某文化廣場(chǎng)復(fù)雜結(jié)構(gòu)工程施工技術(shù)探討

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摘要：本文結(jié)合作者在某文化廣場(chǎng)施工中遇到的實(shí)際問(wèn)題，介紹了采用綜合降水體系、長(zhǎng)短護(hù)坡樁和預(yù)應(yīng)力土釘結(jié)合的護(hù)坡體系、設(shè)置超長(zhǎng)混凝土后澆帶、外墻單側(cè)支模、優(yōu)化混凝土澆筑方案等施工技術(shù)，做到了結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量?jī)?yōu)良， 經(jīng)濟(jì) 效益顯著。

  關(guān)鍵詞：降水 護(hù)坡樁 后澆帶 單側(cè)支模 混凝土    1 工程概況    某文化廣場(chǎng)位于城市中心區(qū)西北角，是該市重點(diǎn)工程之一，是為改善城市環(huán)境、豐富城市景觀，集文化、休閑、娛樂(lè)、購(gòu)物、 交通 集散于一體的公共建筑?？偨ㄖ娣e39190m2，占地15259m2，地上1層，建筑面積2960m2，地勢(shì)由中心向北、向東起坡，坡度為30°，北側(cè)平臺(tái)相對(duì)標(biāo)高為5.900m，與華南大廈平臺(tái)相通，東側(cè)平臺(tái)標(biāo)高為5.600m。自±0.000向下依次為下沉廣場(chǎng)層（建筑面積6955 m2層高2.700m）→地下一層（建筑面積9970m2，層高4.500m）→地下夾層（建筑面積6379m2，層高3.600m）→地下二層（建筑面積11128 m2，層高3.600m），地下二層底部有一條預(yù)留地鐵連通道，建筑面積1798m2。    本工程地處繁華商業(yè)區(qū)，施工場(chǎng)地狹窄，材料、設(shè)備運(yùn)輸因困難，施工干擾多，結(jié)構(gòu)工程施工大部分處在雨季，結(jié)構(gòu)復(fù)雜無(wú)標(biāo)準(zhǔn)層，施工難度大，工期緊。工程開(kāi)工日期為1998年3月2日，主體結(jié)構(gòu)竣工日期為同年11月25日。    2 施工主要特點(diǎn)    2.1 土方工程 該文化廣場(chǎng)需挖運(yùn)土石約21萬(wàn)m3地下舊有建筑基礎(chǔ)多，各種管線縱橫交錯(cuò)，經(jīng)常有不明水源涌入基坑。特別是過(guò)去遺留的人防隧道，規(guī)模大曾開(kāi)過(guò)旅店且積滿泥水，走向不定，多處與基槽開(kāi)挖線平行或斜交，造成此部分的護(hù)坡樁和錨桿無(wú)法施工。由于地處鬧市土方運(yùn)輸困難，只能夜間使用特種通行證運(yùn)輸。與基槽東側(cè)相鄰馬路下的市政管線多，其中一條84孔重要電信管溝埋深3~4m距紅線最近處僅1.6m需采取特殊防護(hù)措施，不能有絲毫影響。    本工程地質(zhì)情況也很復(fù)雜，建筑場(chǎng)地位于水永定河沖積扇中部地段，自上而下分別為人工堆積房渣土層（層厚4.500~5.300m）→粘（砂）質(zhì)粉土層（層厚3.300~5.600m）→粘質(zhì)粘土層（層厚0.600~1.900m）→粉細(xì)砂層（層厚1.500~3.200m）→粘質(zhì)粉土層（層厚0.500m）→砂礫層（層厚1.900~5.200m）→粉質(zhì)粘土層（層厚1.300m）→中細(xì)砂層（層厚3.500~4.500m）。    地下水位情況為：上層滯水，水位埋深6.250m（絕對(duì)標(biāo)高41.250m）；潛水層，水位埋深16.400m（絕對(duì)標(biāo)高31.100m），含水量厚度0.700m左右（大部分基底標(biāo)高為31.000m）；承壓水，靜止水位18.800m（絕對(duì)標(biāo)高28.700m）。地下水量豐富，游泳池和地鐵連接通道部分就坐落在承壓水層中（基底標(biāo)高為28.450m）。    2.2 結(jié)構(gòu)工程 本工程占地面積大，結(jié)構(gòu)幾何（軸線）尺寸為110m×112m，施工場(chǎng)地狹?。