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刘栋谈异深地下防水施工技术方法

    近年来随着我国城市建设向高空和地下发展,深基坑工程越来越多,逆作法施工技术在深基坑支护施工中应用十分广泛且有了很大的发展,随着高层建筑的日益增多,对深基坑施工技术的要求也越来越高,在技术上不仅安全可靠,而且要求经济节约,采用逆作法施工,施工工艺复杂,结构预留预埋多,精度要求高,安全风险大,施工工期长、施工难度大。当前,我国经济社会发展与资源环境的矛盾日益突出,如何通过科技创新,采用新的设计思维与施工新技术相结合,降低超深基坑地下结构施工占比过高的费用,节约材料、资源并保证施工质量优良、安全、结构可靠是我们应该思考并深人研究的一个问题。

1、工程概况
    宁汇大厦项目位于天津市南开区水上公园东路与霞光道交口,总建筑面积51 970mZ,框剪结构,平面轴网尺寸123. 45m x 68m,地下3层,26 370mZ,地上12层,25 600mZ?;由疃?6. 450m,局部集水井深度18. 8m。本工程地基场地类别:111类;属于非液化场地;场地地层自上而下为:①人工堆积层;②坑底淤积层;③河床一河漫滩相沉积层;④浅海相沉积层;⑤沼泽相沉积层;⑥、⑦滨海一潮汐相沉积层;属于软土地基超深基坑?;又Щぬ逑挡捎米昕坠嘧⒆?止水帷幕+水平支撑。其中第1道水平支撑为临时支撑,后期进行破除处理,第2,3道水平支撑兼作正式梁板结构,如图1所示。地下室外墙距支护桩净距400mm,基坑距离可用地红线0. 8m。工程建成后,将成为集办公、商业及旅游观光为一体的多功能综合性建筑。

2、工程重、难点
    1)基坑距离周围小区围墙最宽处3. 5m,最窄处1. $m,基坑开挖过程中居民楼沉降变形控制难度大,施工道路宽度无法保证正常行驶。
    2)基坑距离可用地红线最窄处仅0. 8m,施工现场作业面狭小。
    3)项目位于天津市闹市区中心,扬尘、噪声污染、夜间施工等控制难度大。
    4)半逆作法施工时,地下室外墙结构及节点防水处理难度大,外墙单侧支模,施工难度大。
    5)基坑距离天津市水上公园仅一路之遥,基坑施工正值汛期,基坑深,软土地基,施工降抖泳控制难度大。


3、半逆作法创新应用技术
基坑支护体系采用钻孔灌注桩+止水帷幕+水平钢筋混凝土支撑,第1道水平支撑为临时支撑,后期进行拆除,第2,3道临时水平支撑兼作正式梁板结构,地下室结构施工采用半逆作。这样将大大节约材料、人工、工期、占地,也减少了后期拆撑产生的扬尘及噪声污染。

技术特点y与换撑技术的对比分析目前,与超深基坑的支护体系采用换撑技术相比,换撑技术其实质是应力安全有序地调整、转移和再分配?;怀偶际跎杓乒ぷ髁看?,最合理布设有难度,易被破坏,施工工期长,尤其在后期拆除阶段会产生较大的扬尘及噪声污染,资源利用率低,浪费现象严重。

而本工程采用的临时第2,3支撑兼作正式梁板结构技术的有效实施:①降低基坑支护结构的重心,缩小人土瑛固长度,提高支撑的整体作用效果,避免换撑施工阶段可能导致的基坑及周边建筑物变形量增大的风险;减少后期破除量,建筑垃圾产生量减少;③避免换撑工序,土方开挖等后续工序可尽早插人,缩短整体施工工期;④减小扬尘及噪声污染;⑤节约材料。

技术应用介绍
    本工程支护系统设计确定支护桩桩顶位于地表以下2m,桩径1.2 m,桩长26m,共设279根,水泥土搅拌墙墙顶位于地表以下lm,有效深度32. 5m,周长约400m。水平支撑采用钢筋混凝土结构,共设3道,每道支撑与支护桩之间设置1道封闭腰梁,不设帽梁,其中第2,3道水平支撑兼作正式结构楼板,第1道水平支撑在施工正式楼板前需要拆除。支撑结构竖向采用立柱及托桩支顶,其中,立柱采用} 200 x 18等边角钢焊接为钢格构柱,立柱截面尺寸500mm x 500mm,支托桩桩径为cb850mm,桩体混凝土采用C25 ,钢格构柱顶部锚人支撑梁及环梁内,钢格构柱下部锚人支托桩内2 500mm。支护桩配筋如图2所示。第2,3道支撑梁板平面如图3 ,4所示。

    1)支撑结构兼作正式梁板结构工艺流程
    第1步土方开挖(至第1道支撑梁底)、第1道支撑梁施工、第2步土方开挖(至第2道支撑梁底)*第2道支撑梁板结构施工、第3步土方开挖(至第3道支撑梁底)、第3道支撑梁板结构施工、第4步土方开挖(至地下室底板底)及底板结构施工、地下3层外墙、框架柱施工、地下3层环梁内梁板结构封闭地下2层外墙、框架柱施工及环梁内梁板结构封闭。第1道支撑拆除、地下1层结构及以上结构施工。
    2)换撑施工工艺流程
    第1步土方开挖(至第1道支撑梁底)、第1道支撑梁施工、第2步土方开挖(至第2道支撑梁底)。第2道支撑梁板结构施工、第3步土方开挖(至第3道支撑梁底)、第3道支撑梁板结构施工、第4步土方开挖(至地下室底板底)及底板结构施工、地下3层结构施工、换撑及第3道支撑拆除、地下2层结构施工、换撑及第2道支撑拆除、地下1层结构施工*换撑及第1道支撑拆除、士0. 000以上结构施工。

操作要点:

    1)在进行第2,3道支撑结构施工时,需提前在外墙导墙处按照间距2m预留混凝土浇筑钢导管。方便后期地下外墙混凝土浇筑。
    2)环梁及地下外墙钢筋甩筋位置应准确,保证后期钢筋连接长度及接头面积百分率符合要求,同时应采取防锈措施。
    3)部分人防区顶板及墙体应按人防密闭要求提前预留止水钢板,并与钢筋可靠连接。
    4)地下室外墙采用自密实混凝土,应重点控制混凝土矿物掺和料、和易性,通过试验确定合理的配合比,保证混凝土浇筑质量。
    5)支撑结构施工时,应注意做好支护桩与腰梁节点处防水,保证防水完整性。同时,对植筋部位采用防水圈等处理方式,避免地下室外墙漏水。

技术指标:

    1)软土地基支撑结构兼作正式梁板结构施工技术符合《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011及《地下建筑工程逆作法技术规程》JGJ165  2010相关规定,设计参数根据具体的支护形式合理取值。
    2)竖向立柱的沉降,满足主体结构的受力和变形要求。

    本工程基坑位移监测报警设计值2$mm,临近建筑物允许累计沉降报警值为20mm?;映两滴榷ê笫导饰灰萍嗖饫奂浦?3. 4mm,周边建筑物累计沉降量18. 97mm,均满足要求。同时,此种方案的有效实施,不仅节省了支撑混凝土、钢筋及模板用量及人力,也减小了换撑过程中可能对基坑扰动相对较大,对基坑变形控制不利的影响,省去拆撑工序及在换撑过程中正式结构混凝土的养护时间,大大缩短地下结构施工工期,对控制扬尘及噪声污染有利,提高材料利用率。经测算,节约混凝土约2 400m3、钢筋300t、模板5 OOOm},工期节约约30d,直接经济效益约326万元。

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