地下室结构梁兼深基坑水平支撑梁逆作施工工法应用

'S精品工程第27卷2009年第7期uperexcellentEngineering地下室结构梁兼深基坑水平支撑梁逆作施工工法的应用沈忠星权大桥陶金华时学俊吴辉强(江苏江中集团有限公司，江苏南通226533)【中图分类号】TU753【文献标识码】B【文章编号】1671－3702(2009)07－0031－06筑面积9344m2，地下室底板厚0.6m，承台深2.4m；采用1工程概况承台下钻孔灌注桩基础，总桩数239根（其中Φ800mm161根、Φ900mm24根、Φ1000mm54根），江苏省建设管理综合楼位于南京市鼓楼区草场门设计有效桩长52m（a型桩）、54m（c、d、e型桩）。混凝土大街88号，工程占地面积6388m2，建筑总高度强度等级分别为：底板C40，外墙及外柱C45/S10，内墙128.6m，建筑面积44000m2；主体采用钢筋混凝土框C40、柱C50、梁板C40；建筑抗震设防烈度为7度，抗架—核心筒结构体系，地下2层、地上33层。地下室建震设防类别为丙类。基坑支护一期采用钻孔灌注桩挡土墙及深层搅拌作者简介：沈忠星，男，高级工程师、高级经济师，任江苏江中集团有限公司监事会主席、第六分公司总经理，江苏省建设管理综合楼工桩（局部为高压旋喷桩）止水帷幕，设钢筋混凝土及钢程项目经理，曾主持完成了30多个工程项目，建筑面积达80多万m2，管水平支撑各一道（挖土过程中又增设南北向水平支其中徐州新生里高层住宅4号楼等4项工程获江苏省“扬子杯”优质工程奖及其他奖项。撑一道）；二期采用钻孔灌注桩挡土墙及深层搅拌桩止-31- S精品工程uperexcellentEngineering水帷幕（基坑底部部分范围设置6.0m深层搅拌桩暗墩3.1工艺流程以作加固），南北向设二层钢筋混凝土水平支撑。逆作施工的工艺流程如图2所示。在地下室施工中，通过采用“地下室结构梁兼深基坑水平支撑梁逆作施工工法”，解决了现场狭窄、分期施工及不能对称设置支护桩和支护桩水平支撑梁等条件下基坑支护技术难题，取得了良好的经济和社会效益。2004年9月29日桩基基础开工，2008年5月18日工程竣工。该工程荣获江苏省“扬子杯”奖，现拟申报中国建设工程鲁班奖。2工法特点1）在多层地下室分期施工续建时，在基坑围护桩不便设置水平支撑梁的情况下，以工程主体永久性钢筋混凝土结构梁兼作水平支撑梁，操作简便。2）与传统的施工方法相比，其不同点是部分结构构件采取从上向下的逆作法施工，即从顶板梁施工开始，由上至下进行。先施工各层结构梁（同时兼作支撑梁），在梁两侧预留施工缝，并预插板筋，在梁顶面及底图2工艺流程图面预插柱筋和墙筋，最后施工底板；而后，再由下至上3.2施工要点依次施工各层柱、板、墙。1）每一结构层土方分二次开挖，先将第一层土挖3）整个施工过程不再单独设计水平支撑梁，能满至地下室顶板梁底下1000mm处（挖土深度根据顶板足工程设计和国家施工验收规范要求，安全可靠，节省梁与下部柱墙节点插筋长度而定）；而后接着施工顶板工期，经济效益明显。梁（兼支撑梁），设置支撑、支模，绑扎钢筋（包括梁两侧预留短板及连接插筋等）。3施工方法2）顶板梁外端支座为围护桩顶，与桩顶围梁同工程采用主体结构与支护体系相结合的结构形时浇筑，在顶板梁与结构柱、墙节点处预留插筋。