孟憲忠 周 睿 熊 壯 胡志軍 于志剛
1. 中建一局集團第五建筑有限公司 北京 100024;2. 臺州銀泰置業(yè)有限公司 臺州 318000
某項目工程位于杭州市錢江新城核心CBD區(qū)塊,總建筑面積約9.97×104m2,主體結(jié)構(gòu)為鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的混合結(jié)構(gòu)。工程基坑平面形狀為不規(guī)則三角形,圍護結(jié)構(gòu)采用地下連續(xù)墻加3道水平支撐的形式(圖1),基坑設(shè)計開挖深度為-16.60 m,局部深度約-19.60 m?;游鱾?cè)為已建江干區(qū)體育場,基礎(chǔ)采用φ550 mm預(yù)應(yīng)力管樁,樁長14~15 m,懸于坑底以上;基坑南側(cè)緊鄰水岸帝景住宅樓,其底板面標(biāo)高-6.92 m,采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ);基坑?xùn)|側(cè)為錢塘江,東北方向為京杭大運河,水力補給豐富。工程周邊環(huán)境復(fù)雜多變,特別是西側(cè)體育館基礎(chǔ)懸于坑底以上,安全性要求極高。
圖1 深基坑平面
根據(jù)工程特點,為增大保險系數(shù),增加與相鄰建筑之間距離,減小基坑面積,設(shè)計上調(diào)整地下連續(xù)墻位置,將原設(shè)計與外墻距離900 mm改為距離100 mm(圖2、圖3),造成常規(guī)的換撐方式無法實施。因此,基坑施工重點為:
圖2 原兩墻間距900 mm
圖3 兩墻間距改為100 mm
1)周邊地質(zhì)條件復(fù)雜多變,換撐和拆撐的施工對基坑安全至關(guān)重要。
2)地下連續(xù)墻與外墻相距僅100 mm,給施工帶來了難度,因此換撐的選擇尤為重要。
3)為了保證荷載的有效傳遞,應(yīng)對汽車坡道、洞口等薄弱部位進行加強處理。
4)墻體超高,局部高度達到7 m,普通設(shè)置排架對頂?shù)膯蚊嬷7绞?,無論是從施工效果還是從成本控制上,都很難滿足要求。
5)外墻防水體系,不論是防水材料還是防水保護層的選擇,都異常關(guān)鍵。
通過模型對比分析(圖4、圖5),為減少無支撐高度,改變普通換撐構(gòu)件點、線的形式為面的形式,經(jīng)過周密計算,在地下連續(xù)墻與結(jié)構(gòu)外墻間空隙直接采用厚100 mm素混凝土填實作為工程的整體換撐(圖6),對于汽車坡道、局部洞口等薄弱部位,采取增加臨時梁板構(gòu)件作為加強處理,形成局部加強型整體換撐技術(shù)。該技術(shù)簡化了施工流程,降低了施工難度,避免了肥槽回填土的質(zhì)量通病,同時降低了地下連續(xù)墻漏水風(fēng)險[1-3]。
圖4 點、線換撐受力模型示意
圖5 面換撐受力模型示意
圖6 設(shè)計整體換撐做法示意
坡道等部位局部加強采用700 mm×700 mm臨時鋼筋混凝土內(nèi)支撐,頂標(biāo)高同結(jié)構(gòu)樓板,相應(yīng)坡道傳力換撐梁、樓板混凝土澆筑完成并達到設(shè)計強度后才能夠拆除相應(yīng)臨時內(nèi)支撐。
為保證整體換撐的實施,外墻模板采用單面支模方式,施工中通過在地下連續(xù)墻鋼筋上焊接止水螺桿形成單面支模的方法,一方面有效保證了整體換撐體系的形成,另一方面將地下連續(xù)墻與外墻形成整體受力體系,降低邊坡水土側(cè)壓力的影響,增加安全系數(shù)。
3.2.1 施工流程
地下連續(xù)墻鋼筋剔鑿→焊接止水螺桿→填實螺桿眼→基層順平→外墻防水施工→外墻鋼筋綁扎→外墻模板支設(shè)→整體換撐及外墻混凝土澆筑→拆模養(yǎng)護→施工完畢
3.2.2 施工要點
1)地下連續(xù)墻鋼筋剔鑿:螺桿眼的剔鑿必須準(zhǔn)確到位,剔到剛好露出墻筋為止,嚴(yán)禁剔不到位或者剔得過深,避免二次施工。
2)焊接止水螺桿:止水螺桿的焊接應(yīng)滿足要求的焊接長度,即焊接長度不小于100 mm,如圖7所示,并且要保證焊縫飽滿、焊接牢固。
3)螺桿眼填實:止水螺桿焊接完畢后,要用細(xì)石混凝土將之前剔鑿的螺桿眼填實,對于剔鑿較深的孔洞要進行2~3遍抹灰,以達到預(yù)期目標(biāo)。
4)基層順平:螺桿眼填實后,將地下連續(xù)墻上的泥沙處理干凈,抹上厚30 mm 、1∶3的水泥砂漿并找平,使地下連續(xù)墻具備防水基層條件(圖8)。
圖7 止水螺桿焊接長度示意
圖8 基層順平
