羅 鑫 王 輝 黃沛林 彭建永 金國棟 陳 華

中國建筑第八工程局有限公司 上海 201204

為減小深基坑施工對(duì)周邊鄰近建筑和道路的影響，建筑物地下室基坑越來越多地采用內(nèi)支撐[1]，而后拆支撐是內(nèi)支撐中經(jīng)常采用的一種施工形式[2]。它可以在地下結(jié)構(gòu)施工完成后再進(jìn)行支撐的拆除，保證了施工過程中基坑的安全性，且基本不占用地下室結(jié)構(gòu)的施工工期，故此方法可以加快地下室結(jié)構(gòu)的施工進(jìn)度[3]。

同時(shí)，隨著地鐵建設(shè)的高速發(fā)展，解決好各種工法、各種材料、各種地質(zhì)條件下的地鐵防水問題，成為了施工過程中迫切需要解決的問題。因此，對(duì)地下結(jié)構(gòu)防水施工的方法進(jìn)行研究具有重要意義。

本文以杭州蕭山機(jī)場三期項(xiàng)目航站樓地下空間開發(fā)高鐵站為例，高鐵站基坑深度為21～28 m，屬于深基坑工程，基坑支撐體系采用地下連續(xù)墻和內(nèi)支撐，由于地下連續(xù)墻和內(nèi)支撐腰梁為地下結(jié)構(gòu)外墻的一部分，故需設(shè)置防水措施。本文詳細(xì)闡述了深基坑中后拆支撐的施工過程以及后拆支撐與地下側(cè)墻之間施工縫的防水施工方法，為基坑支護(hù)體系的設(shè)計(jì)和防水施工提供了借鑒。

1 工程概況

杭州蕭山國際機(jī)場三期項(xiàng)目建筑面積約670 000 m2，合同額達(dá)91.58億元，地下2層，地上5層，航站樓最高點(diǎn)高度44.55 m，高鐵站總長888 m，站臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)段長度450 m、寬42.1 m。該項(xiàng)目是浙江省的重點(diǎn)工程，也是2022年杭州亞運(yùn)會(huì)重要基礎(chǔ)配套工程。

本工程高鐵站由地下2層組成，基坑周長1 914.3 m，面積33 261.8 m2，基坑深度21.12～26.69 m。根據(jù)高鐵站結(jié)構(gòu)形式、基坑深度及周邊環(huán)境，航站樓地下空間開發(fā)基坑擬分區(qū)施工，自車站站臺(tái)西端至西盾構(gòu)井范圍（B區(qū)）劃分為西盾構(gòu)井區(qū)、B1區(qū)和B2區(qū)，自車站站臺(tái)東端至東盾構(gòu)井范圍（C區(qū)）劃分為東盾構(gòu)井區(qū)、C1區(qū)和C2區(qū)，共劃分6個(gè)區(qū)。由于C區(qū)與B區(qū)的結(jié)構(gòu)對(duì)稱，故本文僅對(duì)B區(qū)施工方法進(jìn)行闡述，B區(qū)分區(qū)如圖1所示。

圖1 B區(qū)分區(qū)示意

高鐵站B區(qū)分為西盾構(gòu)井區(qū)、B1區(qū)和B2區(qū)，B區(qū)基坑總長325.975 m，寬42.1/45.1 m，深22.2 m，支撐體系采用厚1 200 mm地下連續(xù)墻＋內(nèi)支撐體系。由于盾構(gòu)井區(qū)基坑深度較大，故設(shè)置了6道內(nèi)支撐，而B1和B2區(qū)僅設(shè)置了5道內(nèi)支撐。

2 工程特點(diǎn)與難點(diǎn)

2.1 基坑超深、周圍環(huán)境復(fù)雜

1）高鐵站基坑為最大深度達(dá)26.69 m的超深基坑，車站西端至西盾構(gòu)井范圍北側(cè)為空管局小區(qū)，鄰近基坑邊分布有雨水、污水和給水管線，B2區(qū)距離空管局小區(qū)最近的體育館為11.15 m，空管局小區(qū)其他建筑物距離基坑邊最近為36 m。

2）高鐵站B區(qū)南側(cè)為需先修建的機(jī)場保通道路，同時(shí)鋪設(shè)有多條改遷的管線。保通路路肩邊線距離B2區(qū)基坑約6.9 m；保通路高架橋距離B1區(qū)基坑最近為7.2 m，高架橋基礎(chǔ)采用直徑為1 500 mm的混凝土灌注樁，樁長約60 m；改遷管線距離基坑最近為19.7 m。

