劉 聰 李云峰 哈小平 裴忠武 劉嘉東
1. 中建八局第一建設(shè)有限公司 山東 濟(jì)南 250100;2. 中建八局海外事業(yè)部 上海 200135
印尼一號項(xiàng)目為超大深基坑工程,有地下室7層(基坑最深為30 m),基坑占地14 000 m2。由于工程地處印尼首都雅加達(dá)核心區(qū),施工場地極為狹小,故采用逆作法施工裙房地下室結(jié)構(gòu)。
為實(shí)現(xiàn)工期完美履約,項(xiàng)目部經(jīng)過綜合分析,精密計算,創(chuàng)造性地提出“躍層開挖,順逆結(jié)合”的思路[1]:在完成B1層結(jié)構(gòu)施工后,同時開挖B2、B3層土方,而后躍過B2層結(jié)構(gòu)施工,直接進(jìn)行B3層結(jié)構(gòu)施工,在B3層板施工的過程中,再組織B2層板流水施工。
為保證在躍層施工期間基坑的整體穩(wěn)定,躍層僅開挖至B3層板底標(biāo)高處,嚴(yán)禁超挖。同時將公路、鐵路、水利等建筑工程中常用的“土模法”引用于B3層永久結(jié)構(gòu)施工中[2]。在“土模法”應(yīng)用過程中,項(xiàng)目部不斷改進(jìn)工藝,分析總結(jié),形成了一套可用于永久結(jié)構(gòu)施工的“土模法”施工工藝。
本工程“土模法”主要應(yīng)用于B3層橫向結(jié)構(gòu)施工,根據(jù)地勘報告及現(xiàn)場土體取樣試驗(yàn)分析,該土層(約-11 m處)土質(zhì)多為中等密實(shí)的黃土,為三類土。土體相對堅硬,不易塌方,塑性較好,土體狀況良好。
本工程裙房地下室為大跨無梁樓板結(jié)構(gòu),板厚220 mm。其中柱帽174處,截面尺寸2 800 mm×2 800 mm,板厚350 mm;梁截面尺寸800 mm×800 mm(4根)、800 mm×1 000 mm(2根)、500 mm×800 mm(6根)、300 mm×800 mm(3根)、300 mm×600 mm(3根)。
按照板底高差區(qū)別將梁、柱帽等橫向構(gòu)件分為3類:高差≤10 cm,10 cm<高差≤30 cm,高差>30 cm。“土模法”細(xì)部節(jié)點(diǎn)做法根據(jù)不同分類略有不同。
降水至B3板底標(biāo)高以下1 m→躍層土方開挖→機(jī)械夯實(shí)→人工整平→定位放線→板墊層澆筑→梁、柱帽定位放線→支設(shè)側(cè)?!靥钔梁粚?shí)→梁、柱帽節(jié)點(diǎn)墊層澆筑→地板革鋪設(shè)→結(jié)構(gòu)施工
2.2.1 地基處理
利用挖掘機(jī)進(jìn)行大面積土方開挖,開挖后將標(biāo)高差控制在0~10 cm內(nèi);人工清理至-5~5 cm內(nèi);機(jī)械夯實(shí),人工整平至-3~3 cm內(nèi)。
2.2.2 定位放線
根據(jù)設(shè)計圖紙進(jìn)行定位放線,預(yù)留柱帽、梁等節(jié)點(diǎn)位置。利用竹簽固定分隔條作為標(biāo)高控制線,嚴(yán)格控制土模標(biāo)高。
2.2.3 節(jié)點(diǎn)側(cè)模做法
1)高差≤10 cm的節(jié)點(diǎn)做法:樓板墊層澆筑完成后,開挖節(jié)點(diǎn)位置,機(jī)械夯實(shí),人工整平。支設(shè)高低板邊緣側(cè)模,利用木條(用于連接樓板墊層與側(cè)模)+鐵釘固定側(cè)模,此方法可達(dá)到確保側(cè)模不偏移、控制垂直度的效果,并可以防止墊層陽角被破壞?;靥顐?cè)模外側(cè)土體,澆筑墊層填實(shí)。待墊層混凝土強(qiáng)度達(dá)標(biāo)后,拆除定位木條(圖1)。
圖1 高差≤10 cm的節(jié)點(diǎn)做法
2)10<高差≤30 cm的節(jié)點(diǎn)做法:土模施工工藝與上述基本相同,柱節(jié)點(diǎn)與柱帽節(jié)點(diǎn)混凝土墊層自上而下逐層澆筑。其中,側(cè)模除利用木條+鋼釘加固外,還在側(cè)模外側(cè)固定木方(70 mm×50 mm)作為側(cè)模龍骨,以防止梁、柱帽等結(jié)構(gòu)混凝土在澆筑時,因混凝土側(cè)壓力過大而導(dǎo)致側(cè)模偏移(圖2)。
圖2 10<高差≤30 cm的節(jié)點(diǎn)做法
3)高差>30 cm的節(jié)點(diǎn)做法:土模施工工藝與上述基本相同。其中,因高差過大,混凝土側(cè)壓力過大,故側(cè)模固定2道木方作為龍骨,并沿側(cè)模垂直方向均勻分布間距。為防止在木方龍骨連接處側(cè)模產(chǎn)生過大撓度,現(xiàn)場要求木方龍骨必須采用重疊搭接并用長鐵釘固定,龍骨需保持平行(圖3)。
