發(fā)布時間:2022-07-24 03:18:35
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創(chuàng)造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的1篇高層建筑設計管理研究,希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
當前,高層建筑外部造型設計多以追求新奇造型為目標。在這一背景下,本文堅持“以人為本”原則,從宏觀的城市環(huán)境到微觀的建筑細部角度加以分析,認為在參考人的尺度下,高層建筑設計外部形象的設計,主要處理好五種尺度關系,并試探地提出一些設計指導原則。
當前,我國的高層建筑外部造型設計多以追求建筑形象的新、奇、特為目標,每棟高層都想表現(xiàn)自己,突出自我,而這樣做的結(jié)果只能使整個城市顯得紛繁無序、生硬,建筑個體外部體量失衡,缺乏親近感,拒人于千里之外。造成這種現(xiàn)象的主要原因是缺乏對高層建筑的外部尺度的認真仔細推敲,因此,對高層建筑的外部尺度的研究是很有必要的。
首先定義一下尺度,所謂的尺度就是在不同空間范圍內(nèi),建筑的整體及各構(gòu)成要素使人產(chǎn)生的感覺,是建筑物的整體或局部給人的大小印象與其真實大小之間的關系問題。它包括建筑形體的長度、寬度、整體與城市、整體與整體、整體與部分、部分與部分之間的比例關系,及對行為主體人產(chǎn)生的心理影響。講到尺度時應注意它與尺寸之間的區(qū)別,尺度一般不是指建筑物或要素的真實尺寸,而是表達一種關系及其給人的感覺,尺寸是用度量單位,如:公里、米、尺、厘米等對建筑物或要素的度量,是在量上反映建筑及各構(gòu)成要素的大小。不同的尺度帶來的感覺是不一樣的,有的尺度使高層建筑顯得挺拔或厚重,有的則使高層建筑顯得龐大或輕飄,它直接影響人的心理感受,由此可見,尺度在高層建筑設計中處于一個至關重要的位置。
高層建筑設計中尺度的確難以把握,因它不同于日常生活用品,日常生活用品很容易根據(jù)經(jīng)驗做出正確的判斷,其主要原因有:一是高層建筑物的體量巨大,遠遠超出人的尺度。二是高層建筑物不同于日常用品,在建筑中有許多要素不是單純根據(jù)功能這一方面的因素來決定它們的大小和尺寸的,例如門,本來可以略高于人的尺度就可以了,但有的門出于別的考慮設計得很高,這些都會給辨認尺度帶來困難。
高層建筑設計時,不能只單單重視建筑本身的立面造型的創(chuàng)造,而應以人的尺度為參考系數(shù),充分考慮人觀察視點、視距、視角,和高層建筑使用親近度,從宏觀的城市環(huán)境到微觀的材料質(zhì)感的設計都要創(chuàng)造良好的尺度感,把高層建筑的外部尺度分為五種主要尺度:城市尺度、整體尺度、街道尺度、近人尺度、細部尺度。
1、高層建筑設計中的外部尺度
1.1城市尺度
高層建筑是一座城市有機組成部分,因其體量巨大,高度很大,是城市的重要景點,對城市產(chǎn)生重大的影響。從對城市整體影響的角度來看,表現(xiàn)在高層建筑對城市天際輪廓線的影響,城市的天際輪廓線有實、虛之分,實的天際線即是建筑物的輪廓,虛的天際線是建筑物頂部之間連接的光滑曲線,高層建筑在城市天際線創(chuàng)造中起著重要的作用,因城市的天際輪廓線從一個城市很遠的地方就可以看見,也是一座城市給一個進入它的人第一印象。因此,高層建筑尺度的確定應與整個城市的尺度相一致,而不能脫離城市,自我夸耀,唯我獨尊,不利于優(yōu)美、良好天際線的形成,直接影響到城市景觀。高層建筑對城市局部或部分產(chǎn)生的影響,是指從市內(nèi)比較開闊的地方,如:廣場、干道、開放的水系和綠地所看到的天際線,也直接影響人民的日常生活。因此,城市天際輪廓線不僅影響人從城市外圍所看的景觀,也直接影響到市內(nèi)居民的生活與視覺觀賞。
