裝配式結(jié)構(gòu)地下室擋墻鋼柱下插施工技術(shù)

邱水平 詹仲滋 張凱 張炳宏 王昊林 顧川瑜

【摘 要】?隨著裝配式結(jié)構(gòu)的推廣，鋼結(jié)構(gòu)作為裝配式結(jié)構(gòu)的一種，已廣泛地被用到各類(lèi)建筑中。由于地下室外圍擋墻和地下室頂板必須采用混凝土結(jié)構(gòu)或者勁鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工，而結(jié)構(gòu)嵌固端又基本都設(shè)置在地下室基礎(chǔ)內(nèi)，為避免轉(zhuǎn)換層的存在，鋼柱必須在基礎(chǔ)內(nèi)開(kāi)始設(shè)置，提高結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性。在施工過(guò)程中，地下室外圍擋墻與鋼柱結(jié)合時(shí)，主要在基礎(chǔ)和擋墻導(dǎo)墻施工時(shí)，鋼柱與導(dǎo)墻的施工順序，會(huì)影響施工的措施和施工質(zhì)量。先施工鋼柱需要增加鋼柱下部支撐措施，先施工導(dǎo)墻需要將導(dǎo)墻柱子位置留出，存在滲漏風(fēng)險(xiǎn)，且處理困難。文章綜合考慮成本、工期、施工難度等，為后續(xù)該類(lèi)型地下室施工節(jié)點(diǎn)處理提供借鑒，對(duì)于當(dāng)下施工方案進(jìn)行對(duì)比研究，最終根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工條件，選擇最優(yōu)的施工方式。

【關(guān)鍵詞】裝配式; 鋼結(jié)構(gòu); 地下室外墻; 鋼柱下插

1 工程概況

眉山東部新城起步區(qū)三中心一基地項(xiàng)目位于四川省眉山市天府新區(qū)貴平鎮(zhèn)，包含市民中心、人才中心、會(huì)議中心、產(chǎn)業(yè)鄰里中心、圖書(shū)館以及總部基地等單體（圖1）。其中市民中心、人才中心、總部基地三個(gè)單體包含地下室，為筏板基礎(chǔ)，其他單體主要為樁承臺(tái)基礎(chǔ)和獨(dú)立基礎(chǔ)，主體結(jié)構(gòu)均為鋼框架結(jié)構(gòu)。本項(xiàng)目地下室總建筑面積約2.8×104 m2，主要為車(chē)庫(kù)和功能用房，地下室勁鋼柱約240根，與地下室外墻相連的下插鋼柱有53根。鋼柱下插施工主要難點(diǎn)在于導(dǎo)墻施工時(shí)，是否先裝與墻體相連的鋼柱，若先行安裝，則鋼柱需要焊接角鋼支架到基礎(chǔ)鋼筋內(nèi)，進(jìn)行鋼柱支撐。若鋼柱后裝，則需要在導(dǎo)墻上留置施工縫，從而影響外墻根部鋼板止水帶安裝，影響地下室外墻自防水性能，地下室底部水壓最大，從而增加地下室滲漏風(fēng)險(xiǎn)。

所謂鋼柱下插，主要是鋼柱底部與地下室外墻導(dǎo)墻部分有交叉的部分。地下室外墻必須分兩次澆筑完成，考慮到結(jié)構(gòu)自防水性能，在墻體水平施工縫位置安裝止水鋼板，提高施工縫的防水性能（圖2～圖5）。

2 下插鋼柱施工

（1）方案1：鋼柱提前安裝，在筏板鋼筋內(nèi)設(shè)置角鋼支撐。

這種做法不影響鋼柱分段，按既定鋼結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行鋼柱分段安裝，但是需要將地下室外墻的鋼柱在基礎(chǔ)鋼筋綁扎完成之前加工好運(yùn)抵現(xiàn)場(chǎng)，與地下室內(nèi)部的其他鋼柱施工節(jié)奏不一致。施工工藝順序?yàn)椋夯A(chǔ)底部鋼筋施工—鋼柱支架焊接或成品支架定位安裝—基礎(chǔ)面筋施工—鋼柱埋件安裝—鋼柱吊裝固定（若鋼柱高度較大，需加纜風(fēng)繩或剛性支撐等固定鋼柱）—導(dǎo)墻鋼筋施工—止水鋼板施工—導(dǎo)墻模板安裝—導(dǎo)墻混凝土澆筑。

