一种逆作法竖向支承体系及其施工方法与流程

本发明涉及逆作法施工领域，特别涉及一种逆作法竖向支承体系及其施工方法。

背景技术：
随着城市规模的迅速扩张，城市用地空间已经体现了愈发紧张的趋势，高层甚至超高层建筑采用逆作法施工的工程项目逐渐增多。逆作施工阶段的竖向支承体系是基坑逆作实施期间的关键构件，在逆作阶段承受已浇筑的主体结构梁板自重和施工荷载的支撑，在整体地下结构形成前，每个框架范围内的荷载全部由一根或几根竖向支承构件承受，因此对其承载力和沉降控制都提出了较高的要求。逆作法工程中最基本的竖向支承体系形式为“一柱一桩”形式，根据实际工程经验，常规角钢拼接格构柱与立柱桩组成的“一柱一桩”竖向支承体系仅可承受2～3层上部结构荷载。但实际工程中上部结构的施工速度要远快于地下结构逆作施工的速度，由于常规竖向支承体系承载力限制，上部结构通常施工到限制层数后需暂停直至地下结构完成，竖向支承体系可提供足够的承载能力后才可继续上部结构的施工。因此，逆作法施工通常采用的常规“一柱一桩”竖向支承体系承载力不足成为影响上部结构施工速度的关键，这在一定程度会拖延工程总体进度，降低了高层建筑逆作法上下同步施工方法在总施工工期方面的优势。