高層建筑對城市各構(gòu)成要素也產(chǎn)生重大的影響,高層建筑的位置、高度的確定,也應充分地考慮該城市尺度、傳統(tǒng)文化,不當?shù)某叨葧Τ鞘挟a(chǎn)生不良的影響,改變了城市傳統(tǒng)的歷史文化,也改變了原來城市各構(gòu)成要素之間有機協(xié)調(diào)的比例關系,如:上海市,黃浦江可謂是城市一條重要水系,原先具有寬大、雄壯的氣勢。但由于東方明珠塔的建成,又過于靠近黃浦江,其他高層建筑也跟著靠近黃浦江建設,使黃浦江的尺度感變小了,失去了原有的雄壯,而改變了老上海的歷史與文化,從這一角度講,東方明珠塔的建成又是一件憾事。
1.2整體尺度
整體尺度是指高層建筑各構(gòu)成部分,如:裙房、主體和頂部等主要體塊之間的相互關系及給人的感覺。整體尺度是設計師十分注重的,關于建筑的整體尺度的均衡理論有許多種,但都強調(diào)整體尺度均衡的重要性。面對一棟建筑物時,人的本能渴望是能把握該棟建筑物的秩序或規(guī)律,如果得到這一點,就會認為這一建筑物容易理解和掌握,若不能得到這一點,人對該建筑物的感知就會是一些毫無意義的混亂和不安。因此,建筑物的整體尺度的掌握是十分重要的,在設計時要注意下面的兩點:
1.2.1各部分尺度比例的協(xié)調(diào)
高層建筑一般由三個部分組成的——裙房、主體和頂部,也有些建筑在設計中加入了活躍元,以使整棟建筑造型生動活躍起來。一個造型美的高層建筑是建立在很好地處理了這幾個部分之間的尺度關系,而這三個部分尺度的確定,應有一個統(tǒng)一的尺度參考系(如把建筑的一層或幾層的高度作為參考系),不能每一部分的尺度參考系都不同,這樣易使整個建筑含糊、難以把握。
1.2.2高層建筑中各部分細部尺度應有層次性
高層建筑各部分細部尺度的劃分是建立在整體尺度的基礎上的,各個主要部分應有更細的劃分,尺度具有等級性,才能使各個部分造型構(gòu)成豐富。尺度等級最高部分為高層建筑的某一整個部分(裙房、主體和頂部),最低部分通常采用層高、開間的尺寸、窗戶、陽臺等這些為人們所熟知的尺寸,使人們觀察該建筑時很容易把握該部分的尺度大小。一般在最高和最低等級之間還有1~2個尺度等級,也不易過多,太多易使建筑造型復雜而難以把握。
1.3街道尺度
街道尺度是指高層建筑臨街面的尺度對街道行人的視覺影響。這是人對高層建筑近距離的感知,也是高層建筑設計中重要的一環(huán)。臨近街道的高層建筑部分的尺度確定,主要考慮到街道行人的舒適度,高層建筑主體因為尺度過大,易向后退,使底層的裙房置于沿街部分,減少了高層建筑對街道的壓迫感。
為了保持街道空間及視覺的連續(xù)性,高層建筑臨街面應與沿街的其他建筑相一致,宜有所呼應。如:在新加坡老區(qū)和改建后的一條干道的兩側(cè),為了不致造成新區(qū)高層和老區(qū)低層截然分開,沿新區(qū)一側(cè)作了和老區(qū)房屋高度相同中相似的裙房,高層稍后退,形態(tài)效果良好的對話關系。
1.4近人尺度
近人尺度是指高層建筑最底部分及建筑物的出入口的尺寸給人的感覺。這部分經(jīng)常為使用者所接觸,也易被人們仔細觀察,也是人們對建筑直接感觸的重要部分。其尺度設計應以人的尺度為參考系,不宜過大或過小,過大易使建筑缺少親近性,過小則減小了建筑的尺度感,使建筑猶如玩具。
