吳亞洲

（中鐵十六局集團(tuán)北京軌道交通工程建設(shè)有限公司，北京 101100）

0 引言

隨著地下工程的日益發(fā)展，越來越多地應(yīng)用到深基坑、超深基坑等支護(hù)技術(shù)。深基坑豎井結(jié)構(gòu)在地鐵車站、區(qū)間隧道盾構(gòu)機(jī)始發(fā)接收豎井、區(qū)間風(fēng)井等得到充分應(yīng)用。深基坑圍護(hù)支撐體系設(shè)計(jì)通常采用鋼支撐、混凝土支撐等臨時(shí)內(nèi)撐體系，后續(xù)施工中需將其拆除。混凝土支撐及腰梁的拆除既要結(jié)合下部結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度要求，又要考慮除支撐時(shí)搭設(shè)下部的架體支撐體系以及深基坑吊裝的安全風(fēng)險(xiǎn)。在拆除最下層腰梁時(shí)，受到上面支撐以及腰梁位置的限制，腰梁的分塊吊裝將處于斜拉狀態(tài)，在深基坑中將切割后的混凝土支撐分塊吊裝會(huì)有較大幅度的擺動(dòng)，混凝土塊可能會(huì)存在脫落、碰撞下部支撐體系造成損壞等風(fēng)險(xiǎn)，給基坑施工帶來不必要的損失。臨時(shí)形成的混凝土支撐體系不僅延誤了工程工期，還大大增加了施工風(fēng)險(xiǎn)。將臨時(shí)混凝土支撐與永久結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相結(jié)合，既可以減少對施工帶來的不利影響，又能降低工程造價(jià)，節(jié)約社會(huì)資源[1-2]。

1 工程概況

防城港市東灣海底供熱管道工程位于廣西壯族自治區(qū)防城港市港口區(qū)，為跨海蒸汽管道。海底管道設(shè)計(jì)起點(diǎn)為防城港電廠，終點(diǎn)至中華路東端，隧道全長3167.1 m，東西兩岸豎井平面尺寸為15 m×15.5 m（內(nèi)凈空），基坑開挖深35.8～37.1 m。

東、西兩岸豎井平面尺寸為15 m×15.5 m（內(nèi)凈空），深35.8～37.1 m，基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用地下連續(xù)墻厚1000 mm，嵌固深度為5 m，豎井基坑共設(shè)置5道環(huán)框梁加1道鋼支撐。其中，第1道環(huán)框梁為800 mm×1400 mm（環(huán)梁兼冠梁）；第2道環(huán)框梁為1100 mm×1400 mm；第3道環(huán)框梁為1400 mm×1600 mm；第4道環(huán)框梁為1400 mm×1800 mm；第5道環(huán)框梁為1800 mm×1800 mm；第6道鋼支撐為φ609，t=16 mm鋼管支撐，基坑施工采用明挖法施工。其中第4、第5道環(huán)框梁為永久結(jié)構(gòu)，在施工中不拆除。

2 混凝土支撐及腰梁永久設(shè)計(jì)施工技術(shù)方案

地下工程結(jié)構(gòu)整體外包防水在腰梁位置無法連貫性施工，因此，腰梁位置防水成為整個(gè)外包防水施工中最薄弱的環(huán)節(jié)，可能會(huì)影響地下工程整體外包防水的效果。為了實(shí)現(xiàn)混凝土腰梁及支撐的永久性，減少混凝土腰梁及支撐的拆除工作，降低對外包防水效果的影響，需解決好混凝土腰梁與圍護(hù)結(jié)構(gòu)接觸面防水施工、混凝土腰梁上下施工縫防水施工、混凝土腰梁下方側(cè)墻混凝土澆筑作業(yè)、上下鋼筋連接等技術(shù)性問題。針對以上問題在本工程始發(fā)豎井深基坑施工過程中做出以下技術(shù)方案。