式，利用工程主体结构梁兼作基坑围护桩的水平支撑顶板梁内端与前期梁柱连接，梁下设钢管灌混凝土梁，部分结构构件采取自上而下逆作施工方法，从而使支撑及Φ48mm×3.5mm钢管扣件支撑（见图3～整个施工过程不需再单独布置围护桩水平支撑梁，均图7）。由工程结构梁代替。工程平面布置见图1。3）为缩短混凝土强度增长龄期，实现提前拆模，将图1工程平面布置示意图图3顶板梁兼支撑梁施工剖面示意图-32- 度要求同前），而后施工楼面梁（兼支撑梁），包括梁两侧预留短板及插筋。楼面梁外墙端支座处在围护桩内侧的连续围梁中，与围梁同时浇筑，同时在结构柱、墙节点位置预留插筋。楼面梁（兼支撑梁）另一端与前期梁柱连接，梁下钢支撑设置方式同上。以下各层楼面梁施工，以此类推。5）最后一层土挖至地下室底板下，而后按设计对图4图3中的1－1剖面图（顶板施工缝留置）各节点的要求，自下而上按顺序施工各层柱、梁板、墙，均采用商品混凝土浇筑。6）楼面梁（兼支撑梁）剖面如图8～图11所示。图8中的楼层节点③同图3中的节点③。7）采用该工法施工，必须经设计部门同意，并在其支持和配合下实施。施工单位应按设计图纸中提供的有关技术参数和要求，编制施工方案，并在征得设计部门同意后组织施工。8）施工依据：国家现行相关施工验收规范、规程及图5图3中节点①局部（支撑梁与围梁同时浇筑）采取本工法施工的设计图纸和业主、监理的有关书面文件。图8楼面梁兼支撑梁施工剖面图6图3中节点②局部（钢管立柱支撑示意）图7图3中节点③局部(梁板钢筋滚扎直螺纹套筒连接)顶板梁混凝土提高2个强度等级，待其达到原设计强度后，拆除梁下支撑。4）第二层土挖至楼面梁底下1000mm处（挖土深图9图8中节点①楼面梁（兼支撑）与围梁节点及插筋示意图-33- S精品工程uperexcellentEngineering室底板以下0.5～1.0m。2）熟悉现场，了解基坑周边情况及容易发生险情的位置、地下管线的分布等，会同业主、监理等测定场地原始标高，校验基准点，并进行施工图纸、施工方案、安全措施等技术交底。3）修整现场运土道路，准备厚钢板若干块，以用来铺垫车辆出口处，防止损坏路面及地下管线。4.2土方工程1）土方开挖在地下水降至期望水位后开始，基坑应分多区段多层次机械挖土，每层挖土深度均至各结构层梁底下1000mm处（根据设计竖向插筋长度确图10图9中1－1剖面楼层支撑梁与支护桩及牛腿托架结点大样定），尽量减少梁下第一层土的厚度，以便减短结构梁（支撑梁）下的支撑长度。2）最后一层挖至底板垫层下，各层结构梁（兼支撑梁）开始挖土时间必须控制在其抗压强度达到原设计强度的100%后进行。3）采用小型挖掘机多机作业，自卸汽车及塔吊配合。各层机械挖土须在专人指挥下谨慎操作，不得碰撞所保留的支撑系统。4）安排专职测量人员严格控制各层开挖标高，开挖前在基坑周边设置控制网点，开挖中跟踪测量，开挖后复测。5）在大型降排水措施效果不好的情况下，要认真观察处理好以下方面的问题：①如前期工程勘探后未堵钻探孔，开挖中发现地下水自钻探孔上涌，应及时挖排水沟引流至集水坑内抽排；在出水量较多的孔内安放一节混凝土渗水管，其内放置水泵抽水，或采用注浆法快速封堵。图11图8中节点②梁与柱节点及插筋示意图②若基坑底出现管涌、流沙等情况，应及时采用麻4质量控制措施包装土镇压，并增加管井等进行降水。