在近人尺度處理中,應特別注意建筑底層及入口的柱子、墻面的尺度劃分,檐口、門、窗及裝飾的處理,使其尺度感比以上幾個部分更細。對入口部分及建筑周邊空間加以限定,創(chuàng)造一個由街道到建筑的過渡緩沖的空間,使人的心理有一個逐漸變化的過程。如:上海圖書館門前采用柱廊的形式,使出入館的人有一個過渡區(qū),這樣使建筑更具有近人及親人性。
1.5細部尺度
細部尺度是指高層建筑更細的尺度,它主要是指材料的質(zhì)感。在生活中,有的事物我們喜歡觸摸,有的事物我們不喜歡觸摸——我們通過說“美妙”或“可怕”來對這些事物做出反應,形成人的視覺質(zhì)感,建筑設計師在設計過程中要充分運用不同材料的質(zhì)感,來塑造建筑物,吸引人們親手去觸摸或至少取得同我們的眼睛親近感,或者換言之,通過質(zhì)感產(chǎn)生一種視覺上優(yōu)美的感覺。勒。柯布西埃在拉托爾提建造的修道院是運用或者確切地說是留下大自然“印下”的質(zhì)感的優(yōu)秀典范,這里的質(zhì)感,也就是用斜撐制作在混凝土上留的木紋。
2、高層建筑外部尺度設計的原則
2.1建筑與城市環(huán)境在尺度上的統(tǒng)一
注意高層建筑布置對城市輪廓線的影響,因為在城市輪廓線的組織中,起最大作用的是建筑物,特別是高層建筑,因而它的布置應遵行有機統(tǒng)一的原則進行布置:
(1)高層建筑聚集在一起布置,可以形成城市的“冠”,但為避免其相互干擾,可以采用一系列不同的高度,或雖采用相仿高度,但彼此間距適當,組成有關的構(gòu)圖。也可以單棟高層建筑布置在道路轉(zhuǎn)彎處,以豐富行人的視覺觀賞。
(2)若高層建筑彼此間毫無關系,隨處隨地而起不到向心的凝聚感,則不會產(chǎn)生令人滿意的和諧整體。
(3)高層建筑的頂部不應雷同或減少雷同,因為這會極大影響輪廓線的優(yōu)美感。
2.2同一高層建筑形象中,尺度要有序
高層建筑設計時,應充分考慮建筑的城市尺度、整體尺度、街道尺度、近人尺度、細部尺度這一尺度的序列,在某一尺度設計中要遵守尺度的統(tǒng)一性,不能把幾種尺度混淆使用,才能保證高層建筑物與城市之間、整體與局部之間、局部與局部之間及與人之間保持良好的有機統(tǒng)一。
2.3高層建筑形象在尺度上須有可識別性
高層建筑物上要有一些局部形象尺度,能使人把握其整體大小,除此之外,也可用一些屋檐、臺階、柱子、樓梯等來表示建筑物的體量。任意放大或縮小這些習慣的認知尺度部件就會造成錯覺,效果就不好。但有時往往要利用這種錯覺來求得特殊的效果。
3、結(jié)語
高層建筑的外部尺度影響因素很多,設計師在設計高層建筑中充分地把握各種尺度,結(jié)合人的尺度,滿足人的使用、觀賞的要求,必定能創(chuàng)造出優(yōu)美的高層建筑外部造型。
摘要:當前,高層建筑外部造型設計多以追求新奇造型為目標。在這一背景下,本文堅持“以人為本”原則,從宏觀的城市環(huán)境到微觀的建筑細部角度加以分析,認為在參考人的尺度下,高層建筑設計外部形象的設計,主要處理好五種尺度關系,并試探地提出一些設計指導原則。
當前,我國的高層建筑外部造型設計多以追求建筑形象的新、奇、特為目標,每棟高層都想表現(xiàn)自己,突出自我,而這樣做的結(jié)果只能使整個城市顯得紛繁無序、生硬,建筑個體外部體量失衡,缺乏親近感,拒人于千里之外。造成這種現(xiàn)象的主要原因是缺乏對高層建筑的外部尺度的認真仔細推敲,因此,對高層建筑的外部尺度的研究是很有必要的。
