袁利軍，齊從月，王火華，周紅衛(wèi)，鄒宏增

（中建三局第三建設(shè)工程有限責(zé)任公司，湖北 武漢 430070）

0 引言

建筑日益密集化，狹隘的建筑用地限制支護(hù)樁和地下室的外墻距離，地下室單側(cè)支模得到廣泛應(yīng)用，但如何便利施工成為研究重點(diǎn)，特別是在水域豐富淤泥土等復(fù)雜地質(zhì)的深基坑。

目前國(guó)內(nèi)深基坑單側(cè)支模的實(shí)際應(yīng)用主要有 3 種，對(duì)于深基坑的實(shí)施效果如下。

1）方法 1。采用周洋［1］運(yùn)用的在圍護(hù)結(jié)構(gòu)（支護(hù)樁、磚胎膜）上焊接鋼筋，通過對(duì)拉螺栓固定模板，并通過斜撐鋼管進(jìn)行豎向和水平固定。但密集的止水螺桿大范圍破壞卷材防水層，防水層的作用基本失效。外墻底部水荷載較大且難以有效固定，且在層高較高的情況下，架體的安全系數(shù)不高，實(shí)用性有限。

2）方法 2。采用陶云海［2］提出的鋼管扣件排架斜撐為單側(cè)支模的支撐體系。但扣件排架由扣件和腳手架組成，搭設(shè)和拆除的體量較大；大面積施工采用長(zhǎng)鋼管支撐，彈性較小容易變形導(dǎo)致混凝土漲模；施工周期較長(zhǎng)且占用空間較多，并不利于大面積且工期緊張的施工。

3）方法 3。采用段輝樂［3］提出的定型三腳架+定型鋼板作為單側(cè)支模的支模體系。三腳架體系剛度大，支模體系不易傾覆變形，安全性較高，適合大面積施工。但定型鋼模板重量大，需要塔吊配合施工，且目前缺乏成熟的施工經(jīng)驗(yàn)。

本項(xiàng)目通過分析和實(shí)踐，探索一種可在復(fù)雜地質(zhì)中施工便攜且可周轉(zhuǎn)實(shí)用的單側(cè)支模體系。

1 工程概況

南沙建滔廣場(chǎng)項(xiàng)目位于廣州市南沙區(qū)供電局西側(cè)，為雙塔樓連體結(jié)構(gòu)，地下 3 層，北塔地上 34 層、南塔地上 25 層?；用娣e約 1.26 萬 m2，周長(zhǎng)約 445 m，本工程基坑支護(hù)類型采用剛性大直徑（攪拌）旋噴樁+混凝土加勁樁+二道混凝土內(nèi)支撐+兩道鋼筋混凝土內(nèi)支撐的方式。

地下室共 3 層，-3 層層高 3.9 m，外墻厚 450 mm；-2 層層高 3.6 m，外墻厚 400 mm；-1 層層高 5.4 m，外墻厚 300 mm。地下 -3 層標(biāo)高為 -12.9 m，項(xiàng)目原為魚塘，地勢(shì)較低，項(xiàng)目北面為蕉門河，南面為人工河，西面為鳳凰湖公園，水位標(biāo)高達(dá)-0.8 m。地質(zhì)勘測(cè)淤泥層有 12 m 厚，地下室處于整個(gè)淤泥層中，飽和水較多且水壓力較大，常年雨水淤積，部分止水帷幕按要求施工卻仍有水滲出。

地下水經(jīng)過檢測(cè)帶有腐蝕性，在廣州夏季降水多，冬季降水少的干濕交替的環(huán)境中對(duì)鋼筋有中等腐蝕性。

2 施工難點(diǎn)分析

1）外墻距圍護(hù)結(jié)構(gòu)距離小，僅 450 mm 左右，無法滿足雙面支?？臻g要求，必須單面支模體系；而外墻外側(cè)為保護(hù)效果，不允許穿透，導(dǎo)致加固體系盡量減少止水螺桿使用，大部分依賴于內(nèi)側(cè)斜撐。

2）因本工程地下水位高，地下室外墻抗?jié)B更加嚴(yán)格，外墻水平施工縫一般留置在距底（樓）板面 300 mm 的高度，常規(guī)要求外墻宜與梁、板混凝土整體澆筑，如果外墻模板體系失穩(wěn)將造成梁、板模板體系的坍塌。

