夏 學
(中鐵北京工程局集團第一工程有限公司,陜西 西安 710000)
隨著城市化建設(shè)的快速發(fā)展,逆作法在城市復雜環(huán)境中的地下工程應用日益增多,逆作法施工必須將底板劃分為若干小塊,這就會產(chǎn)生大量的施工縫。文章結(jié)合逆作法施工特點,另辟蹊徑,利用基巖作為持力層,提出底板架立式結(jié)構(gòu),達到地下室底板“無施工縫”的目的,從而減少逆作法施工的地下室底板出現(xiàn)滲漏的現(xiàn)象。
逆作法施工工藝,需將主體底板劃分為若干小塊,致使底板產(chǎn)生大量的施工縫,底板底外包整體防水施工縫隨之增多,不能達到防滲漏水的目的。案例工程結(jié)合現(xiàn)場地質(zhì)情況,利用柱網(wǎng)承受荷載,將底板架立至立柱基礎(chǔ)頂面,然后整體澆筑底板,相比傳統(tǒng)逆作法施工底板,減少大量的施工縫,封閉地下水的滲透路徑,從結(jié)構(gòu)上加強混凝土的“剛性”防水效果,充分發(fā)揮混凝土自防水功能,從而達到防止地下水的滲漏的目的,具體如圖1、圖2所示。
圖1 底板架立式結(jié)構(gòu)圖
圖2 試驗區(qū)段整體澆筑底板示意圖
(1)減少施工縫。主體底板采用架立式結(jié)構(gòu)相比較傳統(tǒng)的施工方法,極大地減少了施工縫,加強了底板整體防滲漏效果。
(2)施工簡易便捷。與傳統(tǒng)的逆作法施工將ZXB(柱下板)劃分為若干小塊相同,其他部位的底板結(jié)合施工情況,可等待主體結(jié)構(gòu)立柱全部或大部分完成后大面積澆筑,施工便捷。
(3)綠色環(huán)保。主體底板采用架立式結(jié)構(gòu)防滲漏,加強結(jié)構(gòu)的剛性防水,減少對施工縫的注漿處理,且整體澆筑底板減少鋼筋的焊接接頭,達到綠色環(huán)保的要求。
(4)節(jié)約成本。主體底板采用架立式結(jié)構(gòu)防滲漏整體澆筑底板,相比較傳統(tǒng)的逆作法施工,既減少大量的鋼筋接頭又減少大量的施工縫,減少了施工工序及節(jié)約材料,還加強底板剛性防水效果。
項目圍繞博物館設(shè)計,以博物館為中心分為南側(cè)以及北側(cè)兩部分,博物館南側(cè)為3層結(jié)構(gòu),局部為2層結(jié)構(gòu);博物館北側(cè)為1層結(jié)構(gòu),局部為2層結(jié)構(gòu),總建筑面積39127.86m2,為無梁樓蓋結(jié)構(gòu)。以負1層頂板為基準,從地面至負1層頂板底開挖深度為6.85m,采用大開挖方式施工,負1層頂板以下采用逆作法施工。施工環(huán)境復雜多樣,場地內(nèi)整體高差較大,南側(cè)與北側(cè)高差達14m。地勘報告揭示地質(zhì)主要為雜填土、紅黏土及中風化白云巖,地下水豐富埋深-10.2m且水位呈季節(jié)性及年際間變化。
施工準備→立柱結(jié)構(gòu)開挖→立柱基礎(chǔ)施工→底板結(jié)構(gòu)施工。
(1)立柱結(jié)構(gòu)開挖。主體立柱結(jié)構(gòu)開挖主要為劃分跳挖法和臺階開挖兩種形式,立柱底板土方一次開挖到底板底開挖到位,主體底板結(jié)構(gòu)開挖面積不大于30m2,其土方開挖以機械開挖為主,人工配合清底,機械開挖至距底板底100~150mm位置即可,余下的100~150mm土方必須進行人工開挖,杜絕超深開挖后在回填土方的現(xiàn)象。主體立柱結(jié)構(gòu)開挖立面示意圖如圖3所示。
圖3 主體立柱結(jié)構(gòu)開挖立面示意圖