6）在土方开挖中，应派专人观察支护系统和止水4.1施工准备幕墙，发现渗漏点要及时引流或修补；问题严重时，应1）充分做好各项准备工作，并在具备以下条件后由相关部门出具方案，采取其他有效措施弥补。方可开始挖土：7）挖掘机在沿基坑边开挖时，须谨慎操作，严禁碰①土方开挖前，二期工程围护桩工作完成并验收合撞、扒挖支护桩体，支护桩边预留30cm土采用人工清理。格，支护桩外侧采用双排深层搅拌桩作为止水幕墙。8）工程桩头暴露后，破桩工作要及时跟进。挖掘机②根据设计，在梁轴线方向中部设置钢管混凝土应从桩四面均匀开挖，防止单侧挖土后侧压力过大，造垂直支撑柱，高度从顶板梁底直插到底板下桩顶，以桩成桩体受损。严禁利用挖掘机推倒尚未截断的桩头。顶作支承。基坑内的降水井应插上明显的警戒标志，以防挖③基坑内设置管井降水，确保地下水位降至地下掘机碰撞和挤压降水井及钢管立柱支撑。-34- 4.3轴线标高精度控制4.6混凝土工程轴线允许偏差控制在3mm以内；标高控制1）该工程全部采用商品混凝土浇筑，外加剂为JM－在±3mm以内。施工中要求对支护桩、钢管混凝土立Ⅲ（高效抗裂防渗多功能型）及微膨纤维。柱、支撑梁做沉降和位移观测监控。2）混凝土浇筑前，对施工缝处必须按要求作打毛4.4钢筋工程处理，并刷洗干净。柱、墙与支撑梁节点处的混凝土浇1）因梁与板、墙、柱混凝土分二次浇筑，在结构梁筑高度，要保证超过支撑梁底150mm以上（振捣密实（支撑梁）施工中，必须高度重视梁与各构件交接节点后的高度），混凝土到达预期强度后，再指定专人将多的钢筋预插工作，其规格、下料长度、预插部位必须准余部分凿平。确，间距均匀，纵横垂直；插筋长短的预留要符合规范3）在结构梁（支撑梁）施工时，为了使混凝土提前及设计要求，相邻跨必须为长接短，且在同一控制直线达到原设计强度，缩短混凝土强度增长龄期，以便尽快上。在浇筑混凝土前要反复检查，不得漏插漏埋，应特开挖下层土。经设计同意，采取提高混凝土强度等级的别注意防暴钢板等有人防要求的预埋件。措施，缩短了整体工程工期。施工时要预留与结构同条2）加强对预插钢筋、预埋件的保护。所有预插外露件养护试块，以便为拆除梁下支撑和拆模提供依据。钢筋均采用塑料管护套，护套两端采用防水材料封闭。若设计需要支护桩根部（底板部位）设置水平支在土方分层开挖中，尤其要注意防止机械碰撞。撑梁，可采用型钢支撑，直接浇筑在底板混凝土中永3）钢筋接头采用直螺纹套筒连接，连接钢筋的下料久埋入。长度要准确，要统一编号，对号入座；直螺纹接头一头用4.7防水处理正丝，另一头用反丝。柱钢筋连接时，先套入箍筋，再连接该工法除对柱、梁、板、墙混凝土之间刚性节点处立筋；现浇板钢筋连接从连接端开始，分层绑扎。理要求较高外，外墙柱与结构梁（支撑梁）施工缝处要4.5模板工程求预埋遇水膨胀橡胶止水条，做防水处理（见图13、1）根据该工法中插筋较多的特点，支模须选用木图14）。模板，以便于预插钢筋打眼钻洞。木模板制作应拼缝严4.8支撑系统密，便于组装及拆除。内墙柱采用Φ14对销螺栓加固，1）在该工法中，梁板下垂直承重支撑除采用通长外墙柱采用Φ14对销螺栓（中间加钢止水片）加固。支的钢管灌混凝土立柱外，其余均采用Φ48×3.5钢管扣模时直埋，不得预埋塑料套筒。