社会效益,因此对于盖挖逆作法施工的关键技术进行探讨是非常有必要的。
2 盖挖逆作法施工概述
2.1 盖挖逆作法的基本原理
在应用盖挖逆作法进行施工的时候,往往都是先沿着建筑物地下室的轴线或者地下连续墙进行施工,然后在建筑物的内部,进行支承桩和柱的浇筑,因为在施工的过程中,这些支承桩和柱能够有效承担来自于上部结构的荷载,接着再进行地面一层的梁板楼面结构的施工,将其作为地下连续墙的支撑,随后一层一层地向下开挖土方和对各层的地下结构加以浇筑,直到底板封底。而且由于地面一层的楼面结构已经完成了施工,这也就为上部结构的施工创造了更加有利的条件,在进行地下施工的同时,可以进行地面以上的结构施工,这样可以大大地提高施工的效率。如图1所示,就是盖挖逆作法的施工流程。
2.2 盖挖逆作法的施工工艺特点
通过对于盖挖逆作法加以有效应用,可以使得建筑物上部结构的施工和地下结构的施工得以同时开展,所以特别适用于规模较大、层数较多的建筑,而且还能够节省大约三分之一的工时,所以盖挖逆作法施工工艺具有很好的省时特征。通过盖挖逆作法来进行施工,能够使得结构的受力更加合理,而且就围护结构而言,其变形量往往也较小,所以不会对相邻的建筑物造成太大的影响,一直以来,如何有效地保护施工场地周围的环境和其他建筑都是一个难题,而通过盖挖逆作法进行施工可以有效地解决这一难题,对于周围的环境有效地进行保护,因此盖挖逆作法在保护周围环境方面也有着突出的优势。除此之外,通过对于盖挖逆作法加以应用,还能够尽可能地减少对于地面交通的影响,同时也不会对市容市貌造成太大的破坏,这样就不会对人们的正常工作和生活造成影响。由于在施工的过程中,是将一层的结构平面作为工作平台的,所以说在施工的过程中也就不用再另外架设和开挖工作平台以及内撑,一层结构平面就能够很好地满足施工的需求,这样不仅可以节约施工所需要的时间,同时也能够减少施工所需要的费用。由于在盖挖逆作法施工的过程中,开挖和施工是交错进行的,逆作结构自身的荷载可以直接由立柱来进行承担,并且立柱还可以将这些荷载传递至地基,这样就能够有效地减少开挖过程中由于卸载对持力层造成的影响,使得基坑内的地基回弹量能够得到有效的控制。
2.3 盖挖逆作法的经济效益
利用盖挖逆作法来进行施工(如图2所示),一般都是采取的地下室外墙和基坑围护墙合为一体的方式,这样就有效地避免了单独设立围护墙,而且还能够有效地扩大地下结构的面积,使得有效使用面积得以大大增加。除此之外,在应用盖挖逆作法进行施工的过程中,围护墙的支撑体系是采用地下室楼盖结构来进行代替的,这样就能够节省很多的支撑费用,而且将楼盖结构和支撑体系合二为一,也可以有效地解决布置支撑的困难,使得结构的受力情况得到有效改善。所以说通过盖挖逆作法进行施工,可以使得施工的流程更为简单,而且又有效地缩短了施工周期,所以可以大大地节约施工的成本。尤其是对于在地下有多层结构的建筑,盖挖逆作法施工有着非常重要的意义,不仅可以使得工期得以缩短,同时还具有良好的经济效益。
2.4 盖挖逆作法所存在的问题
虽然应用盖挖逆作法可以有效地缩短工期,但是在对盖挖逆作法进行应用的过程中,往往也存在着许多的问题。盖挖逆作法的支撑位置往往会受到地下结构层高的限制,因为不能够对地下结构的层高进行灵活的调整,如果在遇到层高较高的地下结构的时候,往往就需要另外设置临时的水平支撑或者是加大围护墙的断面以及配筋,而且由于挖土操作是在顶部封闭的状态下来进行的,所以说在基坑之中往往还存在着一定数量的中间支承柱和降水用井点管,但是由于当前仍然缺乏小型、灵活性较好和高效的挖土机械,所以说也使得挖土的难度有所增加。这些都是盖挖逆作法所存在的不足,要想对其加以更好地应用,还必须要对这些问题加以有效的解决。
3 盖挖逆作法施工关键技术分析
3.1 施工测量技术
