喷射砼大高差斜面基础垫层施工工法

'喷射混凝土斜面基础垫层施工工法江苏省苏中建设集团股份有限公司朱晓勇、陈小丰、江明山、沈兆祥、居益民1.前言随着经济社会的高速发展，土地使用日趋紧张，地下空间的充分利用显得尤为突出，综合考虑建筑使用功能、地质情况、经济成本、结构安全等，设计中越来越多地采用不同持力层，基础落差较大。高科总部大厦工程位于河北省唐山市建设北路东侧，南邻火炬大厦,设计功能为5A级写字楼，采用天然地基框架—核心筒结构。地下2层，地上24层，局部19层，建筑面积为58600.84㎡，总建筑高度为118米。其中主楼基底标高与车库基底标高高差为2900mm，呈60°角放坡，该部位斜面垫层传统施工做法必须采用人工浇筑混凝土垫层，既费工又费时且施工质量及安全不易控制。我们在监理单位和设计单位的支持下开展了施工工艺创新，大高差斜面混凝土垫层采用喷射混凝土进行施工，取得了较好的经济效益，通过总结形成本工法。2.工法特点2.1、利用喷射混凝土完成大斜面基础垫层施工，解决了人工浇筑大高低差斜面基础垫层因混凝土自重导致重力下滑、脱落的现象，从而保证工程质量。2.2、利用喷射混凝土完成大斜面基础垫层施工，施工可控性强，避免基础持力层长时间搁置被扰动、斜坡塌方等现象，能做到施工断面随出随完成，避免安全事故发生。2.3、利用喷射混凝土完成大斜面基础垫层施工，受天气影响小、可操作性强，喷射混凝土初凝时间在5min内，终凝时间在10min内，而普通混凝土的初凝时间在2h以上。2.4、利用喷射混凝土完成大斜面基础垫层施工，人平均生产效率高，是常规施工做法的3倍，经济效益收获较大，从而降低了工程成本。 3.适用范围建筑工程基础工程大高差斜面基础垫层、桩基工程护壁、隧道工程等。4.工艺原理工程基础施工时，在土方开挖过程中，随着大高差斜面施工段面的形成，随时采用喷射混凝土来完成大高差斜面基础垫层施工，避免基础持力层长时间搁置导致基槽扰动、塌方等现象的发生，从而保证工程施工质量。5.施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程施工准备→机具设备选择→土方开挖→人工铲平→边框模板支设→披挂钢板网（“U”型环固定）、冲筋→喷射混凝土→刮杆找平→1:3水泥砂浆找平罩面。5.2操作要点5.2.1机具设备选择1）根据现场斜面坡度及高低差制作工作台架，长度为5米。2）在高跨面距临边0.6米处搭设临时防护。3）选用彩条布作为雨期施工中对原状土进行保护覆盖。4）混凝土喷射机：PZB-5型干喷混凝土机。5）空气压缩机：供风能力为0.5MPa以上。6）供水设备：保证供水压力位0.15~0.2MPa。5.2.2材料选择1）水泥：冀东P.O32.5R。2）砂：迁西河砂。细度模数2.59，含泥量为1.8%。3）粗骨料：5~15mm连续级配花岗岩碎石。4）水：饮用水。5.2.3熟悉图纸，根据图纸设计尺寸完成基槽放样图,在机械挖土的基础上对高低跨斜坡进行人工铲平修整至图纸设计尺寸； 5.2.4按照图纸设计尺寸支设边框模板；5.2.5在修整完成的斜面基层上披挂2mm厚钢板网（40mm×40mm网格），并采用ф6盘条制作成的“U”型卡环作为钢板网与土层的固定点，同时每平米布置3~4个厚度控制点；5.2.6根据施工现场，对非喷射区加设防护措施，做好护、包、盖、封防护，避免二次重复用工；5.2.7安装喷射混凝土各种机械设备（空压机、混凝土喷射机），正式施工前应对各机械设备进行试运转，经检验运行正常后方可正常施工；喷射厚度为垫层厚度减20mm（平整度控制在+10mm），20mm为预留人工找平抹灰；5.2.8在已完成喷射面的基础上（喷射混凝土达到终凝强度），采用20mm厚1:3水泥砂浆进行罩面。图一、完成的喷射混凝土面图二、完成斜坡垫层面 图三、斜面斜面混凝土垫层剖析详图5.2.9施工注意事项1）采用符合质量要求的外加剂，混凝土初凝时间不应大于5min，终凝时间不应大于10min.2）为保护环境和维护工人健康严格控制喷射混凝土作业时的回弹率，具体措施如下：①分段分块施工，分段长度不超过6米。