首先定義一下尺度,所謂的尺度就是在不同空間范圍內(nèi),建筑的整體及各構(gòu)成要素使人產(chǎn)生的感覺,是建筑物的整體或局部給人的大小印象與其真實大小之間的關系問題。它包括建筑形體的長度、寬度、整體與城市、整體與整體、整體與部分、部分與部分之間的比例關系,及對行為主體人產(chǎn)生的心理影響。講到尺度時應注意它與尺寸之間的區(qū)別,尺度一般不是指建筑物或要素的真實尺寸,而是表達一種關系及其給人的感覺,尺寸是用度量單位,如:公里、米、尺、厘米等對建筑物或要素的度量,是在量上反映建筑及各構(gòu)成要素的大小。不同的尺度帶來的感覺是不一樣的,有的尺度使高層建筑顯得挺拔或厚重,有的則使高層建筑顯得龐大或輕飄,它直接影響人的心理感受,由此可見,尺度在高層建筑設計中處于一個至關重要的位置。
高層建筑設計中尺度的確難以把握,因它不同于日常生活用品,日常生活用品很容易根據(jù)經(jīng)驗做出正確的判斷,其主要原因有:一是高層建筑物的體量巨大,遠遠超出人的尺度。二是高層建筑物不同于日常用品,在建筑中有許多要素不是單純根據(jù)功能這一方面的因素來決定它們的大小和尺寸的,例如門,本來可以略高于人的尺度就可以了,但有的門出于別的考慮設計得很高,這些都會給辨認尺度帶來困難。
高層建筑設計時,不能只單單重視建筑本身的立面造型的創(chuàng)造,而應以人的尺度為參考系數(shù),充分考慮人觀察視點、視距、視角,和高層建筑使用親近度,從宏觀的城市環(huán)境到微觀的材料質(zhì)感的設計都要創(chuàng)造良好的尺度感,把高層建筑的外部尺度分為五種主要尺度:城市尺度、整體尺度、街道尺度、近人尺度、細部尺度。
1、高層建筑設計中的外部尺度
1.1城市尺度
高層建筑是一座城市有機組成部分,因其體量巨大,高度很大,是城市的重要景點,對城市產(chǎn)生重大的影響。從對城市整體影響的角度來看,表現(xiàn)在高層建筑對城市天際輪廓線的影響,城市的天際輪廓線有實、虛之分,實的天際線即是建筑物的輪廓,虛的天際線是建筑物頂部之間連接的光滑曲線,高層建筑在城市天際線創(chuàng)造中起著重要的作用,因城市的天際輪廓線從一個城市很遠的地方就可以看見,也是一座城市給一個進入它的人第一印象。因此,高層建筑尺度的確定應與整個城市的尺度相一致,而不能脫離城市,自我夸耀,唯我獨尊,不利于優(yōu)美、良好天際線的形成,直接影響到城市景觀。高層建筑對城市局部或部分產(chǎn)生的影響,是指從市內(nèi)比較開闊的地方,如:廣場、干道、開放的水系和綠地所看到的天際線,也直接影響人民的日常生活。因此,城市天際輪廓線不僅影響人從城市外圍所看的景觀,也直接影響到市內(nèi)居民的生活與視覺觀賞。
高層建筑對城市各構(gòu)成要素也產(chǎn)生重大的影響,高層建筑的位置、高度的確定,也應充分地考慮該城市尺度、傳統(tǒng)文化,不當?shù)某叨葧Τ鞘挟a(chǎn)生不良的影響,改變了城市傳統(tǒng)的歷史文化,也改變了原來城市各構(gòu)成要素之間有機協(xié)調(diào)的比例關系,如:上海市,黃浦江可謂是城市一條重要水系,原先具有寬大、雄壯的氣勢。但由于東方明珠塔的建成,又過于靠近黃浦江,其他高層建筑也跟著靠近黃浦江建設,使黃浦江的尺度感變小了,失去了原有的雄壯,而改變了老上海的歷史與文化,從這一角度講,東方明珠塔的建成又是一件憾事。
1.2整體尺度
