深基础逆作法施工技术理论与应用方法研究

深基础逆作法施工技术理论与应用方法研究 深基础逆作法施工技术主要用于带多层地下室的高层建筑施工，是近年来建筑工程技术研究的重点课题之一。传统的深基坑顺作法施工往往会产生两种不良后果。一方面由于设计施工处于不定状态造成深基坑支护结构失效， 25 以上的基坑发生工程事故，损失很大；另一方面，由于过分保守，将基坑支护的临时结构按永久性结构进行设计，造成较大的浪费。采用逆作法施工技术，可以弥补顺作法的上述缺陷，其工艺原理是在多层地下室施工时，利用先施工完成的地下连续墙（即地下室外墙）作为深基坑施工时的挡土、止水和防渗的围护体，而地下各层的梁、板、柱和墙等，在施工过程中作为围护体的支撑体系。按此技术原理山地面分层向下施工，直至地下室底板完成：地面以上结构，在地下一层顶板完成后，同时向上进行柱、梁和楼板等构件施工，依次向上逐层进行。该项技术有下列优点： 确保基坑安全。常规的支撑型支护体系，土体与垂直变形达 50mm 以上，而逆作法可控制在 3Omm 以内，由于基坑变形小，可减少深基坑施工对邻近建筑与地下设施的影响。 用楼盖代替水平支撑，解决基坑围护支撑布置的难题。 缩短工程施工总工期，一般情况下，基坑与地下室结构的施工不占主导工期，可缩短总工期 4 个月至 6 个月。 经济效益和社会效益显著，由于用地下室外墙代替支护墙，地下室楼盖与支撑合一，可节省工程成本 10 至巧。在逆作法技术的推广应用中，有许多课题需要进一步的发展和完善。特别是常规情况下，设计人员可不考虑逆作法产生的施工阶段不利因素，使一些可以进行逆作法施工的工程无法进行，再加上缺乏一套同时考虑逆作法施工因素的多层地下室设计计算机计算分析程序，设计和施工人员对逆作法施工的安全可行性产生担心和疑虑，具体实施时，设计单位与施工单位很难协调，制约了该项技术的推广和应用。要发展应用逆作法技术，就应当促进设计施工一体化考虑，并编制成一个通用的计算分析程序，一方面保证原设计地下室结构功能要求不降低，另一方而又可以按逆作法施工要求对地下室主体结构重新优化设计。本课题主要科研内容为：第一，针对逆作法施工技术在设计施工中的受力机理与沉降分析进行研究。特别是逆作法施工的地下室结构设计与逆作法支护设计是统一的，那么地下室外墙的结构和受力变形主要是受施工阶段控制，导致地下室的主体结构与地上、地下的施工工况相互制约。所以首先对地下连续墙的承载力和受力变形进行研究。第二，对地下连续墙与中柱桩的相互影响进行研究。在逆作法施工的各工况条件下，已建成的地下室部分结构构件，承受地面以上的结构荷载，地下部分各构件间的沉降差异要控制在加 mm 以内，同时要验算差异沉降引起结构内力的重新分布情况。第三，将地下连续墙、中柱桩、土及其他地下结构等作为一个整体进行它们之间的共同作用分析，建立共同作用方程式。根据上部结构的建造情况，将上部结构的刚度和荷载叠加进地下部分共同作用方程式，从而建立整体共同作用数学模型。第四，将上述研究成果开发成一个计算机计算分析程序。该程序用 FORTRAN 语言编写，可求解各工况条件下整体共同作用方程式，并对己建工程进行对比分析计算，求解己建工程地下结构的内力、沉降和变形等数据，并与该工程设计、施工和检测等方面的原有数据对比分析，检验并修正该计算分析程序理论计算方法的正确性。通过多个工程实例的计算分析，计算结果与实测结果比较接近，说明该程序对逆作法的设计和施工具有指导意义。