羅江波
(深圳市勘察測繪院(集團)有限公司 深圳 518028)
由于城市用地緊張,加上山區(qū)旅游業(yè)的發(fā)展,很多工程建設項目向山地發(fā)展。在山地建設項目中,為節(jié)約用地,建筑物之間間距小,高差大,形成了很多高的直立邊坡。
為保證建筑物的安全,高直立邊坡往往采用樁+預應力錨索的支護形式[1]。同時,為保證樁間土開挖后不垮塌、保證外立面的防水功能及美觀,在樁外側(cè)會設計200~300 mm 厚的鋼筋混凝土擋板,即樁板墻結構。
高邊坡樁板墻結構的施工工序比較復雜,涉及樁身植筋、鋼筋網(wǎng)片綁扎、泄水管埋設、單面支模、狹小空間內(nèi)澆筑混凝土等工藝,其中的單面支模尤其重要[2-3]。一般情況下采用的單面支模方案步驟為:支護樁上植筋?螺桿與植筋焊接?模板上按照螺桿位置鉆洞?模板套入螺桿?模板外側(cè)立方木及鋼管?螺桿擰緊加固模板?模板外側(cè)架設支撐[4]。此模板加固工藝需要大量方木、鋼管等材料及人力資源,且安裝及拆除效率低。另外,該工藝加固效果較差,在施工過程中經(jīng)常出現(xiàn)漲模、爆模等質(zhì)量事故,導致拆模后墻面凹凸不平,需要人工鑿平及重新抹灰,既不美觀,也造成經(jīng)濟損失,甚至引起安全事故。
為解決常規(guī)單面支模方法的缺陷,使樁板墻施工更方便快捷、模板支撐系統(tǒng)更穩(wěn)固、保證質(zhì)量及外型美觀。在某高邊坡樁板墻施工中,設計出一種樁板墻預制模板施工新技術,該技術可以克服常規(guī)單面支模方法的缺點,拼裝速度快、效率高,支撐加固系統(tǒng)穩(wěn)定,能循環(huán)重復利用,資源消耗小,拆模后外立面也較平整美觀。
本文通過某山地建筑邊坡支護工程,介紹了該預制模板施工技術的施工工藝,通過該技術在項目上的成功實施,對其適用性進行了評價,對類似工程的施工具有借鑒性。
某建筑邊坡工程高度13.0~55.0 m,屬超高邊坡,邊坡支護安全等級為一級。根據(jù)地勘報告,邊坡坡體分布的地層主要有:第四系殘積層、全風化、強風化、中風化及微風化凝灰?guī)r。
邊坡設計分為2 個部分,上部邊坡按1∶1 坡率分成二~四級放坡,每級坡最大坡高10 m,坡中平臺寬2 m,坡面采用鋼筋混凝土框架梁結合錨桿(索)進行支護,框架間植生綠化。下部邊坡設計采用直立支護,開挖高度13.0~19.0 m,采用樁板墻+錨索支護,設置樁徑1.5 m抗滑樁,間距3.0 m,布置4~6道預應力錨索,抗滑樁外側(cè)設置300 mm厚鋼筋混凝土面板,如圖1所示。
圖1 邊坡典型設計剖面Fig.1 Typical Design Section of Slope
⑴本邊坡支護設計的主要特點為下部直立樁板墻高度大,最高達19.0 m,且樁板墻距離地下室外墻僅有2 m。如此高的直立樁板墻且離建筑物外墻如此近,對邊坡變形控制及安全性的要求極高。
⑵該樁板墻為永久性支護結構,支護結構與地下室外墻之間不回填,建設單位對擋板墻外立面美觀要求很高,施工過程中不能有爆模、跑模、蜂窩麻面等現(xiàn)象,施工難度非常大。
⑶設計樁板墻結構復雜,有3 層結構,包含抗滑樁外側(cè)掛網(wǎng)噴射混凝土、30 cm 厚鋼筋混凝土面板及錨索腰梁,如圖2所示。涉及的施工工序較多,有噴射混凝土、抗滑樁身植筋、面板及錨索腰梁鋼筋網(wǎng)片綁扎、泄水管埋設、單面支模、狹小空間內(nèi)澆筑混凝土等工藝[5]。
圖2 樁板墻設計大樣Fig.2 Design Details of Pile-sheet Retaining
考慮到本項目高邊坡樁板墻結構復雜,傳統(tǒng)支模方法安裝及拆卸復雜、施工工效低、人力消耗大且加固效果差[6-9]。為解決常規(guī)單面支模方法的缺陷,使樁板墻施工更方便快捷、模板支撐系統(tǒng)更穩(wěn)固、保證質(zhì)量及外型美觀。設計出一種樁板墻模板施工新技術,該施工技術的施工工藝如下:
樁板墻預制模板采用上下兩端50 mm×80 mm 的橫向方木及間距20 cm 的50 mm×80 mm 豎向方木連接成整體;方木外側(cè)采用4 排間距不大于50 cm 的橫向20#工字鋼加固;工字鋼外側(cè)采用φ48 壁厚3.5 mm豎向鋼管增加整體剛度及抗側(cè)向力。
在抗滑樁上植筋8 排,每根工字鋼上下各1 排,將螺桿與植筋焊接牢固,模板根據(jù)植筋位置打孔,安裝后擰緊加固,如圖3所示。
圖3 預制模板大樣Fig.3 Design Details of Prefabricated Formwork
本樁板墻預制模板施工新技術的主要特點有以下幾點:
⑴擋板墻模板采用定型化、模塊化制作,采用機械吊裝及拆卸,人工僅為輔助,可提高施工效率,減少人工消耗。
⑵預制模板所用材料采用常規(guī)支模材料加工字鋼組合,利用工字鋼優(yōu)良的抗彎拉性能,保證預制模板的支撐穩(wěn)固,如圖4所示。支模主要材料為20#工字鋼加木模板、方木、鋼管、加強螺桿及脫模劑。
圖4 預制模板實物Fig.4 Entity of Prefabricated Formwork
⑶預制模板采用分片制作,標準模板每片的高度可根據(jù)每級樁板墻支模高度確定,寬度可根據(jù)現(xiàn)場機械設備的吊裝噸位靈活選用。預制模板的安裝采用挖掘機現(xiàn)場吊裝安裝及拆卸,如圖5所示。
圖5 挖掘機現(xiàn)場吊裝預制模板及預制模板現(xiàn)場拼裝實物Fig.5 Hoisting Prefabricated Formwork by Excavator and Site Assembly of Prefabricated Formwork
與樁板墻常規(guī)單側(cè)支模方法相比,樁板墻預制模板施工技術的主要優(yōu)點如下:
⑴該技術采用工字鋼將各種零散支模材料如模板、方木、鋼管整合定制,連接成一個整體。安裝和拆除采用人力配合機械吊裝,避免了單片安裝模板造成的人工、材料的浪費,提高了支模施工效率。
⑵ 預制模板系統(tǒng)采用抗拉性能好的工字鋼加固,與常規(guī)采用鋼管及斜撐加固的支撐系統(tǒng)相比,整體性、穩(wěn)固性及抗側(cè)向力更好,大大降低了爆模、漲模及跑模的概率。
⑶模板提前預制,安裝及拆卸極為方便,現(xiàn)場采用機械和幾個人工配合即可完成,極大提高了施工效率,加快了施工進度。
⑷預制模板拆模后墻面平整美觀,無凹凸不平,無明顯色差,無需另外抹灰,如圖6所示。
圖6 使用預制模板的樁板墻立面Fig.6 Elevation of Pile-sheet Retaining with Prefabricated Formwork
⑴常規(guī)樁板墻模板加固工藝需要大量方木、鋼管等材料及人力資源,且安裝及拆除效率低。另外,該工藝加固效果較差,在施工過程中經(jīng)常出現(xiàn)漲模、爆模等質(zhì)量事故,導致拆模后墻面凹凸不平,需要人工鑿平及重新抹灰,既不美觀,也造成經(jīng)濟損失,甚至引起安全事故。
⑵樁板墻預制模板施工技術利用工字鋼良好的抗彎拉性能,將各種零散支模材料整合定制,采用機械安拆,可以克服常規(guī)單面支模方法的缺點,拼裝速度快、效率高,支撐加固系統(tǒng)穩(wěn)定,能循環(huán)重復利用,資源消耗小,拆模后外立面也較平整美觀。
⑶預制模板具有定型化、模塊化的特點,單片模板尺寸可根據(jù)實際施工需要制作,且能循環(huán)重復利用,可適用于高邊坡樁板墻施工及混凝土擋墻施工。
⑷根據(jù)實際應用情況,橫向工字鋼間距以不大于50 cm為宜,具體可根據(jù)支模高度進行調(diào)整。