整體尺度是指高層建筑各構(gòu)成部分,如:裙房、主體和頂部等主要體塊之間的相互關系及給人的感覺。整體尺度是設計師十分注重的,關于建筑的整體尺度的均衡理論有許多種,但都強調(diào)整體尺度均衡的重要性。面對一棟建筑物時,人的本能渴望是能把握該棟建筑物的秩序或規(guī)律,如果得到這一點,就會認為這一建筑物容易理解和掌握,若不能得到這一點,人對該建筑物的感知就會是一些毫無意義的混亂和不安。因此,建筑物的整體尺度的掌握是十分重要的,在設計時要注意下面的兩點:
1.2.1各部分尺度比例的協(xié)調(diào)
高層建筑一般由三個部分組成的--裙房、主體和頂部,也有些建筑在設計中加入了活躍元,以使整棟建筑造型生動活躍起來。一個造型美的高層建筑是建立在很好地處理了這幾個部分之間的尺度關系,而這三個部分尺度的確定,應有一個統(tǒng)一的尺度參考系(如把建筑的一層或幾層的高度作為參考系),不能每一部分的尺度參考系都不同,這樣易使整個建筑含糊、難以把握。
1.2.2高層建筑中各部分細部尺度應有層次性
高層建筑各部分細部尺度的劃分是建立在整體尺度的基礎上的,各個主要部分應有更細的劃分,尺度具有等級性,才能使各個部分造型構(gòu)成豐富。尺度等級最高部分為高層建筑的某一整個部分(裙房、主體和頂部),最低部分通常采用層高、開間的尺寸、窗戶、陽臺等這些為人們所熟知的尺寸,使人們觀察該建筑時很容易把握該部分的尺度大小。一般在最高和最低等級之間還有1~2個尺度等級,也不易過多,太多易使建筑造型復雜而難以把握。
1.3街道尺度
街道尺度是指高層建筑臨街面的尺度對街道行人的視覺影響。這是人對高層建筑近距離的感知,也是高層建筑設計中重要的一環(huán)。臨近街道的高層建筑部分的尺度確定,主要考慮到街道行人的舒適度,高層建筑主體因為尺度過大,易向后退,使底層的裙房置于沿街部分,減少了高層建筑對街道的壓迫感。例如:上海南京路兩邊的高層建筑置于后面,裙房置于前使兩側(cè)的建筑高度與街道的寬度的比例為1∶12,形成良好的購物環(huán)境。
為了保持街道空間及視覺的連續(xù)性,高層建筑臨街面應與沿街的其他建筑相一致,宜有所呼應。如:在新加坡老區(qū)和改建后的一條干道的兩側(cè),為了不致造成新區(qū)高層和老區(qū)低層截然分開,沿新區(qū)一側(cè)作了和老區(qū)房屋高度相同中相似的裙房,高層稍后退,形態(tài)效果良好的對話關系。
1.4近人尺度
近人尺度是指高層建筑最底部分及建筑物的出入口的尺寸給人的感覺。這部分經(jīng)常為使用者所接觸,也易被人們仔細觀察,也是人們對建筑直接感觸的重要部分。其尺度設計應以人的尺度為參考系,不宜過大或過小,過大易使建筑缺少親近性,過小則減小了建筑的尺度感,使建筑猶如玩具。
在近人尺度處理中,應特別注意建筑底層及入口的柱子、墻面的尺度劃分,檐口、門、窗及裝飾的處理,使其尺度感比以上幾個部分更細。對入口部分及建筑周邊空間加以限定,創(chuàng)造一個由街道到建筑的過渡緩沖的空間,使人的心理有一個逐漸變化的過程。如:上海圖書館門前采用柱廊的形式,使出入館的人有一個過渡區(qū),這樣使建筑更具有近人及親人性。
1.5細部尺度
細部尺度是指高層建筑更細的尺度,它主要是指材料的質(zhì)感。在生活中,有的事物我們喜歡觸摸,有的事物我們不喜歡觸摸--我們通過說“美妙”或“可怕”來對這些事物做出反應,形成人的視覺質(zhì)感,建筑設計師在設計過程中要充分運用不同材料的質(zhì)感,來塑造建筑物,吸引人們親手去觸摸或至少取得同我們的眼睛親近感,或者換言之,通過質(zhì)感產(chǎn)生一種視覺上優(yōu)美的感覺。勒·柯布西埃在拉托爾提建造的修道院是運用或者確切地說是留下大自然“印下”的質(zhì)感的優(yōu)秀典范,這里的質(zhì)感,也就是用斜撐制作在混凝土上留的木紋。