②严格执行先下后上的顺序进行喷射，以减少混凝土因重力而滑动或脱落。③控制喷射距离和角度。喷射距离在0.6~1米时，混凝土回弹量较小，喷射方向基本与斜坡面保持垂直。④严格控制风压、水压和水灰比，水灰比以0.4~0.45为宜。6.材料与设备6.1材料统计表（表一）序号材料名称备注1水泥冀东P.O32.5R2砂迁西河砂，细度模数2.59，含泥量为1.8%3粗骨料5~15mm连续级配花岗岩碎石4水饮用自来水5钢板网2mm厚、40×40mm网眼6Ф6固定钢板网“U”环7三色彩条布围挡使用6.2机具设备统计表（表二）序号设备名称设备型号单位数量用途1混凝土喷射机PZB-5台1喷射砼2空气压缩机供风0.5PMa以上台1压力供应7.劳力组织及安全措施7.1劳动组织 7.1.1机械操作工2名，负责喷射混凝土。7.1.2瓦工2名，负责喷射混凝土面刮杆找平及砂浆罩面。7.1.3普工4名，负责爬升脚手架搭设和升降作业。7.1.3技术员1名，负责图纸放样及喷射混凝土级配。7.1.4专职安全员1名，负责现场安全检查。7.2安全措施7.2.1建立安全管理机构，编制相应的安全操作规程。7.2.2机械操作手必须持有效证件上岗，未经培训的工人禁止上岗操作。上岗人员坚守岗位，各司其职。施工前技术负责人按照有关规定对相关人员进行安全技术交底。7.2.3施工现场的临时用电严格按照《施工现场临时用电安全技术规范》的有关规范规定执行。7.2.4做好临边防护工作，设置危险源警示牌。7.2.5夜间施工必须要有具备足够的照明.7.2.6为保护环境和维护工人健康严格控制喷射混凝土作业时的回弹率。8.质量控制8.1工程质量控制标准施工质量执行《混凝土结构工程施工质量验收规范》及设计图纸要求。8.2质量保证措施8.2.1成立质量管理体系建立由项目经理领导，项目副经理、技术负责人控制，专职质检员检查的三级管理系统，形成项目经理到各施工班组、分包单位的质量管理网。质量管理体系对工程分部（子分部）、分项工序有否决权。8.2.2质量保证程序。 图四、质量保证程序图8.2.3质量过程执行程序图五、质量过程执行程序图8.2.4所有机具必须要有进退场纪录，并持有合格证，所有材料均必须有产品合格证和检测报告。9.应用实例及效益分析本工法将喷射混凝土技术应用至建筑工程基坑大高差斜面垫层施工，不当按照要求完成了图纸设计意图，同时又起到了基坑维护的作用，且施工周期短，可控性强，受气候影响小等优点，从而避免了大高差斜面基槽扰动、塌方等现象。其与普通施工工艺相比，无论是材料的控制、施工的人工费、管理的人工费、施工单价，都产生了较好的经济效益。唐山高科总部大厦工程位于唐山市建设北路东侧，南临火炬大厦，该工程大高差斜面垫层总面积为535㎡，使用该工法施工，取得良好的经济和社会效果，具有极大的推广应用价值。 图六、应用实例图应用本工法施工的工程实例效益分析见表三。 表三经济效益对比表类别传统工艺喷射混凝土工艺节约费用材料费用混凝土采用商品混凝土价格为295元/m³按照规范要求进行现场级配，价格为215元/m³节省费用（295-215）元×535㎡×0.1m=4280元钢丝网无费用考虑喷射混凝土整体性1.5元/㎡节约费用为1.5元/㎡×535㎡=—802.5元Ф6圆钢无费用以4个点/㎡进行计算1.25元/㎡1.25元/㎡×535㎡=—668.75元饮用水无费用喷射混凝土以0.1T/m³用水量计算，水为5.5元/m³节约费用535㎡×0.1m×0.1T/m³×5.5=—29.43元彩条布无费用遮挡保护用，共计使用50㎡1.3元/㎡节约费用50㎡×1.3元/㎡=—65元人工费55个工日完成，人工费以150元/工日计算18工日完成，人工费以150元/工日计算节约费用（55-18）×150=5550元直接经济费用4280+5550-802.5-668.75-29.43-65=8264.32元间接效益无工期缩短10天，劳动效率很高，缓解劳动力紧缺难题。 '