测量是盖挖逆作法施工的第一个步骤,而且测量对于盖挖逆作法施工有着至关重要的影响,所以必须要对其引起足够的重视,在进行测量的时候,需要从平面控制测量、标高控制测量两个方面来加以考虑,首先是平面控制测量,必须要依据施工场地的规划坐标点来对工程的永久性控制点加以设定,具体来说,就是要在测量的过程中,结合经纬仪和水准仪等测量仪器来将所需要建设的工程的各个参考点设置在结构的周边的永久性牢固建筑物的外墙交叉角处,而且还必须要对所设置的控制点采取有效的措施加以保护,防止这些控制点遭到破坏。在开挖的过程中,必须要做好相应尺寸的防线以及标识工作,具体来说,就是要随着开挖的進行来把工程的控制点引入到基坑的内部,而且要及时地在每一层施工期间做好结构各个部分的测量和放线工作。
在进行标高控制测量的时候,需要进行标高引测,将水准点引导至地下结构,并且使得它们形成闭合环线,然后再利用全站仪和水准仪来进行测量,使得结构各个部分的相对标高能够被有效地测出,然后再根据所测量的相对标高来对实际的标高加以计算。接下来需要对主体结构的标高进行引测,利用水准仪来进行测量,确定出主体结构每一层的标高。
3.2 钢管桩沉桩施工技术
在进行钢管桩的沉桩施工之前,需要合理地对钢桩进行搬运和堆放,必须要保证钢樁堆放的地点是坚实平整的,而且为了保证有效地对钢管桩进行搬运,还必须要合理地设置吊桩点。在进行打桩施工之前,必须要做好相应的准备工作,首先需要对施工的现场进行有效的清理,然后再进行测量定位放线,最后对于中心桩的位置加以确定,并且在其周围撒上石灰,用对应直径的圆圈来对桩的大小以及位置进行标注。在打桩之前,必须要对桩进行仔细的检查,检查其两端是否存在有油污等脏物,而且还必须要保证桩的干燥。此外,还需要对桩身进行检查,检查桩身是否具有裂纹等损坏情况,如果有,必须要及时地采取措施对其加以处理,然后才能够进入下一道工序。
接下来在进行插桩和沉桩的过程中,必须要对桩的垂直度加以有效保证,在插桩的时候,需要空打1~2m,对于桩的垂直度再次校正之后,才能够正式打桩,在插桩的过程中,必须要保证桩的垂直高度,同时需要将桩提高到一个垂直框架,然后再慢慢放下。在沉桩时,务必要保证桩锤落在桩心上,这样才能够有效地避免沉桩出现偏斜的问题。在一些时候,由于桩的长度不够,往往还需要进行接桩处理,所以就避免不了焊接,在对钢桩进行焊接的过程中,应该采用坡口焊的方式,在进行焊接之前,必须要对坡口内部的水、油和锈等污物加以清除,避免其对焊接造成影响,同时还应该将内衬箍安放在下一节桩内侧的挡块上,然后紧贴着管桩的内壁分段进行点焊,最后再吊上节桩。在安置好对接的两节桩之后,必须要用经纬仪对桩的垂直度加以校准,确保了桩的垂直度之后,再进行点焊。整个焊接操作必须对称进行,要采用多层焊的方式,钢管桩的各层焊缝接头应该错开,而且对于焊渣应该及时地清除。
3.3 基坑降水施工技术
在进行基坑降水施工的过程中,一般都是采用的降水管井施工方法,在利用该方法进行施工的时候,首先需要按照施工图纸的要求,利用测量仪器来对可能会安放降水管井的地点进行标注,然后再利用人工的方法来对井口进行浅部的开挖,并且安装相应的井口护筒,再将钻机转移到开挖部位来进行钻孔,在钻孔的深度达到设计的要求之后,利用砂垫层对井底进行填充,在填充完成之后,再分部分地放入钢筋混凝土井管,而且在井壁和井管之间应该填充过滤砂层,最后再放入水泵并且安装相应的电路,在抽水之前,必须要先进行试验,试验合格之后才能够全面开始抽水,待抽水过程结束之后,才能够拔出管道并且进行封井。在施工的过程中,经常会使用到的降水设备。对于管井而言,其井口必须要保证高出工作面至少0.5m,这样才能够有效防止地下水侵入井中,井壁管应该采用沙石预制混凝土材料,一般单个井管的直径应该为350mm,长度则应该在2m。