5)防水施工:為了解決普通單面支模無法滿足特定條件下防水施工的問題,施工中采用CPS反應(yīng)黏結(jié)型外墻穿透式防水的施工方式來保證外墻的防水效果,具體做法為在有止水螺桿的部位增設(shè)1道200 mm×200 mm的防水卷材附加層,兩層防水形成封閉狀態(tài),防水開口部位及止水螺桿根部用與防水卷材同種材質(zhì)的密封膏嵌縫密封,外側(cè)在止水螺桿的根部安放橡膠止水環(huán)(圖9)。
圖9 外墻單面支模及防水施工示意
6)外墻鋼筋綁扎:外墻防水施工完成后,進行墻體鋼筋綁扎,為了保證地下連續(xù)墻與外墻之間100 mm間距的整體換撐,采取在止水螺桿上焊接定位筋的措施控制鋼筋偏位,鋼筋綁扎完成后撕掉防水卷材上的保護層(圖10)。
圖10 鋼筋定位措施
7)模板支設(shè):為保證整體換撐時混凝土的澆筑質(zhì)量,內(nèi)側(cè)模板面板采用厚18 mm覆膜多層板,后背3道木方以確保模板剛度,第1道為50 mm×100 mm豎向木方與模板固定做成定型模板,間距300 mm;第2道為100 mm×100 mm橫向木方,間距300~500 mm;第3道為50 mm×100 mm豎向木方,間距500 mm。外墻模板支設(shè)過程中,應(yīng)嚴(yán)格控制底口模板,嚴(yán)防跑模,模板小口應(yīng)低于外墻導(dǎo)墻100 mm,下邊沿墻長度方向釘100 mm×100 mm木方。同時為防止模板上浮,采用上口與圍檁梁反頂?shù)拇胧▓D11)。
圖11 模板抗浮措施
8)整體換撐及外墻混凝土澆筑:混凝土澆筑過程中需嚴(yán)格控制分層高度,降低模板側(cè)壓力;避免施工荷載對側(cè)模的影響,混凝土振搗時間不得過長;控制澆筑時間,避免冷縫產(chǎn)生[4,5]。
3.2.3 換撐體系的流水施工
局部加強整體型換撐的施工順序應(yīng)按照支撐梁的布置圖,將地下室對應(yīng)劃分成區(qū)域進行流水換撐,并采用先角撐后對撐的換撐方式進行施工(圖12)。
圖12 換撐施工平面布置示意
施工中采用對應(yīng)支撐梁分區(qū)域流水跳挖、加強基坑監(jiān)測、控制拆撐速度等措施來調(diào)整施工、控制基坑變形和減少對周邊土體的擾動。變形監(jiān)測等數(shù)據(jù)顯示,基坑及相鄰建筑的變形均在可控范圍之內(nèi)。
3.2.4 內(nèi)支撐拆除
各流水段基礎(chǔ)底板(樓板)澆筑完畢并達到設(shè)計強度的80%時即可進行支撐梁的拆除施工,根據(jù)施工流程要求,拆除時人工加風(fēng)鎬機先將支撐與圍檁梁打斷,然后用鎬頭機拆除支撐梁,同時人工拆除圍檁梁。人工破碎時先將鋼筋外面的保護層混凝土剝除,將鋼筋剝出來,用氧氣乙炔將支撐梁上面及兩側(cè)梁鋼筋和箍筋割掉(支撐梁底部鋼筋暫時保留,待支撐梁全部破碎完后再割除),再從梁中間打斷,然后再把支撐梁全部破碎。拆除時應(yīng)注意對臨時內(nèi)支撐范圍內(nèi)的樓板等已施工部位做好成品保護措施。
1)按先角撐后對撐的順序進行施工,并保證局部和整體施工質(zhì)量;
2)相應(yīng)坡道傳力換撐梁、樓板混凝土澆筑完成并達到設(shè)計強度后才能夠拆除相應(yīng)臨時內(nèi)支撐,嚴(yán)格控制拆除時間,避免強度沒有達到要求就拆除臨時內(nèi)支撐;
3)各流程相互配合,采取分步、分段式施工,每一步、每一段施工后都要進行驗收,并且保證在驗收合格后才進行下步、下段施工;
4)施工過程中質(zhì)檢員應(yīng)隨時、有序地進行防水層質(zhì)量檢查,如發(fā)現(xiàn)有破損、扎破的地方要及時組織人員進行正確、可靠的修補,避免隱患的產(chǎn)生;
5)單面支模支撐體系中應(yīng)在地錨旁鑲插1根φ25 mm的鋼筋,以使鋼筋和地錨可靠固定,防止立桿發(fā)生移位;
6)不得在已驗收合格的防水層上打眼砸洞,所有預(yù)埋件均不得后鑿、后做;混凝土宜分層澆筑,振搗棒振搗時應(yīng)快插慢拔,由低到高進行;
7)嚴(yán)禁在雪天、五級及以上大風(fēng)天、環(huán)境溫度低于5 ℃時進行高分子卷材鋪設(shè)施工,若施工中途遇下雨、下雪,應(yīng)做好已鋪貼卷材周邊的防護工作[6-8]。
本工程采用面換撐的方式代替常規(guī)構(gòu)件點、線換撐形式,解決了操作面狹小情況下的換撐施工的難點,提高了基坑施工安全性,并避免了普通換撐體系下肥槽回填土引發(fā)的質(zhì)量通病,為該環(huán)境下的基坑圍護設(shè)計及施工提供了可靠的依據(jù);此外,為保證局部加強型整體換撐形成而采用的地下室外墻單面支模加CPS反應(yīng)黏結(jié)型外墻穿透式防水的做法,一方面保證了地下室結(jié)構(gòu)外墻外觀平整、無脹模現(xiàn)象,另一方面也使外墻防水得到了有效的保證。