¿El estado actual y la tendencia de desarrollo de la tecnología de construcción inversa?
1. Descripción general
Según las estadísticas, el número total de edificios de gran altura construidos en nuestro país supera los 130 millones de metros cuadrados, y hay más de 200 rascacielos. con una altura de más de 100 mm. El más profundo es de 6 pisos y la profundidad es de -26,2 m. Ha alcanzado los 13 pisos. Existen muchos métodos para soportar pozos de cimentación profundos y algunos aún están en desarrollo. Cada tipo de soporte para fosas profundas tiene sus condiciones aplicables y ciertas limitaciones. Por lo tanto, el plan de construcción debe elegirse con cuidado; de lo contrario, una vez que se produzca un accidente por el colapso del soporte de un pozo de cimentación profundo, no solo causará pérdidas económicas significativas al proyecto, sino que también afectará negativamente al medio ambiente circundante. El método inverso es una nueva tecnología de soporte para fosas desarrollada en los últimos años. Es un método eficaz para construir estructuras subterráneas multicapa, como sótanos multicapa en edificios de gran altura. En países extranjeros como Estados Unidos, Japón, Alemania, Francia, etc., ha sido ampliamente utilizado y ha logrado buenos resultados. Por ejemplo, el edificio Yomiuri Shimbun en Japón tiene 9 plantas sobre rasante y 6 plantas subterráneas. Utilizando el método de construcción inverso, el período total de construcción es de sólo 22 meses, seis meses menos que proyectos similares construidos utilizando métodos de construcción tradicionales japoneses. Otro ejemplo es el edificio Water Tower Plaza en Chicago, EE. UU., que tiene 75 pisos, 203 m de altura y 4 sótanos. Se utiliza un muro continuo subterráneo de 18 m de profundidad y 144 pilotes moldeados in situ de gran diámetro como columnas de soporte intermedias, y el método de construcción es inverso. Una vez completada la estructura del sótano de este proyecto, la estructura superior del edificio principal se construyó hasta el piso 32.
Aunque la tecnología de construcción y las teorías relacionadas del método de construcción inversa han logrado ciertos resultados y se han promovido sus aplicaciones, todavía se utiliza como un método de construcción especial, utilizado principalmente en proyectos con requisitos especiales o construcción tradicional. Métodos Cuando el método de construcción no puede cumplir con los requisitos y es muy antieconómico.
2. Principios
Primero construya paredes subterráneas continuas u otras estructuras de soporte a lo largo del eje del sótano o alrededor del edificio y, al mismo tiempo, vierta en los lugares relevantes dentro del edificio. antes de que se cierre la placa inferior durante el período de construcción. O coloque pilotes y columnas de soporte intermedios como soportes para soportar el peso propio de la superestructura y las cargas de construcción. Luego se construye la estructura inferior de viga y losa como soporte para el muro diafragma subterráneo relativamente rígido, y luego la tierra se excava gradualmente hacia abajo y cada capa de estructura subterránea se vierte hasta la placa de sellado inferior. Al mismo tiempo, dado que se ha completado la estructura del piso de la planta baja, creando las condiciones para la construcción de la superestructura, la construcción de la estructura sobre el suelo se puede llevar a cabo simultáneamente y paso a paso. De esta forma, el terreno se construirá simultáneamente hasta la finalización del proyecto.
3. Clasificación de métodos inversos
(1) Método inverso: utilice las losas de piso nervado de hormigón armado de cada capa subterránea para formar un soporte horizontal para la estructura del cerramiento circundante. El hormigón para la losa del piso se vierte en su totalidad y luego se excava la tierra debajo. La tierra se transporta hacia afuera a través de los orificios reservados en la losa del piso y los materiales de construcción se transportan hacia abajo.
(2) Método semi-inverso: use las vigas de nervadura de celosía transversal pre-vertidas en el piso de nervadura de concreto reforzado del piso subterráneo para formar un soporte horizontal tipo marco para la estructura del cerramiento, y luego vierta una vez finalizada la excavación de tierra.