2、高層建筑外部尺度設計的原則
2.1建筑與城市環(huán)境在尺度上的統(tǒng)一
注意高層建筑布置對城市輪廓線的影響,因為在城市輪廓線的組織中,起最大作用的是建筑物,特別是高層建筑,因而它的布置應遵行有機統(tǒng)一的原則進行布置:(1)高層建筑聚集在一起布置,可以形成城市的“冠”,但為避免其相互干擾,可以采用一系列不同的高度,或雖采用相仿高度,但彼此間距適當,組成有關的構(gòu)圖。也可以單棟高層建筑布置在道路轉(zhuǎn)彎處,以豐富行人的視覺觀賞。(2)若高層建筑彼此間毫無關系,隨處隨地而起不到向心的凝聚感,則不會產(chǎn)生令人滿意的和諧整體。(3)高層建筑的頂部不應雷同或減少雷同,因為這會極大影響輪廓線的優(yōu)美感。
2.2同一高層建筑形象中,尺度要有序
高層建筑設計時,應充分考慮建筑的城市尺度、整體尺度、街道尺度、近人尺度、細部尺度這一尺度的序列,在某一尺度設計中要遵守尺度的統(tǒng)一性,不能把幾種尺度混淆使用,才能保證高層建筑物與城市之間、整體與局部之間、局部與局部之間及與人之間保持良好的有機統(tǒng)一。
2.3高層建筑形象在尺度上須有可識別性
高層建筑物上要有一些局部形象尺度,能使人把握其整體大小,除此之外,也可用一些屋檐、臺階、柱子、樓梯等來表示建筑物的體量。任意放大或縮小這些習慣的認知尺度部件就會造成錯覺,效果就不好。但有時往往要利用這種錯覺來求得特殊的效果。
3、結(jié)語
高層建筑的外部尺度影響因素很多,設計師在設計高層建筑中充分地把握各種尺度,結(jié)合人的尺度,滿足人的使用、觀賞的要求,必定能創(chuàng)造出優(yōu)美的高層建筑外部造型。
摘要:隨著廣州經(jīng)濟的迅速發(fā)展,高層建筑如雨后春筍般紛紛涌起。在多數(shù)地下室的施工中,均采用傳統(tǒng)的正作法程序,即:開挖基坑——施工基樁——施工底板——施工地下室豎向構(gòu)件——施工地下室梁板。地下室施工耗費的時間占了整棟樓相當大的比例。近幾年來,一種“逆作法”施工新技術正被逐漸運用并趨于成熟。該技術適用于市區(qū)建筑密度大,鄰近建筑物及周圍環(huán)境對沉降變形敏感,施工場地狹窄,施工工期緊張,地基軟土層厚等工程情況,對于三層及以上的地下室效果尤為明顯。本文就筆者設計的一個工程作為實例介紹逆作法的應用情況。
關鍵詞:逆作法高層建筑設計
一、工程概況
十甫名都商廈位于廣州市第十甫路和第十八甫路交接處,地上十五層,地下三層,基坑深度14.3米,建筑平面約為長90米寬29米的矩形。由于場地西邊為西關風情民居,距用地紅線不足3米,北邊為第十甫路步行街,距離約4米。規(guī)劃部門明確指示,必須嚴格控制基坑水平位移及豎向沉降,絕不允許出現(xiàn)鄰近房屋產(chǎn)生裂縫或路面開裂、下沉的情況。另一方面,甲方從商業(yè)角度出發(fā)也提出要求,一是地下室的邊線應盡量貼近用地紅線,以取得最大使用空間;二是要求盡量縮短工期,力求比鄰近同類建筑先封頂,以便售樓。在這種情況下,逆作法施工技術便充分體現(xiàn)其優(yōu)越性。
二、地質(zhì)情況
該場地地質(zhì)分布情況自上而下大致如下:
1、淤泥質(zhì)粘土,流塑,飽和,平均厚度1.9米,c=10KPa,φ=6~8°;
2、中粗砂及粉砂層,飽和,松散,平均厚度7.5米,c=0,φ=28~30°;