2.1 混凝土腰梁與圍護(hù)結(jié)構(gòu)接觸面防水處理技術(shù)方案

只有在地下連續(xù)墻混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，方可進(jìn)行深基坑土方開挖作業(yè)?；油练酵谥林螛?biāo)高位置后，開始對混凝土腰梁及支撐進(jìn)行施工。在鋼筋綁扎施工前，將混凝土腰梁與地下連續(xù)墻接觸范圍內(nèi)的地下連續(xù)墻混凝土表面進(jìn)行鑿毛處理，對鑿毛范圍內(nèi)基面滲漏水進(jìn)行檢查，并對滲漏點(diǎn)進(jìn)行堵漏處理直至連續(xù)墻表面干燥無濕漬。鑿毛范圍超出腰梁上下截面各5～10 cm。為保證能夠?qū)⑿屡f混凝土進(jìn)行良好的融合，將鑿毛部位沖洗干凈后并涂刷上水泥基滲透結(jié)晶涂料。腰梁上下方預(yù)留搭接防水卷材伸至連續(xù)墻橫向錨入腰梁鋼筋位置，并用聚氨酯密封膠在外側(cè)做封口處理，保證細(xì)部防水效果[3]。

地下連續(xù)墻錨入腰梁鋼筋要設(shè)置止水環(huán)，止水環(huán)能有效防止地下水滲入結(jié)構(gòu)內(nèi)部。腰梁混凝土采用與主體結(jié)構(gòu)側(cè)墻同標(biāo)號的混凝土設(shè)計(jì)。在進(jìn)行腰梁混凝土澆筑時(shí)，需充分振搗腰梁與連續(xù)墻接觸位置的混凝土，使得結(jié)構(gòu)混凝土與連續(xù)墻接觸密實(shí)，保證混凝土自身防水質(zhì)量良好。

2.2 混凝土腰梁上下施工縫防水處理技術(shù)方案

結(jié)構(gòu)防水施工采用多道防水設(shè)計(jì)、剛?cè)岵?jì)，保證地下工程的整體防水效果。結(jié)構(gòu)外包防水采用高分子卷材防水板，水平施工縫采用4 mm厚鍍鋅鋼板，止水鋼板加遇水膨脹止水膠達(dá)到雙重止水。部分側(cè)墻混凝土與腰梁混凝土同期澆筑，并在上下截面位置處設(shè)置環(huán)向水平施工縫。根據(jù)基坑大小及施工單元?jiǎng)澐中枰?，設(shè)置豎向施工縫，豎向施工縫防水做法同環(huán)向水平施工縫。混凝土腰梁上側(cè)混凝土一般超澆30 cm高，上側(cè)水平施工縫設(shè)置在該位置。止水鋼板設(shè)置在上部側(cè)墻結(jié)構(gòu)中間位置，混凝土澆筑時(shí)浸過止水鋼板中間位置3～5 cm。上部側(cè)墻結(jié)構(gòu)施工前將施工縫混凝土表面進(jìn)行鑿毛沖洗干凈并涂刷水泥基滲透結(jié)晶防水涂料。

腰梁下部同樣需多做一部分側(cè)墻，側(cè)墻面做成梯形斜坡結(jié)構(gòu)形式。梯形斜面能保證側(cè)墻內(nèi)外排鋼筋機(jī)械接頭錯(cuò)開布置，避免鋼筋機(jī)械接頭在同一斷面。斜坡高度的設(shè)置保證下部施工縫鍍鋅止水鋼板可以正常預(yù)埋即可，外側(cè)與下方側(cè)墻結(jié)構(gòu)寬度相同。下部做成梯形斜坡，防止側(cè)墻混凝土澆筑中在腰梁底部形成空鼓或間隙。外側(cè)下伸矮墻同時(shí)有利于加固側(cè)墻頂部模板。下部斜坡底膜采用木模板，在下部土方開挖過程中將其拆除，并對混凝土進(jìn)行鑿毛。施工縫在側(cè)墻施工前方進(jìn)行鑿毛處理，防止長時(shí)間空置基面被污染侵蝕[4]。腰梁上下施工縫處理節(jié)點(diǎn)如圖1所示。