技术实现要素：
本发明提供一种逆作法竖向支承体系及其施工方法，以解决上述技术问题。为解决上述技术问题，本发明提供一种逆作法竖向支承体系，包括从内向外依次设置的格构柱、工程桩以及外包钢筋混凝土层，所述格构柱内设有第一钢筋笼，所述工程桩内设有第二钢筋笼，所述外包钢筋混凝土层内设有第三钢筋笼，还包括拉结筋，所述拉结筋的一端焊接于所述第一钢筋笼上，另一端焊接于所述第三钢筋笼上，所述格构柱与外包钢筋混凝土层共同浇筑形成叠合柱。较佳地，在所述第一钢筋笼的焊接阶段，所述拉结筋为L型，包括水平段和竖直段；逆作施工至底板封底后，所述拉结筋调直为一字型。较佳地，所述格构柱与所述工程桩一次性混凝土浇筑完成，形成混凝土保护层。较佳地，L型拉结筋的水平段与所述第一钢筋笼焊接连接，所述竖直段设置于所述混凝土保护层内。较佳地，所述混凝土保护层于逆作施工至底板封底后凿除。较佳地，所述拉结筋的两端分别设有向内弯折的回钩结构。较佳地，所述第二钢筋笼和第三钢筋笼分别包括若干水平筋和若干竖向筋，所述水平筋与竖向筋交错焊接。本发明还提供了一种如上所述的逆作法竖向支承体系的施工方法，包括如下步骤：S1：第一钢筋笼焊接阶段，将L型拉结筋的水平段焊接于所述第一钢筋笼上；S2：下放第二钢筋笼，同时下放格构柱，将所述格构柱垂直插入所述第二钢筋笼内，然后将所述格构柱与工程桩一次性混凝土浇筑成型，在所述格构柱的外表面形成混凝土保护层，所述L型拉结筋的竖直段完全覆盖于所述混凝土保护层内；S3：达到设计强度后，施工B0板，并逐层向下开挖进行地下结构逆作施工，直至底板封底，凿除所述混凝土保护层，露出所述L型拉结筋的竖直段，并对所述竖直段进行调直，形成一字型拉结筋；S4：将所述一字型拉结筋与第三钢筋笼焊接为一体，支模后，浇筑和振捣外包钢筋混凝土层，使所述外包钢筋混凝土层与所述格构柱形成叠合柱。较佳地，步骤S2中，下放所述第二钢筋笼后还包括对所述第二钢筋笼进行调垂步骤；下放格构柱后还包括对所述格构柱进行调垂步骤。较佳地，步骤S2中，所述格构柱垂直插入所述第二钢筋笼内的深度大于3m。与现有技术相比，本发明提供的逆作法竖向支承体系及其施工方法具有如下优点：1、本发明采用桩柱一体化施工，柱身完整性和柱头质量更好；2、利用永久性的格构柱作为逆作阶段的竖向支承体系，提高了竖向支承体系的承载力，减少了临时竖向支承体系的工程量和拆除量，节省了大量资源；3、格构柱加厚的外表面平整美观，便于后期装饰；4、有效缩短了上部结构施工周期，提高了施工质量及施工效率。附图说明图1为本发明一具体实施方式中埋设L型拉结筋的结构示意图；图2为本发明一具体实施方式中L型拉结筋调直为一字型拉结筋的结构示意图；图3为本发明一具体实施方式中在格构柱外侧设置第二钢筋笼的结构示意图；图4为本发明一具体实施方式中浇筑外包钢筋混凝土层的结构示意图；图5为本发明一具体实施方式的逆作法竖向支承体系应用于逆作法施工的效果图。图中：10-格构柱、11-混凝土保护层、20-外包钢筋混凝土层、21-水平筋、22-竖直筋、30a-L型拉结筋、30b-一字型拉结筋、40-叠合柱、50-地面、60-地下连续墙。具体实施方式为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。需说明的是，本发明附图均采用简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。本发明提供的逆作法竖向支承体系，如图4和图5所示，包括从内向外依次设置的格构柱10、工程桩以及外包钢筋混凝土层20，所述格构柱10内设有第一钢筋笼，所述工程桩内设有第二钢筋笼，所述外包钢筋混凝土层20内设有第三钢筋笼，还包括拉结筋，所述拉结筋的一端焊接于所述第一钢筋笼上，另一端焊接于所述第三钢筋笼上，所述格构柱10与外包钢筋混凝土层20共同浇筑形成叠合柱40。本发明采用桩柱一体化施工，柱身完整性和柱头质量更好；在格构柱10外增加外包钢筋混凝土层20，作为逆作阶段的竖向支承体系，不仅提高了竖向支承体系的承载力，更大大减少了逆作施工阶段临时竖向支承体系的设置量和拆除量，节省了资源；同时还避免了上部结构受地下结构施工进度的限制，有助于总体工期的缩减。较佳地，请重点参考图1和图2，在所述第一钢筋笼的焊接阶段，所述拉结筋为L型(即L型拉结筋30a)，包括水平段和竖直段；逆作施工至底板封底后，所述拉结筋调直为一字型(即一字型拉结筋30b)，通过对拉结筋形状的调整，使其符合不同施工阶段的不同需求。较佳地，请继续参考图1，所述格构柱10与所述工程桩一次性混凝土浇筑完成，形成混凝土保护层11，工程桩与格构柱10一体化施工，柱身完整性和柱头质量更好；较佳地，L型拉结筋30a的水平段与所述第一钢筋笼焊接连接，所述竖直段设置于所述混凝土保护层11内。较佳地，请重点参考图2，所述混凝土保护层11于逆作施工至底板封底后凿除，以便于露出所述L型拉结筋30a的竖直段，并对所述竖直段进行调直，形成一字型拉结筋30b。较佳地，请继续参考图1，所述拉结筋的两端分别设有向内弯折的回钩结构，以增加拉结筋对混凝土的拉力，确保施工质量。较佳地，请重点参考图3和图4，所述第二钢筋笼和第三钢筋笼分别包括若干水平筋21和若干竖向筋22，所述水平筋21与竖向筋22交错焊接，以形成立体空间内的网格状支撑，便于后续混凝土的浇筑。本发明还提供了一种如上所述的逆作法竖向支承体系的施工方法，请继续参考图1至图4，包括如下步骤：S1：重点参考图1，第一钢筋笼焊接阶段，将L型拉结筋30a的水平段焊接于所述第一钢筋笼上，以固定L型拉结筋30a的一端；S2：下放第二钢筋笼，同时下放格构柱10，将所述格构柱10垂直插入所述第二钢筋笼内至设计标高，较佳地，所述格构柱10垂直插入所述第二钢筋笼内的深度大于3m，然后将所述格构柱10与工程桩一次性混凝土浇筑成型，在所述格构柱10的外表面形成混凝土保护层11，所述L型拉结筋30a的竖直段完全覆盖于所述混凝土保护层11内；S3：达到设计强度后，施工B0板，并逐层向下开挖进行地下结构逆作施工，直至底板封底，凿除所述混凝土保护层11，凿毛至露出所述L型拉结筋30a的竖直段，并对所述竖直段进行调直，形成一字型拉结筋30b，请重点参考图2；S4：请参考图3，将所述一字型拉结筋30b与第三钢筋笼焊接为一体，支模后，采取合适的浇筑和振捣工艺外，使所述外包钢筋混凝土层20与所述格构柱10形成叠合柱40，如图4和图5所示，在地面50以下，地下连续墙60之间，格构柱10与工程桩的一体式结构作为逆作施工阶段临时竖向支承体系；逆作施工完成后，叠合柱40作为地下建筑的永久性支撑结构。较佳地，步骤S2中，下放所述第二钢筋笼后还包括对所述第二钢筋笼进行调垂步骤；下放格构柱10后还包括对所述格构柱10进行调垂步骤。综上所述，本发明提供的逆作法竖向支承体系及其施工方法，该体系包括从内向外依次设置的格构柱10、工程桩以及外包钢筋混凝土层20，格构柱10内设有第一钢筋笼，工程桩内设有第二钢筋笼，外包钢筋混凝土层20内设有第三钢筋笼，还包括拉结筋，所述拉结筋的一端焊接于第一钢筋笼上，另一端焊接于第三钢筋笼上，所述格构柱10与外包钢筋混凝土层20共同浇筑形成叠合柱40。本发明采用桩柱一体化施工，柱身完整性和柱头质量更好；在格构柱10外增加外包钢筋混凝土层20，作为逆作阶段的竖向支承体系，不仅提高了竖向支承体系的承载力，更大大减少了逆作施工阶段临时竖向支承体系的设置量和拆除量，节省了资源；同时还避免了上部结构受地下结构施工进度的限制，有助于总体工期的缩减。显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。