2.2 工期緊、任務(wù)重

施工現(xiàn)場可利用的平面空間狹小，專業(yè)單位多，材料進(jìn)場量大，施工管理、現(xiàn)場平面協(xié)調(diào)和交通組織難度大，施工工期緊。為保證2022年杭州亞運(yùn)會(huì)時(shí)，機(jī)場能正式投入使用，主體結(jié)構(gòu)的施工工期僅30個(gè)月。

經(jīng)綜合考慮，決定對(duì)基坑內(nèi)支撐采用后拆方案，即待高鐵站整體地下結(jié)構(gòu)完工后，再對(duì)基坑內(nèi)支撐進(jìn)行拆除，故拆撐時(shí)間不占主線工期，同時(shí)也可以防止過早拆撐導(dǎo)致的基坑擋土結(jié)構(gòu)變形，在保護(hù)基坑施工安全的同時(shí)，也保護(hù)基坑周圍建筑和道路的安全。

3 內(nèi)支撐施工

3.1 支撐系統(tǒng)

高鐵站基坑開挖深度較大，對(duì)支撐的安全性和穩(wěn)定性提出了更高要求，且高鐵站采用后拆支撐法進(jìn)行施工，故在對(duì)高鐵站進(jìn)行基坑內(nèi)支撐設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)使支撐體系盡量避開結(jié)構(gòu)梁、柱和剪力墻等主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件，并應(yīng)保證地下樓板施工的便利性和可能性，不能影響主體結(jié)構(gòu)施工。

由于基坑的形狀比較規(guī)則，故支撐體系采用了“角撐＋對(duì)撐”的平面布置形式，如圖2所示。內(nèi)支撐中采用了混凝土支撐和鋼支撐2種支撐類型，該設(shè)計(jì)支撐安全可靠，有較大的出土空間，有利于施工。

圖2 基坑內(nèi)混凝土支撐布置平面

3.2 土方開挖

土方開挖的總體施工流程為：基坑首層土開挖→首道支撐施工→分層開挖至第2道支撐底部→第2道腰梁、支撐施工→分層開挖至第3道支撐底部→第3道腰梁、鋼支撐架設(shè)施工→分層開挖至第4道支撐底部→第4道腰梁、支撐施工→分層開挖至第5道支撐底部→第5道腰梁、鋼支撐架設(shè)施工→開挖至基底→墊層底板施工。土方開挖應(yīng)注意：

1）應(yīng)在降水達(dá)到設(shè)計(jì)要求后進(jìn)行開挖，土方開挖的順序、方法必須與設(shè)計(jì)工況一致。

2）基坑開挖應(yīng)遵循分層、分段、按先后順序開挖的原則，采用機(jī)械開挖的方式，開挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，預(yù)留厚300 mm土方，利用小挖機(jī)進(jìn)行清底。

3）挖土機(jī)械不得碰撞樁身，挖土應(yīng)先掏空樁身四周，避免樁身承受不均勻的側(cè)向土壓。

4）基坑邊嚴(yán)禁大量堆載，基坑邊堆載應(yīng)該控制在15 kN/m2以內(nèi)，并嚴(yán)格控制不均勻堆載。

5）土方開挖與外運(yùn)過程中，應(yīng)做好地下管線、道路、建筑物以及監(jiān)測點(diǎn)的保護(hù)措施。

3.3 混凝土支撐施工

3.3.1 鋼筋施工

基坑土方挖至腰梁設(shè)計(jì)標(biāo)高后，將地下連續(xù)墻預(yù)埋鋼筋鑿出，并與混凝土支撐鋼筋焊接，腰梁上部吊筋如圖3所示，支撐主筋優(yōu)先選用鋼筋接駁器連接，亦可以選用焊接，且混凝土支撐強(qiáng)度等級(jí)、棧橋板頂部圈梁混凝土強(qiáng)度等級(jí)、保護(hù)層厚度、錨固長度等均應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)范要求執(zhí)行。

圖3 腰梁吊筋示意

3.3.2 模板施工

模板主要材料為厚15 mm多層板、40 mm×90 mm方木、φ48 mm鋼管。水平支撐側(cè)模的各節(jié)點(diǎn)和直線段采用事先預(yù)制、現(xiàn)場拼裝的方法，以加快水平支撐的施工速度。

混凝土支撐的側(cè)模和底模均采用厚15 mm多層板（上鋪油氈），側(cè)模上、下穿2道φ14 mm@900 mm的對(duì)拉螺桿加以固定，圈梁外側(cè)模板底部螺桿焊接于地下連續(xù)墻主筋上，頂部螺桿焊接于地下連續(xù)墻導(dǎo)鋼筋上，橫楞布置φ48 mm×3.5 mm鋼管2道，模板支撐如圖4所示。