(3) Método local inverso: utilice el movimiento de tierras local reservado temporalmente alrededor del pozo de cimentación para formar una resistencia horizontal a la estructura del cerramiento circundante y compensar parte del desplazamiento causado por la presión lateral.
(4) Método de construcción inversa en capas: este método utiliza principalmente el método de construcción inversa en capas para la estructura del recinto circundante, en lugar de completar toda la construcción de una vez. La estructura del cerramiento circundante del método inverso en capas adopta paredes de clavos de suelo.
4. Características del proceso
(1) La construcción de la superestructura y la infraestructura subterránea se puede llevar a cabo en paralelo cuando la escala del edificio es grande y hay muchos pisos superiores e inferiores. , puede ahorrar aproximadamente 1/3 de las horas de trabajo.
(2) La tensión es buena y razonable, la deformación de la estructura del cerramiento es pequeña y el impacto en los edificios adyacentes también es pequeño.
(3) La construcción puede verse menos afectada por el viento y la lluvia, y la excavación de tierra puede representar poca o ninguna parte del período total de construcción.
(4) Aprovechar al máximo el espacio subterráneo y ampliar el área del edificio del sótano.
(5) La superficie estructural del primer piso se puede utilizar como plataforma de trabajo. No es necesario instalar una plataforma de trabajo de excavación ni soportes internos, lo que reduce en gran medida las grandes instalaciones temporales, como soportes y trabajo. plataformas y reduce los costos de construcción.
(6) Dado que la excavación y la construcción están escalonadas, el peso muerto de la estructura de arriba a abajo es soportado directamente por las columnas y transferido a los cimientos, lo que reduce el impacto de la descarga sobre la capa de soporte durante grandes excavaciones y reduce Se elimina el rebote de la cimentación en el pozo de cimentación.
(7) Desventajas del método inverso, como que la posición de soporte del método inverso está limitada por la altura del sótano y la altura no se puede ajustar. Para sótanos de gran altura, a veces es necesario instalar soportes horizontales temporales adicionales o aumentar la sección y el refuerzo del muro de contención. Dado que la excavación se realiza con la parte superior cerrada, en el pozo de cimentación hay un cierto número de columnas de soporte intermedias y tuberías de punta de pozo para el drenaje. Actualmente faltan máquinas de excavación pequeñas, flexibles y eficientes, lo que dificulta la excavación. Pero creo que estos problemas técnicos se solucionarán pronto.
5. Beneficios económicos
Adoptar un enfoque de arriba hacia abajo. La pared exterior del sótano y el muro de contención del pozo de cimentación generalmente adoptan la forma de dos paredes en una. Por un lado, elimina la necesidad de un muro de contención separado, por otro lado, puede maximizar el área del sótano dentro del alcance del terreno del proyecto y aumentar el área de uso efectivo. Además, el sistema de soporte del muro de contención se reemplaza por la estructura del piso del sótano, ahorrando muchos costos de soporte. Además, la estructura del piso, es decir, el sistema de soporte, también puede resolver las dificultades de soporte del diseño causadas por la forma especial del edificio o por la falta de losas locales del piso, haciendo que la tensión sea más razonable.
Debido a las razones anteriores, junto con el acortamiento del período total de construcción, tiene beneficios económicos obvios utilizar el método de construcción inversa para la construcción de edificios de gran altura con sótanos de varios pisos en áreas de suelo blando. Generalmente, se puede ahorrar entre un 25% y un 35% del coste total de las estructuras subterráneas.
6. Beneficios ambientales
(1) Ruido: Dado que el método de construcción de arriba hacia abajo es verter primero toda la capa superficial y luego excavar, debido a la obstrucción de la superficie. capa, la construcción reducirá considerablemente el ruido en el edificio, evitando retrasos provocados por el ruido nocturno de la construcción.
(2) Polvo: Generalmente se utiliza excavación abierta para el tratamiento de cimientos, lo que produce una gran cantidad de polvo de construcción y afecta la imagen de la ciudad. Los trabajos de construcción se llevan a cabo bajo una superficie cerrada, lo que puede minimizar el polvo.