3）地下室外墻總長(zhǎng)度約 450 m，工程量大且施工緊張。

3 模板方案的選擇

3.1 模板方案 1

采用對(duì)拉螺桿與支護(hù)樁植筋錨固連接，并在內(nèi)側(cè)底板或樓板埋設(shè)地錨，采用扣件排架支撐，達(dá)到扣件排架與螺桿同時(shí)受力的方式，即將方法 1 和方法 2 結(jié)合，降低扣件排架的數(shù)量，提高施工進(jìn)度和施工安全性。但由于地下水豐富，現(xiàn)場(chǎng)在支護(hù)樁上植筋時(shí)，未鉆到方案設(shè)計(jì)深度時(shí)便有冒水情況，現(xiàn)場(chǎng)無法實(shí)施。焊接對(duì)拉螺栓會(huì)使密集的止水螺桿大范圍破壞卷材防水層，防水層的作用基本失效，雖然項(xiàng)目擬通過取消防水層加厚防水混凝土厚度提高防水質(zhì)量，但防水效果并不佳，且后期大量止水螺栓的潛在堵漏修補(bǔ)的費(fèi)用成本較高。

3.2 模板方案 2

內(nèi)側(cè)用“槽鋼+方通形式的定型式三腳架”形式進(jìn)行支撐，樓板預(yù)留地腳螺栓與三腳架固定的形式進(jìn)行外墻單側(cè)支模施工，通過有限元分析和計(jì)算盡量選用重量較小的定型鋼支架，且過程中將鋼模板改成加厚（15 mm 厚）的木模板，既能保證模板不漲模，又能提升鋼支架的移動(dòng)便攜性。定型式三腳架裝拆方便，支設(shè)速度快，可周轉(zhuǎn)次數(shù)多，地下水外墻無穿墻螺桿洞眼，降低滲水隱患。

4 施工工藝流程

外墻外側(cè)磚胎膜砌筑→防水及防水保護(hù)層施工→地腳螺栓預(yù)埋及導(dǎo)墻施工（底板混凝土澆筑前預(yù)埋）→綁扎外墻墻柱鋼筋及設(shè)置保護(hù)層墊塊→支設(shè)墻內(nèi)側(cè)模板→單側(cè)三腳架安裝→地腳螺栓與三腳架連接→安裝加固鋼管（單側(cè)支架斜撐部位附加鋼管）→三腳架垂直度調(diào)整→外墻混凝土澆筑。

5 單側(cè)支模三腳架搭設(shè)

1）通過有限元應(yīng)力分析和相關(guān)軟件的計(jì)算，三腳架所受側(cè)面壓力如圖 1 所示。為使得三腳架的剛度能滿足使用要求同時(shí)質(zhì)量較輕，三腳架的支撐體系可以按照?qǐng)D 2 的材料進(jìn)行搭設(shè)。1、2、3 采用 4.8 mm 厚 6.5# 雙槽鋼；4、5、6、7、8、9、10 采用 50 mm×50 mm×3 mm 雙方通，13 設(shè)置 φ25 調(diào)節(jié)絲桿，便于調(diào)節(jié)垂直度。采用雙槽鋼和雙方通的設(shè)計(jì)提高三腳架的高寬比，降低移動(dòng)過程傾倒可能性，提高安全施工。三角架在工廠里直接一體化焊接成型，在現(xiàn)場(chǎng)直接吊裝施工。

圖1 應(yīng)力分析

圖2 三角架立面圖（單位：mm）

2）在地下室底板基礎(chǔ)施工時(shí)候，將φ20 的雙段地腳螺栓進(jìn)行預(yù)埋，間距 900 mm，每片定型三腳架鋼需要預(yù)埋兩個(gè)，提前做好放線定位。

圖3 地腳螺栓的埋件圖

3）鋼筋綁扎完后，采用 15 mm 厚木模板作為模板支撐，并按圖 4 單側(cè)支模剖面，進(jìn)行木方、方通和三腳架的搭設(shè)，三腳架和地腳螺栓通過螺母連接。

圖4 地下室外墻單側(cè)支模剖面圖（單位：mm）

4）方通和木方間、方通和三角架之間通過φ12 勾頭螺栓和鉤頭螺母連接（見圖 5）。

圖5 各處連接圖（單位：mm）

6 單側(cè)支模模板加固措施

6.1 單側(cè)模板拼縫處加固

對(duì)于墻體厚度較厚，高度較大容易導(dǎo)致混凝土側(cè)壓力較大的兩塊板之間的部位產(chǎn)生錯(cuò)臺(tái)，在兩塊模板的拼接處采用方通對(duì)梁模板進(jìn)行鉤頭螺栓的固定，提高整體墻面模板的穩(wěn)定性。其中，方通間距設(shè)置按沿墻體高度方向 300 mm 設(shè)置，如圖 6 所示。

