中建三局第二建設(shè)工程有限責(zé)任公司 武漢 430074

1 工程概況

擬建禪城綠地金融中心二期工程坐落于廣東省佛山市季華路、南海大道兩大城市中軸交會(huì)之處，為軌道交通3號(hào)線、4號(hào)線地下區(qū)間上蓋建筑，地處廣佛核心區(qū)域。

結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)形式為樁-筏板基礎(chǔ)，結(jié)構(gòu)上部由外圍20根鋼管混凝土巨型柱（鋼管混凝土巨型柱下樁基承臺(tái)尺寸為3 300 mm×3 300 mm×2 500 mm，如圖1所示）、鋼筋混凝土核心筒及鋼筋混凝土大梁，三大主體共同組成框架-核心筒結(jié)構(gòu)體系，基礎(chǔ)筏板頂面標(biāo)高為-9.05 m、局部降板頂面標(biāo)高-10.75 m，因毗鄰主干道未采取大面積井點(diǎn)降水措施而選擇集水明排方式施工。

圖1 樁基承臺(tái)大樣

2 施工中存在的問(wèn)題

由于工程所在地地質(zhì)大部分為粉砂土，同時(shí)地下水較為豐富，設(shè)計(jì)上考慮到巨型柱的受力需求，承臺(tái)深度達(dá)2.50 m，導(dǎo)致在樁頭開(kāi)挖過(guò)程中粉砂遇水形成流砂，不斷向低處匯集，不僅無(wú)法挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高處，且因積水無(wú)法砌筑磚胎模。嚴(yán)重影響樁基承臺(tái)施工進(jìn)度，承臺(tái)澆筑質(zhì)量亦無(wú)法得到保證。

3 新型施工工藝

綜合上述各項(xiàng)因素，擬采用預(yù)制混凝土胎模代替?zhèn)鹘y(tǒng)砌筑胎模。本工藝從模具材料本身出發(fā)，彌補(bǔ)了砌體材料在水下作業(yè)的弱點(diǎn)。同時(shí)利用塔吊吊裝，胎模構(gòu)件可以與底部墊層瞬間形成封閉空間，阻止周圍流砂繼續(xù)侵入承臺(tái)內(nèi)部，也為后期承臺(tái)內(nèi)部灌水清理泥沙創(chuàng)造有利條件。

4 工藝流程及操作要點(diǎn)

基本流程：預(yù)制混凝土胎模→樁頭開(kāi)挖→承臺(tái)底部墊層澆筑→承臺(tái)平面位置放樣→預(yù)制胎模吊裝→承臺(tái)胎模二次砌筑→承臺(tái)內(nèi)部二次清理→承臺(tái)內(nèi)集水明排→承臺(tái)防水卷材鋪設(shè)[1,2]。

4.1 施工準(zhǔn)備

1）胎模需與樁基承臺(tái)平面尺寸相匹配，這樣既可作為承臺(tái)抵御砂土的支護(hù)結(jié)構(gòu)，又可起到承臺(tái)胎模作用；

2）需考慮地下水位高度，以便確定預(yù)制混凝土胎模實(shí)際高度；

3）需考慮塔吊吊裝起重能力，以便確定混凝土胎模壁厚；

4）在初步確定混凝土胎模外形尺寸后進(jìn)行簡(jiǎn)單土側(cè)壓力驗(yàn)算并適當(dāng)配筋，再結(jié)合計(jì)算結(jié)果進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化；

5）強(qiáng)度計(jì)算及配筋：根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告首先確定土重度γe，其次，根據(jù)設(shè)計(jì)及現(xiàn)場(chǎng)施工要求，初步假定預(yù)制混凝土胎模立面尺寸為高b、長(zhǎng)邊為a、壁厚d，為考慮預(yù)制構(gòu)件框筒體整體效應(yīng)，取胎模長(zhǎng)邊按兩端固定正截面受彎構(gòu)件進(jìn)行配筋計(jì)算（圖2）。

4.2 施工過(guò)程要點(diǎn)

4.2.1 承臺(tái)胎模預(yù)制

根據(jù)設(shè)計(jì)方案，承臺(tái)混凝土胎模在現(xiàn)場(chǎng)提前進(jìn)行預(yù)制，可將關(guān)鍵線路工序直接轉(zhuǎn)化為非關(guān)鍵線路工序，從而大大縮短工期。若主體結(jié)構(gòu)屬于分區(qū)域階段性施工，則可利用其他結(jié)構(gòu)主體剩余尾料進(jìn)行澆筑，節(jié)約建筑材料，同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)管理人員應(yīng)及時(shí)安排雜工對(duì)胎模進(jìn)行澆水養(yǎng)護(hù)，只有待強(qiáng)度達(dá)到要求后才可吊裝使用（圖3）。

圖2 胎模土側(cè)壓力驗(yàn)算

圖3 胎模預(yù)制現(xiàn)場(chǎng)