圖4 模板支撐示意

3.3.3 混凝土施工

在混凝土進(jìn)場澆搗前，必須檢查是否產(chǎn)生分層離析現(xiàn)象，是否達(dá)到規(guī)定的坍落度，并且現(xiàn)場做混凝土強(qiáng)度試塊。

混凝土澆搗時(shí)，嚴(yán)格按照操作規(guī)程分層均勻振搗密實(shí)，嚴(yán)防漏振、過振。每層混凝土應(yīng)振搗至氣泡排出為止；混凝土澆搗時(shí)，振動(dòng)棒不得碰撞模板和鋼筋，當(dāng)發(fā)現(xiàn)模板變形時(shí)，應(yīng)立即停止?jié)矒v，并在混凝土初凝前修整完畢。

施工縫應(yīng)設(shè)置在結(jié)構(gòu)受剪力較小且便于施工的部位，支撐梁（或棧橋梁）預(yù)留施工縫應(yīng)在梁1/3跨中處。

3.4 鋼支撐施工

3.4.1 鋼支撐的場外組裝

鋼支撐由固定端、活動(dòng)端和中間標(biāo)準(zhǔn)節(jié)構(gòu)成，管節(jié)之間采用法蘭盤高強(qiáng)螺栓連接，斷面如圖5所示。鋼支撐在運(yùn)送到場后，要根據(jù)開挖尺寸和鋼支撐長度在地面上及時(shí)進(jìn)行選材配節(jié)，法蘭盤預(yù)先加好，并拼裝成能吊裝的成形的單根鋼支撐。鋼支撐場外組裝時(shí)應(yīng)留有富余，確保土方開挖完畢后及時(shí)進(jìn)行鋼支撐吊裝。

圖5 鋼支撐架設(shè)典型斷面

3.4.2 裝配件加工

預(yù)埋鋼支撐裝配件主要包括固定端和活動(dòng)端支座，預(yù)埋件主要是地下連續(xù)墻內(nèi)的預(yù)埋板，鋼板材料為Q235鋼。支撐施工前提前將預(yù)埋板鑿出，鋼板端面預(yù)先銑平，保證鋼支撐端面和地下連續(xù)墻接觸面垂直和平整。鋼支撐端部采用E50焊條進(jìn)行滿焊，同時(shí)設(shè)置支托和連接構(gòu)造措施防止因碰撞而移動(dòng)脫落。

4 防水節(jié)點(diǎn)施工

4.1 施工工藝

由于地下連續(xù)墻和內(nèi)支撐中腰梁均為地下結(jié)構(gòu)外墻的一部分，并且結(jié)構(gòu)側(cè)墻與腰梁因施工順序不同存在施工縫，故需對(duì)地下連續(xù)墻和施工縫進(jìn)行防水處理。防水節(jié)點(diǎn)如圖6所示。

圖6 后拆支撐腰梁防水節(jié)點(diǎn)

防水節(jié)點(diǎn)的施工工藝流程為：鑿出預(yù)埋鋼筋→地下連續(xù)墻防水砂漿找平→地下連續(xù)墻防水材料施工→內(nèi)支撐鋼筋綁扎→支單邊模板（澆筑孔預(yù)留）→混凝土澆筑和養(yǎng)護(hù)→結(jié)構(gòu)側(cè)墻施工→施工縫防水節(jié)點(diǎn)施工。

4.2 施工步驟

基坑內(nèi)支撐與結(jié)構(gòu)側(cè)墻的施工以及地下連續(xù)墻和施工縫的防水施工步驟如下：

1）鑿出地下連續(xù)墻中的預(yù)埋鋼筋，在綁扎鋼筋前，先對(duì)地下連續(xù)墻側(cè)面進(jìn)行防水砂漿找平，找平層厚度為20 mm，在腰梁區(qū)域先于地下連續(xù)墻找平層表面刷一層水泥基滲透結(jié)晶防水材料，用量不應(yīng)小于1.5 kg/m2，且厚度不應(yīng)小于1 mm。主體結(jié)構(gòu)側(cè)墻區(qū)域滿鋪單面自粘防水卷材，且防水卷材與涂料防水層的搭接長度不應(yīng)小于