由于鋼柱先于導(dǎo)墻施工，導(dǎo)墻施工時(shí)止水鋼板和導(dǎo)墻水平鋼筋能直接按圖紙與鋼柱連接，理論上不存在沒(méi)有止水鋼板的施工縫，無(wú)防水滲漏點(diǎn)。但是此做法需要增加支撐措施材料用量，基礎(chǔ)內(nèi)的支架不可拆除，會(huì)產(chǎn)生較大措施費(fèi)用。鋼柱纜風(fēng)繩及剛性支撐固定難度較大，對(duì)施工操作存在一定影響。

（2）方案2：增加鋼柱分段，在導(dǎo)墻以上的位置設(shè)置一道分段。這種做法將地下室外墻上的下插鋼柱增加一段分段，地下室筏板鋼筋通過(guò)增加馬凳方可實(shí)現(xiàn)鋼柱支撐，施工工藝基本與方案1一致。該施工最終主要的劣勢(shì)在于增加了鋼柱分段，鋼柱施工縫增加一道，焊接鋼柱需要影響施工工期，增加焊接成本。分段增加之后，吊次增加，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工期有一定的影響，對(duì)于搶工項(xiàng)目，一般不建議采用此種方式進(jìn)行施工。該方案能有效的減少現(xiàn)場(chǎng)措施，保證外墻方式施工節(jié)點(diǎn)的施工質(zhì)量，雖然增加焊接量，但是鋼柱焊接可以與地下室外墻墻柱鋼筋穿插施工，基本不會(huì)影響地下室施工總工期。

（3）方案3：在剪力墻上預(yù)留鋼柱位置，形成施工縫，待基礎(chǔ)混凝土澆筑完成之后安裝鋼柱。現(xiàn)場(chǎng)一般比較傾向于后裝鋼柱的做法，主要是鋼柱基礎(chǔ)形成之后安裝基本無(wú)需采取措施，能與地下室中部其他鋼柱同時(shí)吊裝施工，對(duì)鋼柱施工最為有利。但是這種做法最大的問(wèn)題在于柱底抗?jié)B性能降低，存在較大的抗?jié)B風(fēng)險(xiǎn)。主要的問(wèn)題在于：①鋼柱后施工，導(dǎo)墻在鋼柱兩側(cè)留置施工縫，施工縫長(zhǎng)度明顯增加;②鋼柱形成的豎向施工縫需留設(shè)止水鋼板，增加止水鋼板用量;③緊貼鋼柱兩側(cè)位于地下室底板上的施工縫，由于不能斷開(kāi)基礎(chǔ)鋼筋，止水鋼板無(wú)法進(jìn)行安裝;④導(dǎo)墻水平鋼筋施工預(yù)留之后，在鋼柱安裝的時(shí)候需要掰開(kāi)，若鋼筋直徑較大，恢復(fù)的難度較大，與鋼柱的連接質(zhì)量無(wú)法保證。

方案3的施工方式，必然會(huì)在柱子兩側(cè)形成施工縫，主要的節(jié)點(diǎn)施工矛盾轉(zhuǎn)變?yōu)榉浪?jié)點(diǎn)處理。由于該節(jié)點(diǎn)位置位于擋墻根部，也是地下室外墻一側(cè)水壓最大的地方，防滲要求較高。除了豎向施工縫采用鋼板止水帶之外，主要處理基礎(chǔ)底板上面的水平施工縫。現(xiàn)在主要的處理方式包括2種：①在水平施工縫留設(shè)凹槽，在施工縫位置設(shè)置膨脹止水條;②采用施工縫后注漿封閉防滲施工措施。