7. Bienestar social
(1) Transporte: dado que el método de construcción inversa utiliza soporte de superficie y construcción inferior, es de gran utilidad en transporte urbano e ingeniería civil. Puede realizar operaciones subterráneas mientras la vía de superficie continúa abierta al tráfico, evitando pérdidas por atascos y desvíos.
(2) Usando el método inverso, primero complete la estructura plana de la capa +0.00 y la estructura en sí se puede usar como soporte interno. Debido a que la rigidez lateral de la estructura misma es infinita, el valor de deformación por compresión es casi cero en relación con los requisitos de deformación de los pilotes de contención. Esto resuelve fundamentalmente la deformación lateral de los pilotes de soporte, evita que el entorno circundante sufra problemas como el hundimiento de la superficie de la carretera y el hundimiento de los cimientos debido a valores excesivos de deformación y garantiza la seguridad de los edificios circundantes.
(3) El método de construcción inverso no solo puede utilizar la fuerza de unión y la fricción entre el muro de diafragma subterráneo y el suelo para soportar la carga vertical, sino también resistir completamente el daño causado por el viento horizontal y los terremotos. La enorme fuerza de corte horizontal y el momento de vuelco en la parte inferior del objeto mejoran en gran medida el efecto de resistencia al terremoto. China es una zona propensa a los terremotos, y prevenir y controlar los terremotos es crucial. Desde la perspectiva de la industria de la construcción, los peligros causados por los terremotos se pueden minimizar mediante el uso de técnicas de construcción apropiadas, y el método inverso tiene tales ventajas. Por lo tanto, el uso del método inverso en el soporte de pozos de cimentación profundos tiene amplios beneficios sociales.
8. Aplicaciones y perspectivas nacionales
Promover el método de construcción inverso puede mejorar la seguridad de los proyectos subterráneos, ahorrar en gran medida los costos del proyecto, acortar el período de construcción y evitar que los cimientos circundantes se hunda. . Es una tecnología de soporte para cimientos profundos con grandes perspectivas de desarrollo y valor de promoción. Es ampliamente utilizado en la construcción de pozos de cimentación profunda de edificios de gran altura en Liaoning, Shanghai, Guangzhou y otros lugares. Un ejemplo típico es el edificio de oficinas del Instituto de Ingeniería de Cimentaciones Especiales de Shanghai, ubicado en Tianyaoqiao Road, Xujiahui, en la esquina suroeste de Shanghai. El edificio tiene dos plantas subterráneas y cinco plantas sobre rasante. La profundidad del piso es de -7,30 m. Para explorar la construcción simultánea de la estructura básica y la superestructura y acortar el período total de construcción, el edificio adoptó la tecnología de construcción inversa y logró. éxito. Otro ejemplo es el edificio Henderson, construido por Shanghai Second Construction Engineering Company, utilizando el método de construcción inverso, con 4 pisos subterráneos, 22 pisos sobre el suelo y una profundidad de pozo de cimentación de 17 m. La construcción duró sólo 5 meses, todo el período de construcción se aceleró significativamente y los costos de apoyo se redujeron en 4 millones de yuanes. El asentamiento de las tuberías circundantes es de solo 15 mm y el desplazamiento de las carreteras y casas circundantes es de 5 mm, lo que logra importantes beneficios económicos y sociales. Como resultado, hubo un aumento en la ingeniería inversa en Shanghai y, posteriormente, docenas de proyectos como Tomorrow Square y Jingsha Residential Buildings adoptaron la ingeniería inversa.
En la actualidad, el método de construcción inversa se ha incluido en el Estándar Nacional de la República Popular China "Código para el diseño de cimientos de edificios" promulgado en 2001, el método de construcción inversa del sótano (YJGF02-96); (YJGF07-98) se han anunciado en varios lugares, lo que indica que el método de construcción inversa se ha vuelto cada vez más maduro y sus perspectivas en el soporte de pozos de cimentación profunda son optimistas. Si el siglo pasado fue el período inicial de ingeniería inversa, seguido por el rápido desarrollo y la aplicación a gran escala de la ingeniería inversa en todo el país, ahora se encuentra en la etapa madura de la tecnología y tendrá un apogeo de mayor desarrollo.
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