件支撑，其支撑纵横设置密度必须经计算确定。钢管灌2）后浇柱或墙模板与先浇结构梁（支撑梁）施工缝混凝土垂直支撑在梁下设置的根数由设计决定，下端处的模板要包梁，支设高度超越梁底不少于200mm，以工程桩顶支承；钢管支撑随施工进度在各层梁底截并在支撑梁下500mm处的模板一侧支设成喇叭口状断，标高必须准确无误。（见图12），以便于浇筑混凝土。在柱中部留置振捣口，以便于混凝土分节振捣，给下道工序做好准备。图12柱梁墙节点模板支设及混凝土浇筑方式示意图图13楼层外墙柱施工缝处防水处理示意图-35- S精品工程uperexcellentEngineering上要采取防滑措施，施工人员在脚手架上行走时要注意周围及上下的插筋，以防绊人刺伤。9）立体作业严禁上下抛掷工具和其他物品。10）施工中注意安全用电，特别要注意安装好漏电保护装置，防止发生触电事故。6环保措施1）防止对临近街道的污染措施①现场道路和材料堆放场地要进行硬化，其上不得存有泥土和污物，以免粘在车轮上外出污染街道。②现场大门处设立洗车处，对污染的车辆要进行清洗。要保证车辆清洁，不污染环境。对已污染的道路要及时组织专人清扫或刷洗。图14图13中的A－A剖面2）防止水污染措施2）各土层在设置垂直支撑前必须夯实。立管下满①施工现场排水畅通，严禁污水流至场外。铺不小于50mm厚的木垫板或混凝土垫板，采用水准②泥浆水必须经沉淀池沉淀后再排入市政排水管网。仪跟踪监测，发现沉降及时处理。3）防止噪音污染5安全措施①尽量不安排夜间浇筑混凝土和施工噪音大的项目，以免影响居民休息。1）现场挖土和运土以及塔吊配合垂直运输要设专②白天采用风镐处理桩头时，采用麻包遮盖作为人指挥，特别要注意基坑上空；现场出入口处过往车辆消音措施。和行人较多，要设专门调度统一指挥和疏导。③施工噪音较大的设备加盖消音棚，全部采用木2）在基坑四周设置隔离栏及醒目的警戒标志，进入模板。基坑底的人员必须走安全通道或上下爬梯；严禁不经4）现场道路和场地爬梯任意上下基坑。道路要坚实平坦，有排水措施；出入口要铺设长3）破桩作业人员必须戴安全帽和必要的安全防护，15m以上的水泥路面，大门外两侧要各超出5m；明排水当和挖掘机交叉施工时，要保持有效的安全距离，以保沟要有钢筋网覆盖，设沉淀池两个，接通城市排水管网。证人身安全。4）严禁施工人员在支撑梁上行走。7效益分析5）要安全文明施工。自卸车装车后将车斗两侧的土铲平拍实，防止沿途遗洒污染街面，发现后要立即清该工程采用地下室结构梁兼作水平支撑梁的工法扫干净。施工，取消了单独设计的支撑梁，且减少了最底层的一套钢支撑，节约了混凝土95.14m3、钢筋11.619t、钢支6）除严格执行《建筑安装工程安全操作技术规程》及现场文明施工的有关规定外，要特别注意观测基坑撑65.345t，依据《江苏省建筑与装饰工程计价表》的规周围建筑物、道路及支撑梁、支护桩的稳定情况，一旦定，累计降低工程造价近60万元。扣除为提前拆模所发现异常，应立即报告，并采取有效措施。采用的提高混凝土强度等级措施的费用、设计构造要7）因工程始终处于立体施工状态，混凝土浇筑要求增加的混凝土和钢材费用后，该工程共降低工程造有专人负责指挥。价56万余元，工期提前了15天，取得了明显的社会效8）脚手架要稳定，不经验收不得投入使用；脚手板益和经济效益。-36-'