圖1 腰梁上下施工縫處理節(jié)點(diǎn)

2.3 混凝土腰梁下方側(cè)墻混凝土澆筑施工技術(shù)方案

混凝土腰梁不拆除施工，其下面?zhèn)葔Y(jié)構(gòu)施工工藝和“地鐵車站蓋挖逆作法”施工方法類似。側(cè)墻混凝土澆筑采用高大模板以滿堂架體支撐體系施工，該段側(cè)墻混凝土澆筑需要解決下料、振搗以及接縫處混凝土的收縮、方筒形豎井模板拆除等問題[4]。

腰梁下部側(cè)墻混凝土澆筑空間受到頂部腰梁限制，混凝土澆筑時(shí)易在側(cè)墻與腰梁接觸位置形成空鼓或混凝土收縮后形成孔隙和滲漏水通道影響結(jié)構(gòu)性能。由于頂部腰梁的限制，混凝土澆筑振搗不到位，會(huì)導(dǎo)致澆筑不密實(shí)，進(jìn)而影響鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的使用壽命和混凝土自身的防水效果。

為了保證混凝土澆筑振搗的質(zhì)量，在頂部腰梁施工時(shí)，在止水鋼板兩側(cè)預(yù)留澆筑孔，澆筑孔梅花布置間距為500 mm，直徑控制在300～400 mm，澆筑孔可采用PVC管埋設(shè)?；炷翝仓淄瑫r(shí)可兼做振搗孔，最終用側(cè)墻混凝土封堵。由于側(cè)墻混凝土澆筑高度較高，在澆筑高度超過2 m時(shí)，采用圓管流槽下料保證混凝土垂直下落高度滿足要求。同時(shí)在側(cè)墻模板下部設(shè)置方形振搗孔，便于側(cè)墻下部混凝土澆筑時(shí)振搗。振搗完成后將其封堵并加固，保證混凝土澆筑中模板不漏漿、不跑模。腰梁底部施工縫位置，采用木模板并安裝成“喇叭口”形式，作為澆筑混凝土下料口。下料口側(cè)墻混凝土超灌至外側(cè)施工縫以上，施工縫斜面能保證混凝土從最低處溢滿至頂部，從而保證混凝土澆筑飽滿密實(shí)不出現(xiàn)空隙。后期只需要將超灌混凝土部分鑿除，用水泥砂漿將混凝土面修補(bǔ)抹平。圖2為混凝土腰梁下方側(cè)墻混凝土澆筑剖面。

圖2 混凝土腰梁下方側(cè)墻混凝土澆筑剖面

混凝土澆筑完成后，由于腰梁寬度比下方側(cè)墻寬度寬約40 cm。大模板高度6 m，在制定支撐體系方案時(shí)應(yīng)充分考慮該因素給拆除模板帶來的不便。方筒形豎井基坑側(cè)墻模板支撐體系無法采用整根鋼管兩端對撐，選擇在端頭采用扣件鋼管支撐體系。在混凝土澆筑過程中，安排工人對模板及架體進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)有異常情況立即停止?jié)仓鳂I(yè)，對模板及架體檢查加固后方可繼續(xù)澆筑。