主要通過分層方式開展土方開挖作業(yè),配合土釘以及錨索等施工作業(yè),禁止土方超挖施工,施工順序主要以先錨后挖為原則開展,對整體進行分層開挖。若是地下水位沒有完全疏干,必須禁止進行下層土方開挖施工。開挖時應對檢查工作進行強化,以保證基底土不會被擾動,若出現(xiàn)超挖問題,就需立即回填,同時利用打夯機進行夯實處理。施工豎井(出土口)是土方運輸?shù)降孛娴闹匾\輸渠道,出土口主要涵蓋以下兩種類型:①設(shè)置于頂板上。將結(jié)構(gòu)樓梯設(shè)定成臨時出土口,可以方便開挖土方的堆放處理,并作為施工設(shè)備、材料以及人員進出口,借助處置運輸及陶挖地面土方,裝車向外運輸。②設(shè)置于中板上。主要借助垂直運輸機把2層土方向中板上運輸,同時作為地下2層施工設(shè)備、材料以及人員進出口。頂板樓梯出土口可以在主體土方開挖結(jié)束之后回復樓梯施工,中板出土口屬于臨時預留口,完成2層結(jié)構(gòu)施工之后即可對其進行封閉處理。
(2)立柱基礎(chǔ)施工。立柱土體開挖完后,人工采用高壓風吹掃基底石碴,然后安裝鋼筋并澆筑混凝土。在安裝模板的同時,按照底板位置進行預留鋼筋,如圖4、圖5所示。
圖4 柱身預留底板鋼筋
圖5 柱身預留鋼筋與底板鋼筋連接
施工中,根據(jù)設(shè)計圖選擇柱筋配料,完成加工制作工序,立柱主筋在承臺上事先埋扎牢固,混凝土澆筑時進行復合校正。按照規(guī)格立柱筋出基面層1.45m及2.1m,短筋與長筋之間存在間隔。在焊接中使用電渣壓力焊接方式,將鋼筋垂直通順,保證上下筋的一致性,熔筋電流與電壓達到對筋操作要求,分次加壓,焊成凸形圓形,保證試拉強度符合要求。柱筋分段綁扎合格后,進入柱模施工。本次施工為矩形立柱,柱模為高級機拼細木板,采用φ48圓鋼管井字形緊夾,連接固定鋼管承重架與立柱支撐,柱間形成對撐對拉,以構(gòu)成支撐整體。根據(jù)立柱斷面尺寸及拼模要求進行柱模定性,模板兩塊相對柱頭板為柱斷面尺寸-2mm,膠木板外側(cè)加釘長料豎襯板。模板制作完成后,在反面寫上規(guī)格與編號,分別保管,安裝則依據(jù)圖紙及拼裝要求安裝柱模。完成安裝后,由專門人員檢查,復核柱位、垂直度、標高、牢固情況等,混凝土澆筑過程中,則派遣支模人員值班,以防出現(xiàn)變動、變形等情況。拆除模板時,注意混凝土硬化強度,根據(jù)工程情況,混凝土強度為50%以上,即將模板拆除。根據(jù)設(shè)計遵循“先支后拆”的原則,禁止拆模中使用撬棍與大錘,防治柱面損傷。
(3)底板結(jié)構(gòu)施工。當立柱基礎(chǔ)完成后,對底板結(jié)構(gòu)大面積澆筑混凝土(也可整體澆筑),極大減少施工縫的產(chǎn)生。實驗區(qū)段底板大面積施工圖如圖6所示?;炷翝仓Y(jié)束12h后拆側(cè)模并及時進行灑水養(yǎng)護,養(yǎng)護時間不少于14d。
圖6 實驗區(qū)段底板大面積施工示意圖
施工中對混凝土材料、質(zhì)量、數(shù)量、投料計量、外加劑等均進行檢查,參入量符合施工要求,澆灌混凝土溫度控制在25℃左右,其余混凝土料則儲存在料場大棚,以防烈日暴曬。混凝土攪拌加料順序是先將水泥、水、摻和料及外加劑攪拌1min,制作水泥漿,然后投入粗細骨料均勻攪拌,每次需檢查兩次計量精度,按照機械規(guī)定時間,攪拌90s左右?;炷翝仓褂闷酵茲仓ǎ黄矫嫜h(huán)推進澆筑,進行大面積施工,并做好養(yǎng)護工作。
主體底板采用魚鱗式結(jié)構(gòu)防滲漏,優(yōu)化底板柔性防水設(shè)計,增強底板剛性防水結(jié)合逆作法施工劃分若干小塊參照魚鱗自主設(shè)計而成,從技術(shù)、經(jīng)濟及工期進行對比如表1所示。
表1 效益分析對比表
通過架立式結(jié)構(gòu)在主體底板的成功應用,減少了逆作法施工產(chǎn)生大量的施工縫、施工場地狹小及基坑受地下水影響變形大的難題,其施工方法及思路,為今后類似工程施工積累了寶貴的經(jīng)驗,可在房建、地鐵、地下管廊等地下工程結(jié)構(gòu)推廣應用。