兩種施工縫防滲處理方式，都能起到一定的抗?jié)B效果，但是由于膨脹止水條施工質(zhì)量往往無(wú)法保證，止水效果往往不佳，效果較好的是后注漿施工方式，但是成本相對(duì)較高。兩種施工方式可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行選擇。

（4）方案4：從設(shè)計(jì)角度，分離地下室擋墻與鋼柱。這種方案是將地下室擋墻與鋼柱分兩次澆筑混凝土。從建筑上來(lái)說(shuō)，若地下室緊貼建筑用地紅線的情況，將不利于地面建筑平面布置，柱子未在結(jié)構(gòu)最邊緣，影響建筑內(nèi)部使用空間。從結(jié)構(gòu)上來(lái)說(shuō)，地下室擋墻與柱子分開(kāi)澆筑，墻柱連接較差，只能通過(guò)墻體預(yù)留鋼筋，與鋼柱進(jìn)行連接。但是這個(gè)方案在于地下室擋墻一次澆筑完成，不存在滲漏風(fēng)險(xiǎn)。

3 各方案施工成本及工期影響分析

由于幾種方案都存在一些措施費(fèi)用，本次對(duì)比主要考慮單根鋼柱，在500 mm厚筏板基礎(chǔ)上施工的措施費(fèi)用，工期主要考慮工藝增加必須的工期（表1）。

（1）方案1：成本增加主要在于鋼柱下的支座措施費(fèi)用增加，包括支座用角鋼材料以及支座支座和安裝的費(fèi)用，另外，鋼柱臨時(shí)支撐安裝也會(huì)產(chǎn)生一定的成本。工期方面，支座安裝和支撐加設(shè)對(duì)有一定影響。

（2）方案2：成本增加主要是鋼柱分段之后的焊接需要產(chǎn)生額外的費(fèi)用，由于施工工藝可以穿插進(jìn)行施工，對(duì)地下室總的施工工期基本不會(huì)造成影響。

（3）方案3：主要費(fèi)用在于施工縫增加之后，多產(chǎn)生鋼板止水帶和模板施工工程量，另外與基礎(chǔ)之間的施工縫需要進(jìn)行處理，采用膨脹止水條和后注漿，都會(huì)有費(fèi)用和工期上的影響。

（4）方案4：分兩次澆筑混凝土，最終形成整體，混凝土用量和鋼筋用量等會(huì)增加，施工措施成本也會(huì)加大，對(duì)工期影響也會(huì)更大一些。

4 結(jié)論

綜合前面所述，下插鋼柱施工可以有多種施工方式，但是每一種方案都各有優(yōu)劣，現(xiàn)場(chǎng)影響因素較多，施工難易程度也不一致。為了保證結(jié)構(gòu)整體性，兼顧結(jié)構(gòu)抗?jié)B性能，選擇適合現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)環(huán)境的施工方式，是比較重要的。方案2是一種比較好的選擇，對(duì)于基礎(chǔ)施工基本不會(huì)造成影響，施工質(zhì)量也更易保證，在現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械設(shè)備滿足要求的情況下，值得考慮。方案3主要是施工縫處理方面比較麻煩，但是如果能保證施工縫處理質(zhì)量，這種方案對(duì)于施工來(lái)說(shuō)是最容易最簡(jiǎn)便的，鋼柱可以全部一批次吊裝，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)組織更為有利。在現(xiàn)場(chǎng)施工條件允許的情況下，優(yōu)先考慮方案2和方案3，對(duì)于施工質(zhì)量和成本控制能起到一定的作用。在三中心一基地項(xiàng)目施工采用了方案3，施工縫采用膨脹止水條進(jìn)行處理，項(xiàng)目地下室外墻設(shè)置有連續(xù)盲溝，極大程度的消除了地下室外墻壓力水，未見(jiàn)施工縫處有明顯滲漏痕跡。

參考文獻(xiàn)

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