3、粉質(zhì)粘土層,飽和-稍濕,可塑-堅硬,平均厚度5米,可塑土c=30kPa,=14o。硬塑土c=31kPa,=18o;
4、全風化泥質(zhì)粉砂巖,平均厚度3米;
5、強風化泥質(zhì)粉砂巖,平均厚度5.5米;
三、設計思路
針對工程設計要求和地質(zhì)條件,工程師結(jié)合逆作法的特點,確定了以下幾個重要設計措施:
1、為了有效地控制基坑變形,采用地下連續(xù)墻作為基坑支護手段,可同時具備擋土和止水作用。利用地下室各層樓面的梁板體系作為水平側(cè)向支撐,地下連續(xù)墻將與內(nèi)襯墻一起構(gòu)成地下室外墻,成為永久性構(gòu)件。
2、為了爭取時間,最大限度縮短工期,從首層樓面開始,向上下兩個方向同時施工,爭取地下室與上部結(jié)構(gòu)同時完工,具體施工步驟將在下一節(jié)介紹。
3、出于逆作法施工需要,地下室豎向構(gòu)件采用鋼管柱。長度3層樓高,一次吊裝到位。
4、人工挖孔樁從現(xiàn)地面開挖,為了準確安裝鋼管柱,鋼管柱底以上的空段部分應考慮工人到樁底定位鋼管柱時的操作面,一般操作面不小于60cm,故空段部分樁徑為鋼管柱直徑加上1.2米,而基樁部分直徑按承載力要求確定。
當以上幾個因素明確后,設計方案便基本明朗。
四、逆作法步驟
1、施工地下連續(xù)墻。經(jīng)計算地下連續(xù)墻厚度800mm,標準槽段長度6米,深度18米左右,即到達基坑底面以下3-5米,且下端進入強風化層不少于1.5米,以確保止水效果。槽段之間采用工字鋼剛性接頭。
2、施工人工挖孔樁。人工挖孔樁分為基樁部分與上部空段兩部分。當基樁部分澆灌到樁頂設計標高以下1米時,便由工人下去安裝定位環(huán)并調(diào)校水平,然后由工人在下面扶正,卡位,保證其垂直度后,在地面用十字架固定鋼管柱上端,用高拋法澆筑管內(nèi)高強混凝土。
3、開挖至-4.5m標高。此時地下連續(xù)墻處于懸臂狀態(tài),現(xiàn)場監(jiān)測得最大水平位移發(fā)生頂點處,約3.7mm,平面位置在矩形長邊中部。施工首層樓面梁板及上部普通混凝土柱,在平面靠近第十八甫路處預留10米X10米出土口,方便運輸。
4、開挖至-7米標高,施工負一層樓面梁板及上部結(jié)構(gòu)。在二層樓面梁安裝吊車梁,設計該梁時應考慮吊運土方和機械時的最大荷載,負一層樓面出土口位置與首層一致。對于地下連續(xù)墻而言,首層和負一層樓面的水平剛度可視為兩個鉸支座。但是出土口處的槽段應設置腰梁和鋼支撐。現(xiàn)場監(jiān)測得最大水平位移發(fā)生頂點處,約5.3mm。此時上部結(jié)構(gòu)施工至三層樓面。
5、開挖至-14.3米標高(地下室底板底),從-9.5米開始即采用盆式開挖,即在周邊留有4.5米左右的反壓土,以控制連續(xù)墻的位移,保證基坑安全。此時地下連續(xù)墻可視為下部為連續(xù)的彈性支座,上部兩個鉸支座的連續(xù)梁,受荷形態(tài)簡化為上三角形下梯形。現(xiàn)場監(jiān)測得最大水平位移發(fā)生在-9.7米標高處,約13.2mm。此時上部結(jié)構(gòu)施工至七層樓面。
6、施工負二層樓面主梁梁格,即樓板及次梁暫不施工,以便吊土,通過主梁和腰梁系統(tǒng)為連續(xù)墻提供一定的側(cè)向支承,其概念類似于對撐系統(tǒng)。
7、完成其余土方工作,施工底板和負二層樓面,吊出挖土機,封閉出土口。至此地下室土建主體已完工,同時上部結(jié)構(gòu)也已封頂。在整個施工過程中,地下連續(xù)墻最大位移為14.3mm,位置在-11.3米標高處,遠小于規(guī)范限值。基坑周邊場地未發(fā)現(xiàn)明顯下陷,鄰近房屋未見明顯裂縫,保護效果非常理想。