|側(cè)和北側(cè)結(jié)構(gòu)已貼近建筑紅線），材料水平運(yùn)輸困難，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體形曲折，開(kāi)間、層高變化較多。梁柱節(jié)點(diǎn)鋼筋密集（局部有6根梁連接在同一柱層節(jié)點(diǎn)上，鋼筋呈束狀）。有34根大型鋼筋混凝土梁=魚(yú)腹式斜梁和魚(yú)腹式預(yù)應(yīng)力梁（梁體結(jié)構(gòu)最大斷面尺寸為1000mm×2500mm），結(jié)構(gòu)凈空最高在m。一般結(jié)構(gòu)工程難點(diǎn)在地下，地下的難點(diǎn)在雨季，而本程95%為地下結(jié)構(gòu)，且85%的結(jié)構(gòu)施工量處在雨季，施工難度很大。    3 主要施工技術(shù)難點(diǎn)    3.1 由于結(jié)構(gòu)深度變化較多（分別為2.5m、7.5m、16.5m、18.85m、19.05m），基槽須采取不同護(hù)坡形式。為保證基槽邊坡的穩(wěn)定和周?chē)姓芫€的安全，護(hù)坡最在位移量不宜超過(guò)10mm，降水需采取綜合措施。    3.2 由于結(jié)構(gòu)底板深度在16.50~19.05m，占地近12000m2，采用長(zhǎng)筏板式基礎(chǔ)，厚1000~1500mm，且體最大。按原設(shè)計(jì)方案及規(guī)范要求，需將底板用后澆帶形式分為9塊施工，這對(duì)深基槽的雨季施工十分不利，故需采取特殊措施，以減小后澆帶施工量。    3.3 受用地限制，結(jié)構(gòu)墻外側(cè)無(wú)法留置工作面，故外墻采用外防內(nèi)巾卷材防水，單側(cè)支模。因地下二層結(jié)構(gòu)的東西兩側(cè)外墻層高最大達(dá)8m，外墻厚0.50m，混凝土澆筑時(shí)側(cè)壓力大，模板支立采取無(wú)拉接（穿墻螺栓）單側(cè)支模方案，技術(shù)難度和施工風(fēng)險(xiǎn)很大。    3.4 ⑧軸以東的下沉廣場(chǎng)層至地下一層共20根魚(yú)腹斜梁，最大斷面尺寸1000mm×2300，兩端高差2.900m，澆筑混凝土?xí)r分層較難控制，模板及支撐的水平推力較大。    3.5 由于需滿足多種功能、娛樂(lè)、休閑、商業(yè)、餐飲業(yè)、 交通 、文化、景觀）要求和設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)的先進(jìn)性，本工程結(jié)構(gòu)施工技術(shù)復(fù)雜。如溜冰場(chǎng)從基礎(chǔ)墊層到冰面，就有11道不同施工序。一些由國(guó)外引進(jìn)的技術(shù)及設(shè)備，對(duì)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)要求更高。    4 關(guān)鍵施工技術(shù)的研究及應(yīng)用效果    4.1 滲、降立體降水體系 根據(jù)地質(zhì)勘察及設(shè)計(jì)部門(mén)對(duì)干槽施工、護(hù)坡及抗浮提出的建議和要求，筏基底板位于穩(wěn)定地下水位以下，施工中及施工完成后，均需控制地下水位標(biāo)高。在下沉廣場(chǎng)結(jié)構(gòu)施工完成前，地鐵通道及游泳池部分地下水位標(biāo)高不得高于絕對(duì)標(biāo)高30.500m；其余部分地下水位標(biāo)高不得高于絕對(duì)標(biāo)高33.000mm；在完成全部主體結(jié)構(gòu)頂板覆土工程前，地鐵及游泳池部分的地下水位標(biāo)高不得高于32.500m。所以基坑的關(guān)鍵工序是對(duì)地下水的降水處理。    基槽內(nèi)的上層滯水量雖不大，但分布不均且有穩(wěn)定的補(bǔ)給源，穩(wěn)定水位絕對(duì)標(biāo)高位于41.850m?；鄣臐撍畬游挥诮^對(duì)標(biāo)高31.600~30.300m，其下為粘土層，距承壓水層頂較近（2.5~3.5m）滲透系數(shù)小。