100 mm。

2）支撐內(nèi)鋼筋優(yōu)先選用鋼筋接駁器進(jìn)行連接，亦可選用焊接。待鋼筋綁扎完成后，對(duì)內(nèi)支撐進(jìn)行支模澆筑，由于地下連續(xù)墻為地下結(jié)構(gòu)外墻的一部分，故對(duì)腰梁進(jìn)行支模時(shí)可采用單邊模板，另一邊以地下連續(xù)墻作為模板進(jìn)行混凝土施工。

3）支撐澆筑前，需在地下連續(xù)墻預(yù)埋鋼筋與涂料防水層交界處擠上一圈止水膠，以防止縫隙滲水，并在腰梁上部預(yù)留出結(jié)構(gòu)側(cè)墻的豎向鋼筋，下部預(yù)留鋼筋接駁器，便于后期施工。

4）待內(nèi)支撐完成后，對(duì)主體結(jié)構(gòu)側(cè)墻進(jìn)行施工時(shí)，應(yīng)先對(duì)腰梁上、下表面分別進(jìn)行鑿毛和清理，并預(yù)埋注漿導(dǎo)管，以便對(duì)施工縫進(jìn)行混凝土封口，最后，需在施工縫表面預(yù)留凹槽，以方便進(jìn)行防水施工。

5）對(duì)施工縫采用遇水膨脹止水條和止水膠進(jìn)行封口，背貼式止水條安裝前對(duì)施工縫表面預(yù)留凹槽以外部位進(jìn)行鑿毛并清理，然后涂刷界面劑，并在止水條出現(xiàn)膨脹前通過注漿導(dǎo)管進(jìn)行水泥砂漿灌縫施工，以避免止水帶遇水出現(xiàn)膨脹。

4.3 施工要點(diǎn)

在對(duì)基坑內(nèi)支撐和施工縫防水進(jìn)行施工時(shí)，為保證施工質(zhì)量，需注意以下幾點(diǎn)：

1）在鋪設(shè)卷材防水前，應(yīng)用砂漿對(duì)基面找平，對(duì)外露鋼筋進(jìn)行切除，并用水泥砂漿封堵抹平，施工遺留的釘子、木棒等雜物應(yīng)及時(shí)清除。

2）本工程混凝土由預(yù)制混凝土攪拌站提供，為保證工程質(zhì)量，必須對(duì)混凝土的質(zhì)量進(jìn)行控制。因此，應(yīng)定期對(duì)攪拌站進(jìn)行檢查，在混凝土進(jìn)場澆搗前，必須檢查其是否產(chǎn)生分層離析現(xiàn)象，是否達(dá)到規(guī)定的坍落度，并現(xiàn)場做混凝土強(qiáng)度試塊。

3）結(jié)構(gòu)側(cè)墻澆筑前，施工縫表面必須鑿毛，深度不小于1.5 cm，并清掃干凈混凝土表面浮渣、塵土和積水，澆筑前灑水潤濕，澆筑過程中若無法連續(xù)時(shí)，間隔超過2 h的應(yīng)按規(guī)范留置施工縫。

4）施工縫的防水措施采用遇水膨脹止水條，粘貼止水條時(shí)，應(yīng)確保施工縫混凝土表面光滑、平整、不被鑿毛破壞，并用比混凝土高一強(qiáng)度等級(jí)的水泥砂漿進(jìn)行接縫處理。

5）用于施工縫的遇水膨脹止水條直接粘貼在施工縫界面上，使之與混凝土緊密接觸，同時(shí)保證水泥砂漿塞縫前，止水條沒有膨脹失效。施作止水條時(shí)，要采取可靠措施保證混凝土灌注時(shí)止水條不發(fā)生移位。

5 結(jié)語

內(nèi)支撐是保證地下結(jié)構(gòu)施工的關(guān)鍵所在，而內(nèi)支撐的防水措施是保證內(nèi)支撐能正常工作而不發(fā)生銹蝕的關(guān)鍵所在，故為保證內(nèi)支撐的施工質(zhì)量，應(yīng)設(shè)置多道防水措施，以確保內(nèi)支撐的安全性和使用性。

本文根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際工況設(shè)計(jì)出了一套可行性較高的施工方案，可在保證施工質(zhì)量的前提下，保證施工安全，節(jié)省工期。該方案在項(xiàng)目上也得到了順利推廣，并獲得了多方的認(rèn)可。本文對(duì)深基坑后拆內(nèi)支撐和防水節(jié)點(diǎn)的施工方法進(jìn)行了詳細(xì)闡述，可為地下空間的內(nèi)支撐施工以及施工縫的防水節(jié)點(diǎn)施工提供借鑒。