五、心得體會
在整個逆作法的設計與施工過程中,筆者從成功中獲得很多經(jīng)驗,也碰到不少問題,現(xiàn)就這一工程幾個關鍵技術問題的處理方法作了整理,以供參考:
1、設計中應進行逆向思維。在正作法中,地下室的剪力墻如優(yōu)秀筒、人防墻及地下室外墻等作為豎向構(gòu)件承擔荷載。但在逆作法中,剪力墻是先施工上一層,再施工下一層,受力模式已發(fā)生變化,故建立計算模型時應按大梁輸入。
2、鋼管柱與梁板的連接。本工程采用環(huán)梁節(jié)點,須預先在鋼管上焊接抗剪環(huán)箍,且定位要求精確。當施工期間地下室標高發(fā)生改動時,其處理措施相當麻煩,因為現(xiàn)場補焊環(huán)箍操作困難,而且管內(nèi)混凝土可能因溫度過高而影響受力性能。
3、鋼管柱吊裝的垂直度控制。由于逆作法的施工工藝的特殊性,決定了地下室的豎向構(gòu)件必須采用鋼管柱或格構(gòu)式鋼柱,而吊裝這一豎向構(gòu)件時如何控制垂直度成為關鍵因素,本工程先在樁頂標高以下1米處安設一定位鋼板,定位鋼板有三個調(diào)節(jié)螺栓,以調(diào)節(jié)鋼板水平,鋼管柱中部采用鋼筋制成籠狀定位架,在地面也設有井字形定位木架,實踐證明,這種定位方法取得較高的精度,可以滿足工程需要。
4、地下室樓面梁與連續(xù)墻的連接。在逆作法工程中。內(nèi)襯墻尚未完成,邊跨的樓面梁一端支承在鋼管柱上,另一端則必須支承在地下連續(xù)墻上。原設計思路在地下連續(xù)墻鋼筋籠中預埋鋼筋,地下室開挖后鑿去砼保護層后,扳出鋼筋與梁鋼筋焊接即可,但由于施工誤差及建筑方案修改,這些預埋鋼筋位置偏差太大而失去作用,實際施工中采用植筋的辦法解決,因連續(xù)墻中鋼筋太密,將梁端彎矩適當調(diào)幅到跨中。
5、底板周邊連續(xù)墻連接處止水措施。這個部位的止水成功與否對整個地下室的止水乃至使用安全有著決定性作用。本工程地下連續(xù)墻鋼筋籠中與底板位置預埋一豎向鋼板,澆筑底板前焊接一水平止水鋼板,實際效果非常理想,底板周邊未發(fā)現(xiàn)滲漏現(xiàn)象。
6、樁基類型的確定。從鋼管柱安裝定位的要求來看,人工挖孔樁是較好的選擇,筆者曾在另一個工程中使用鉆孔灌注樁,由于泥漿的擾動,鋼管柱難以保證垂直度,開挖后發(fā)現(xiàn)偏心較大。就本工程的地質(zhì)情況而言,淤泥層和砂層比較厚,本來并不適合采用挖孔樁。但是,筆者認為當連續(xù)墻進入不透水層(強風化層)并且圍合之后,進行坑內(nèi)抽水,在沒有水壓力的情況下挖樁發(fā)生涌土、流沙的可能性不大。事實證明,這一措施是有效的。
七、小結(jié)
十甫名都商廈已封頂并投入使用,從該工程實例看,逆作法與常規(guī)的施工方法相比有著不可替代的優(yōu)勢,例如:
1)顯著地縮短了工程施工的總工期,經(jīng)計算,本工程采用逆作法比采用正作法縮短了至少兩個月工期,取得巨大的商業(yè)效益;
2)基坑變形小,相鄰建筑物影響小,實測結(jié)果顯示基坑頂點變形不足20mm,周邊路面沉降量也極小,未造成不良影響;
3)可最大限度地利用城市規(guī)劃紅線地下空間,在允許范圍內(nèi)盡量擴大地下室建筑面積。
但逆作法目前仍存在一些急待解決的問題,如連續(xù)墻與基礎樁間存在著不均勻沉降,連續(xù)墻槽段間的滲漏等,有待通過工程實踐取得改良措施。