施工中每隔8~16m梅花形布置）打一口砂井，滯水和潛水滲入承壓水層中。在地鐵連接通道和游泳池部位，承壓水水位標(biāo)高高于該部位基底，故在基槽外側(cè)打8口管井。在基槽內(nèi)打設(shè)23口管井（留置在結(jié)構(gòu)底板上），作為減壓水井，以控制承壓地下水水位，這樣就形成了一個(gè)立體降水系統(tǒng)。即在上方開(kāi)挖成槽期間，管井起降水作用（降承壓水的同時(shí)，亦起到降滯水和潛水的作用）；在結(jié)構(gòu)施工期間，起減壓抗浮的作用。隨結(jié)構(gòu)施工的進(jìn)展，按不同階段的抗浮要求，逐漸撤除水管井，對(duì)結(jié)構(gòu)底板上管井的留置和搞撤除降水管井，對(duì)結(jié)構(gòu)底板上管井的置和撤除，采取了結(jié)構(gòu)特殊防水措施和封井措施。降水效果證實(shí)，基坑成槽后基底干燥，降水十分成功。隨施工進(jìn)展逐漸撤除管井，也滿足了設(shè)計(jì)要求。    4.2 長(zhǎng)短護(hù)坡樁和預(yù)應(yīng)力土釘結(jié)合的護(hù)坡體系 根據(jù)結(jié)構(gòu)各部分標(biāo)高的變化情況，采取了不同的護(hù)坡設(shè)計(jì)形式，首先在電信管外側(cè)做深4.5m的φ400＠800mm混凝土防護(hù)樁，然后在距結(jié)構(gòu)外皮400mm處從地面向下做φ800＠1600mm灌注樁，樁長(zhǎng)20.9m（錨固深度4.5m），設(shè)2層錨桿拉錨。其他部分護(hù)坡樁施工時(shí)，先將土方挖至3.200~-4.300m，基槽以土釘墻護(hù)坡，然后向下做灌注樁。在游泳池外側(cè)及地鐵連接通道部分的護(hù)坡樁，采用φ800＠1400mm灌注樁，樁長(zhǎng)21.4m。其余部位樁選取φ600＠1200mm，樁長(zhǎng)17.1~17.6m，錨固深度4.5m，均設(shè)2層錨桿接錨。    基槽北側(cè)（ΟP軸），由于受槽外原有人防隧道影響，錨桿不能施工，故采用預(yù)應(yīng)力土釘方案。    從基坑成槽至結(jié)構(gòu)施工到地上（±0.000），邊坡觀測(cè)最在位移量?jī)H5mm，滿足了施工要求。    4.3 采用UEA-M混凝土減少后澆帶原設(shè)計(jì)底板按規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求將整個(gè)底板分成大小不一的9塊，這樣對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)工期、質(zhì)量的防水效果都很不利。經(jīng)向 中國(guó) 建筑材料 科學(xué) 研究院水泥與新型建材研究所等單位咨詢和研究，制定了UEA-M抗裂防水超長(zhǎng)混凝土施工方案，并取得設(shè)計(jì)、業(yè)主及監(jiān)理單位的認(rèn)可。該方案基礎(chǔ)筏板后澆帶設(shè)置近似于十字形，將筏板由原設(shè)計(jì)的9塊減成4塊，其中最大塊為67m×51m，最小塊為52m×43m?；炷林袚饺險(xiǎn)EA-M復(fù)合微膨脹劑。這樣做可使各分塊的結(jié)構(gòu)形狀更加規(guī)整，便于施工組織和流水段的劃分。通過(guò)摻加不同外加劑的配合比設(shè)計(jì)、混凝土加強(qiáng)后期養(yǎng)護(hù)，實(shí)現(xiàn)了確保工程質(zhì)量和加快施工進(jìn)度的目的。    4.4 外墻單側(cè)支模及保持模板穩(wěn)定的作法 外側(cè)墻體層高分別為8.00m、4.55m、4.50m、4.40m、3.60m、3.05m、2.90m、2.70m。最高的8.00m墻體分布在建筑物東側(cè)設(shè)備機(jī)房（地下二層、夾層）部位（墻段長(zhǎng)60m）和西側(cè)的保具齡球館部位（墻段長(zhǎng)50m）。由于混凝土墻體較高，且在高5.50m處有一層護(hù)坡樁錨桿的錨頭及腰梁已侵入到墻體結(jié)構(gòu)內(nèi)，需在墻體混凝土澆筑前拆除。