2.2.4 墊層澆筑
素土夯實(shí)整平后,澆筑厚100 mm的B0級(相當(dāng)于國內(nèi)C15級)素混凝土墊層,收平磨光,按照規(guī)范中現(xiàn)澆樓板板面標(biāo)高控制標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格控制標(biāo)高。側(cè)模支設(shè)完成后,用B0級素混凝土填實(shí)找平磨光。因高差>30 cm的構(gòu)件鋼筋、混凝土自重較大,故底部在墊層澆筑后鋪設(shè)厚15 mm木模板,以防止在鋼筋綁扎、混凝土澆筑過程中,因墊層破壞而導(dǎo)致脹模、結(jié)構(gòu)變形。
圖3 高差>30 cm的節(jié)點(diǎn)做法
2.2.5 地板革鋪設(shè)
“土模法”施工地下室永久結(jié)構(gòu)存在下層土方開挖過程中墊層難以脫落剝離的現(xiàn)象。因此,在墊層混凝土終凝后,鋪設(shè)地板革(其他不易與混凝土粘貼的卷材亦可),利用鋼釘+墊片進(jìn)行固定,確保地板革不打皺卷曲,陰陽角貼合緊密。地板革拼接縫處應(yīng)重疊鋪設(shè),接縫處用膠帶連接。混凝土澆筑前應(yīng)利用空壓機(jī)等將地板革表面清理干凈。
2.2.6 墊層剝離
在下層土方開挖過程中,大面積墊層會因自身重力自動脫落。部分不易脫落的部分,利用挖掘機(jī)輕觸,助其脫落,切勿強(qiáng)行摳挖,以防損壞永久結(jié)構(gòu)。若遇節(jié)點(diǎn)處墊層難以脫落,則在土方開挖完成后,搭設(shè)腳手架,人工剝離脫落。
1)土模法施工需通過計算,確保土體+墊層可以承受鋼筋+混凝土以及施工等荷載而不變形。清槽過程中如遇淤泥等土質(zhì)較差部位,應(yīng)擴(kuò)大20 cm范圍進(jìn)行土體換填,而后機(jī)械夯實(shí),人工找平。
2)土模標(biāo)高控制分3次等級控制:挖掘機(jī)開挖時標(biāo)高控制;機(jī)械夯實(shí),人工找平時標(biāo)高控制;墊層澆筑時標(biāo)高控制。逐級過程管控,最終達(dá)到可施工地下室永久結(jié)構(gòu)的要求。
3)墊層陽角等損壞時,應(yīng)將損壞部位擴(kuò)大鑿毛,用砂漿填補(bǔ),并利用陽角抹子找角。
4)結(jié)構(gòu)鋼筋綁扎施工過程中嚴(yán)禁拖拉鋼筋、吸煙,嚴(yán)格控制動火作業(yè)等,以防破壞地板革。鋼筋綁扎施工過程中如不慎將地板革破壞,應(yīng)利用膠帶+小塊地板革進(jìn)行修補(bǔ)。
5)在墊層脫落剝離過程中,要時刻注意安全,以防砸傷。
6)土模施工若遇大雨將不易成模,且易變形坍塌。若無法避開大雨,應(yīng)采取以下措施[3]:合理布置場地,著重注意現(xiàn)場組織排水,土模面不可積水;適當(dāng)備些干土,墊層澆筑前,以干土覆蓋過于泥濘部位,隨覆蓋隨澆筑墊層;雨天施工應(yīng)搭設(shè)簡易防雨棚,墊層澆筑后應(yīng)蓋塑料布,或在墊層表面刮上薄薄一層的防水漿。
“土模法”施工地下室永久結(jié)構(gòu),僅使用少量模板、木方、混凝土相輔成模,與傳統(tǒng)木模相比,可節(jié)約木材90%以上,同時,節(jié)省用于支撐結(jié)構(gòu)的鋼材。
“土模法”不受模板、支撐結(jié)構(gòu)等材料供應(yīng)的影響,亦不受材料周轉(zhuǎn)期的限制。同時,“土模法”與傳統(tǒng)施工工藝相比,工序簡便,各工序間可組織流水施工,工期節(jié)省效果顯著。
土模較傳統(tǒng)模板體系整體穩(wěn)定,且不跑漿,構(gòu)件不易出現(xiàn)蜂窩麻面,表面光滑平整。但因永久結(jié)構(gòu)質(zhì)量要求較高,故而“土模法”工序用工較多,各工序環(huán)節(jié)均需嚴(yán)格控制質(zhì)量。雨季施工較為困難,應(yīng)考慮排水、防雨。因土模的混凝土施工完畢后無法調(diào)整高度,故土模施工的標(biāo)高控制要求非常嚴(yán)格。
“土模法”在逆作深基坑工程施工永久結(jié)構(gòu)需結(jié)合地形和施工經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行[4-5]。印尼一號項(xiàng)目使用該技術(shù)取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和工期效益,對具備土模施工條件的基坑工程有較大的借鑒意義,值得推廣應(yīng)用。