4.2.2 定標(biāo)高開(kāi)挖樁頭

定出承臺(tái)墊層底部標(biāo)高后進(jìn)行樁頭開(kāi)挖，考慮到塔吊料斗下料的粗放性、開(kāi)挖過(guò)程中泥沙向承臺(tái)中心低洼處的匯集速度，需進(jìn)行一定量的超挖。

4.2.3 承臺(tái)底部墊層澆筑

當(dāng)?shù)叵滤惠^高、承臺(tái)又處于降板區(qū)域時(shí)，隨著取土的不斷深入，地下水將會(huì)溢出，周圍流砂也會(huì)隨之匯集。因此測(cè)量工程師在挖掘過(guò)程中需不斷探測(cè)標(biāo)高，同時(shí)墊層混凝土需隨時(shí)待命。當(dāng)達(dá)到超挖標(biāo)高后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行墊層混凝土澆筑以便能壓住下部砂土形成硬化面，此時(shí)測(cè)量工程師跟進(jìn)放出承臺(tái)四角位置并打下鋼筋樁，為吊裝定位做好準(zhǔn)備。施工時(shí)料斗應(yīng)選擇能一次下料完成一個(gè)承臺(tái)墊層要求的料斗。

4.2.4 胎模吊裝

待墊層達(dá)到初凝階段稍有強(qiáng)度后，根據(jù)測(cè)量工程師前道工序定出的鋼筋樁位吊裝預(yù)制混凝土胎模，并利用胎模與承臺(tái)底部墊層瞬間形成的封閉空間阻止周圍流砂侵入承臺(tái)內(nèi)部，為后期承臺(tái)內(nèi)部灌水置換泥沙創(chuàng)造有利條件；同時(shí)也無(wú)需擔(dān)心因地下水存在，無(wú)法砌筑磚胎模及砌體長(zhǎng)時(shí)間浸泡削弱強(qiáng)度而帶來(lái)倒塌、返工等危害。

4.2.5 胎模二次砌筑

考慮到塔吊起重能力及地下水位高度在水位線上部，故采用灰砂磚砌筑，同時(shí)應(yīng)注意2種材料交界面需鑿毛后再坐漿砌筑（圖4）。

4.2.6 鋪設(shè)卷材

因選用混凝土材料替換磚墻面，可不用進(jìn)行面層抹灰工藝，直接刷漿掛設(shè)防水卷材，從而節(jié)約工期及成本。

5 經(jīng)濟(jì)效益分析

根據(jù)本工程實(shí)際工況，若采用傳統(tǒng)磚胎模砌筑方案，材料及人工成本共計(jì)3 053元人民幣，若采用預(yù)制胎模，材料及人工成本共計(jì)1 008元人民幣，20個(gè)承臺(tái)共計(jì)可節(jié)約40 900元人民幣，約是傳統(tǒng)工藝的1/3。

圖4 立剖面示意

6 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上闡述及實(shí)踐表明，采用上述預(yù)制混凝土承臺(tái)胎模工藝具有以下優(yōu)點(diǎn)[3,4]：

1）提高工期履約能力。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙?zhí)崆安迦氤信_(tái)預(yù)制混凝土胎模制作工藝，后期樁頭開(kāi)挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高后可直接吊裝混凝土胎模，節(jié)約工人砌筑時(shí)間及工藝間歇時(shí)間；

2）降本增效。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際所需，合理設(shè)計(jì)預(yù)制混凝土胎模尺寸、配筋數(shù)量。相比磚胎模工藝要達(dá)到相同受力能力所投入的成本將大大減少，且可免除磚面抹灰工藝，直接鋪貼防水卷材；

3）提高胎模質(zhì)量，減少安全事故發(fā)生。隨著市場(chǎng)熟練砌筑工人數(shù)量的日益減少，對(duì)磚胎模砌筑質(zhì)量提出了更高的要求。而現(xiàn)場(chǎng)也往往迫于工期履約壓力，不待胎模達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度便開(kāi)始回填土方，導(dǎo)致磚胎模倒塌，甚至造成施工人員傷亡。而采用預(yù)制混凝土胎模整體成型工藝，并利用鋼筋混凝土抵抗側(cè)壓力，完全可避免上述問(wèn)題的發(fā)生；

4）有效解決砌筑過(guò)程中遇到的局部降板區(qū)、高水位問(wèn)題。當(dāng)遇到高水位、降板區(qū)域時(shí)，因開(kāi)挖過(guò)程中周圍流砂不斷地向低處承臺(tái)中心匯集，導(dǎo)致樁頭很難挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高，且磚胎模也因地下水影響無(wú)法正常砌筑。本工藝?yán)贸信_(tái)底部墊層與預(yù)制混凝土胎模形成封閉空間，阻隔流砂匯集，同時(shí)也可以長(zhǎng)時(shí)間承受地下水浸泡。另外，后期樁頭與承臺(tái)可以通過(guò)高壓沖水置換法進(jìn)行二次清理，保證了承臺(tái)澆筑質(zhì)量。