為保證墻體混凝土澆筑時(shí)單側(cè)支模體系的穩(wěn)定和拆除錨桿后的護(hù)坡樁安全，決定混凝土分兩次澆筑，第一次澆筑高度為3.60m，第二次澆筑至墻頂標(biāo)高。其余小于8.00m和不受錨桿、腰梁影響的墻體均一次支模并將混凝土澆筑到頂。    采用外墻單側(cè)模設(shè)計(jì)方案，既解決了施工中的關(guān)鍵性技術(shù)難題，結(jié)構(gòu)質(zhì)量?jī)?yōu)良，又節(jié)省了50%的外墻模板和30%的模板支撐，收到了良好的 經(jīng)濟(jì) 效益。    4.5 大跨度魚(yú)腹式斜梁施工時(shí)，采取在梁兩端設(shè)泵（水平布料桿）的方案，順序?yàn)橛芍虚g分為兩段，由于向上分層澆筑，最后一層找平。對(duì)商品混凝土的出機(jī)（至灌筑）時(shí)間、初凝時(shí)間、坍落度、供應(yīng)速度等均根據(jù)運(yùn)輸線路、氣候環(huán)境、現(xiàn)場(chǎng)條件進(jìn)行具體分析和設(shè)計(jì)?？紤]到梁內(nèi)鋼筋密集，局部的梁柱節(jié)點(diǎn)改用細(xì)石混凝土澆潢。施工中采取了機(jī)械振搗相結(jié)俁等多種措施，避免了跑模、漏漿和漏振，取得了預(yù)期效果。    5 施工體會(huì)    本工程建筑功能多，結(jié)構(gòu)變化特殊，在施工場(chǎng)地狹窄、周?chē)蓴_多、地質(zhì)條件復(fù)雜、施工正值雨季、工期緊又為“三邊”工程等諸多不利的條件下，針對(duì)施工難點(diǎn)和施工技術(shù)難點(diǎn)，進(jìn)行專項(xiàng)研究，取得了良好效果。    5.1 在土方工程施工中，由于對(duì)地下三層含水層進(jìn)行了 科學(xué) 分析，采用了降、滲、排相結(jié)合的降水施工方法，形成了完整的滲、降立體降水體系，既滿足了基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工要求，又滿足了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的抗浮要求。在結(jié)構(gòu)（底板）上的封井技術(shù)，解瘊了管井井管破壞結(jié)構(gòu)防水層的問(wèn)題和后期封井問(wèn)題，避免了對(duì)結(jié)構(gòu)卷材防水整體性的影響，并保證了井管內(nèi)地下水的封團(tuán)效果。    5.2 基槽的邊坡支護(hù)中，對(duì)槽外84孔重要通訊設(shè)施的防護(hù)（主要是防止護(hù)坡樁施工時(shí)對(duì)通訊的擾動(dòng)），采用長(zhǎng)4500mm的φ400mm護(hù)坡樁防護(hù)，保證了通訊管道萬(wàn)無(wú)一失。由于受原人防隧道限制，ΟP軸以北的護(hù)坡樁錨桿無(wú)法施工，采取了相對(duì)密集的預(yù)應(yīng)力土釘，較好地解愉了護(hù)坡樁拉錨的問(wèn)題。    5.3 臨基槽邊的21（塔吊基礎(chǔ)樁，由于人工挖孔樁挖到-15m左右出現(xiàn)地下水、潛水層）和流砂現(xiàn)象而無(wú)法施工（此時(shí)基樁淺于基槽最深處近4m）。為此重新設(shè)計(jì)了承臺(tái)并采用拉樁技術(shù)，既縮短了原基礎(chǔ)樁的施工工期，又確保了塔吊基礎(chǔ)的穩(wěn)定和安全，為臨基槽塔吊基礎(chǔ)施工積累了經(jīng)驗(yàn)。    5.4 采用了大體積超長(zhǎng)混凝土施工技術(shù)，減少了原設(shè)計(jì)的施工后澆帶50%的工作量，同時(shí)對(duì)混凝土的高性能、耐久性及原材料標(biāo)準(zhǔn)（砂、石料的產(chǎn)地、水泥和外加劑的堿含量）等都做了限定和控制。防止沸騰發(fā)后堿集料反應(yīng)，保證了混凝土的耐久性。由于施工中注重 總結(jié) 和調(diào)整施工方法，在商品混凝土的供應(yīng)速度、泵送設(shè)備的選擇和現(xiàn)場(chǎng)布設(shè)、對(duì)坍落度的控制、澆筑方式和振搗方法等改進(jìn)作法，均使關(guān)鍵部位和構(gòu)件的混凝土取得了較滿意的效果。