圖6 節(jié)點(diǎn)大樣圖

6.2 整體加固

地下室外墻較高，模板底部單面?zhèn)葔捍?，為保證架體整體安全性，須對(duì)架體進(jìn)行加固處理。將鋼管通長(zhǎng)水平放在三腳桁架外側(cè)的管頭卡口位置，及時(shí)將鋼管和三腳架固定，上、中、下共布置三道，同時(shí)鋼管也與內(nèi)支撐用扣件加固到一起，提高整體性（見圖 7）。

圖7 鋼管加固圖

7 單側(cè)支模控制要點(diǎn)

1）三腳架間距 900 mm，安裝完成后需調(diào)整垂直度。

2）地腳螺栓直徑 20 mm，Q235 鋼，間距 450 mm，與地面成 45°角，地腳螺栓出地面位置與混凝土墻面直墻段距離為 100 mm，地腳螺栓直角點(diǎn)埋深 150 mm，現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)要求拉通線，保證埋件處于同一水平線上。在澆筑導(dǎo)墻前對(duì)地腳螺栓端部采取保護(hù)措施，用塑料布等材料包裹，并扎緊，避免施工時(shí)混凝土粘附在絲扣上，影響地腳螺栓與三腳架之間的連接質(zhì)量。地腳螺栓長(zhǎng)邊靠端部 300 mm 車絲。

3）鉤頭螺栓直徑 12mm，Q235 鋼，長(zhǎng)邊靠端部 100 mm 車絲。鉤頭螺栓連接方通與木方時(shí)，提前在木方內(nèi)鉆孔，鉆孔角度與鉤頭螺栓的角度一致。將鉤頭螺栓由雙槽鋼中間穿過，鉤頭鉤入木方內(nèi)。

4）若地下室外墻分段澆筑時(shí)，在分段位置留設(shè) 300 mm×3 mm 止水鋼板。

8 效益對(duì)比

8.1 降低工程施工成本

通過對(duì)常規(guī)的雙面支模和單側(cè)支模的成本分析，發(fā)現(xiàn)在地下室施工過程中，雖然單側(cè)支模的成本單價(jià)較高，由于節(jié)約了安裝和拆除過程中的施工面積差和施工時(shí)間（對(duì)比分析中沒計(jì)算窩工成本）所產(chǎn)生的勞動(dòng)力成本，造成施工總成本更低。如表 1 對(duì)比分析可得。

表1 成本對(duì)比分析表

8.2 縮短施工周期

采用木模工人工效為 3 m2×人/工日［4］，采用鋼模+定型三腳架工人工效為 4.5 m2×人/工日，采用木鋼模+定型三腳架工人工效為 12 m2×人/工日。根據(jù)項(xiàng)目進(jìn)度統(tǒng)計(jì)和進(jìn)度計(jì)劃對(duì)比，雖然單側(cè)支模過程中的勞動(dòng)力比預(yù)算雙側(cè)的勞動(dòng)減少了，但是施工過程中搭設(shè)拆除簡(jiǎn)單，由于塔吊配合，施工更加快捷，耗費(fèi)總工期更短。

9 結(jié)語

項(xiàng)目過程運(yùn)用定型三腳架施工+木模組合技術(shù)節(jié)約了經(jīng)濟(jì)成本，具備較好的推廣價(jià)值。

1）定型式三腳架裝拆方便，支設(shè)速度快，同時(shí)可通過塔吊吊運(yùn)至施工工作面，省時(shí)省力。

2）通過三腳架端部采用可調(diào)節(jié)托座，可降低墻體的平整度、垂直度偏差，減少表面錯(cuò)臺(tái)、漲模、漏漿等質(zhì)量問題。

3）較高墻體宜減少水平施工縫數(shù)量，地下水外墻無穿墻螺桿洞眼，降低了滲水隱患，提高了工程質(zhì)量。

4）可周轉(zhuǎn)次數(shù)多，減少了材料浪費(fèi)，可明顯降低施工成本。

5）板面與地下室外墻交接處預(yù)留地錨螺栓，將三腳架與地錨螺栓固定，再用鋼管將三腳架連成整體，具備良好的整體穩(wěn)定性。

6）適用于外墻連續(xù)長(zhǎng)度長(zhǎng)，工期較短的工程。Q