豎井側(cè)墻混凝土澆筑需要對稱、均勻、分層澆筑，每層澆筑高度不宜超過50 cm。如果施工現(xiàn)場場地條件良好，可以優(yōu)先采用2臺泵車進(jìn)行澆筑。如若場地受限，可以采用1臺泵車轉(zhuǎn)圈澆筑。對稱澆筑保證模板及架體不會(huì)因?yàn)槟０鍐蝹?cè)偏壓受力導(dǎo)致架體整體傾斜。在混凝土澆筑前用側(cè)墻同等標(biāo)號的混凝土砂漿將施工縫潤濕，由于基坑內(nèi)澆筑條件受限，側(cè)墻混凝土澆筑速度不能過快，并且施工現(xiàn)場保證至少有一車混凝土等待澆筑，防止因混凝土供應(yīng)問題導(dǎo)致施工間歇過長，出現(xiàn)先澆混凝土初凝后形成施工冷縫現(xiàn)象，影響結(jié)構(gòu)混凝土的自身防水性能。

2.4 豎井側(cè)墻結(jié)構(gòu)鋼筋連接施工技術(shù)方案

受到腰梁位置的限制，下層鋼筋不能由下部依次往上順接完成，只能在腰梁結(jié)構(gòu)施工時(shí)預(yù)留側(cè)墻上下層豎向鋼筋。結(jié)構(gòu)施工時(shí)側(cè)墻鋼筋從下部往上施工，既要保證上下鋼筋能夠在垂直方向同軸受力，又要做好鋼筋絲頭質(zhì)量的保護(hù)工作。豎向相鄰位置、內(nèi)外排鋼筋按照鋼筋機(jī)械接頭錯(cuò)開原則進(jìn)行布置，保證同一截面鋼筋機(jī)械接頭率不超過50%。鋼筋絲頭用鋼套筒連接保護(hù)，并用封堵保護(hù)帽保護(hù)好，再用膠帶纏裹保護(hù)?；炷裂簜?cè)墻鋼筋預(yù)埋剖面如圖3所示。

圖3 混凝土腰梁側(cè)墻鋼筋預(yù)埋剖面

在混凝土腰梁施工時(shí)，在底膜模板上根據(jù)鋼筋間距開設(shè)鋼筋定位孔，用以確保每根鋼筋預(yù)埋位置、方向的準(zhǔn)確性。在下層鋼筋綁扎時(shí)用多點(diǎn)垂線法確定鋼筋的水平位置及間距，保證上下層鋼筋連接后能同軸受力。根據(jù)施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求，水平主筋設(shè)計(jì)在豎向鋼筋外側(cè)。迎水側(cè)主筋綁扎受到地下連續(xù)墻及防水板位置限制，鋼筋綁扎無法按照常規(guī)做法綁扎。為了提高鋼筋綁扎效率，經(jīng)過現(xiàn)場多次試驗(yàn)操作，先將兩端及中間選取3根豎向鋼筋連接好，然后在外側(cè)焊接水平主筋的定位鋼筋。這樣既解決了鋼筋較重、不易操作的問題，也能保證鋼筋綁扎間距的質(zhì)量，還可以提高鋼筋綁扎的效率。

3 結(jié)語

目前本工程盾構(gòu)始發(fā)豎井結(jié)構(gòu)已經(jīng)順利施工完成，通過對混凝土腰梁與圍護(hù)結(jié)構(gòu)接觸面防水施工、混凝土腰梁上下施工縫防水施工、混凝土腰梁下方側(cè)墻混凝土澆筑作業(yè)、上下鋼筋連接等技術(shù)性問題進(jìn)行研究處理，混凝土支撐永久設(shè)計(jì)施工可以使本工程深基坑主體結(jié)構(gòu)施工進(jìn)行連續(xù)施工作業(yè)，減少了因拆除臨時(shí)鋼筋混凝土支撐帶來的施工間歇，避免了支撐拆除帶來的深基坑受力變形的問題，消除了拆除過程中吊裝的施工風(fēng)險(xiǎn)，保證了深基坑施工生產(chǎn)的順利進(jìn)行，同時(shí)也節(jié)省了主體結(jié)構(gòu)混凝土的用量。相信混凝土支撐永久設(shè)計(jì)施工會(huì)在深基坑施工技術(shù)中得到更多的推廣和應(yīng)用。