某文化廣場復雜結構工程施工技術探討

申請免費試用、咨詢電話：400-8352-114

摘要：本文結合作者在某文化廣場施工中遇到的實際問題，介紹了采用綜合降水體系、長短護坡樁和預應力土釘結合的護坡體系、設置超長混凝土后澆帶、外墻單側支模、優(yōu)化混凝土澆筑方案等施工技術，做到了結構工程質量優(yōu)良， 經濟 效益顯著。

  關鍵詞：降水 護坡樁 后澆帶 單側支模 混凝土    1 工程概況    某文化廣場位于城市中心區(qū)西北角，是該市重點工程之一，是為改善城市環(huán)境、豐富城市景觀，集文化、休閑、娛樂、購物、 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，地勢由中心向北、向東起坡，坡度為30°，北側平臺相對標高為5.900m，與華南大廈平臺相通，東側平臺標高為5.600m。自±0.000向下依次為下沉廣場層（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)，施工場地狹窄，材料、設備運輸因困難，施工干擾多，結構工程施工大部分處在雨季，結構復雜無標準層，施工難度大，工期緊。工程開工日期為1998年3月2日，主體結構竣工日期為同年11月25日。    2 施工主要特點    2.1 土方工程 該文化廣場需挖運土石約21萬m3地下舊有建筑基礎多，各種管線縱橫交錯，經常有不明水源涌入基坑。特別是過去遺留的人防隧道，規(guī)模大曾開過旅店且積滿泥水，走向不定，多處與基槽開挖線平行或斜交，造成此部分的護坡樁和錨桿無法施工。由于地處鬧市土方運輸困難，只能夜間使用特種通行證運輸。與基槽東側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需采取特殊防護措施，不能有絲毫影響。    本工程地質情況也很復雜，建筑場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）質粉土層（層厚3.300~5.600m）→粘質粘土層（層厚0.600~1.900m）→粉細砂層（層厚1.500~3.200m）→粘質粉土層（層厚0.500m）→砂礫層（層厚1.900~5.200m）→粉質粘土層（層厚1.300m）→中細砂層（層厚3.500~4.500m）。    地下水位情況為：上層滯水，水位埋深6.250m（絕對標高41.250m）；潛水層，水位埋深16.400m（絕對標高31.100m），含水量厚度0.700m左右（大部分基底標高為31.000m）；承壓水，靜止水位18.800m（絕對標高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（基底標高為28.450m）。    2.2 結構工程 本工程占地面積大，結構幾何（軸線）尺寸為110m×112m，施工場地狹?。|側和北側結構已貼近建筑紅線），材料水平運輸困難，結構復雜，體形曲折，開間、層高變化較多。梁柱節(jié)點鋼筋密集（局部有6根梁連接在同一柱層節(jié)點上，鋼筋呈束狀）。有34根大型鋼筋混凝土梁=魚腹式斜梁和魚腹式預應力梁（梁體結構最大斷面尺寸為1000mm×2500mm），結構凈空最高在m。一般結構工程難點在地下，地下的難點在雨季，而本程95%為地下結構，且85%的結構施工量處在雨季，施工難度很大。    3 主要施工技術難點    3.1 由于結構深度變化較多（分別為2.5m、7.5m、16.5m、18.85m、19.05m），基槽須采取不同護坡形式。為保證基槽邊坡的穩(wěn)定和周圍市政管線的安全，護坡最在位移量不宜超過10mm，降水需采取綜合措施。    3.2 由于結構底板深度在16.50~19.05m，占地近12000m2，采用長筏板式基礎，厚1000~1500mm，且體最大。按原設計方案及規(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，結構墻外側無法留置工作面，故外墻采用外防內巾卷材防水，單側支模。因地下二層結構的東西兩側外墻層高最大達8m，外墻厚0.50m，混凝土澆筑時側壓力大，模板支立采取無拉接（穿墻螺栓）單側支模方案，技術難度和施工風險很大。    3.4 ⑧軸以東的下沉廣場層至地下一層共20根魚腹斜梁，最大斷面尺寸1000mm×2300，兩端高差2.900m，澆筑混凝土時分層較難控制，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、休閑、商業(yè)、餐飲業(yè)、 交通 、文化、景觀）要求和設施標準的先進性，本工程結構施工技術復雜。如溜冰場從基礎墊層到冰面，就有11道不同施工序。一些由國外引進的技術及設備，對結構標準要求更高。    4 關鍵施工技術的研究及應用效果    4.1 滲、降立體降水體系 根據地質勘察及設計部門對干槽施工、護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高。在下沉廣場結構施工完成前，地鐵通道及游泳池部分地下水位標高不得高于絕對標高30.500m；其余部分地下水位標高不得高于絕對標高33.000mm；在完成全部主體結構頂板覆土工程前，地鐵及游泳池部分的地下水位標高不得高于32.500m。所以基坑的關鍵工序是對地下水的降水處理。    基槽內的上層滯水量雖不大，但分布不均且有穩(wěn)定的補給源，穩(wěn)定水位絕對標高位于41.850m。基槽的潛水層位于絕對標高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，承壓水水位標高高于該部位基底，故在基槽外側打8口管井。在基槽內打設23口管井（留置在結構底板上），作為減壓水井，以控制承壓地下水水位，這樣就形成了一個立體降水系統(tǒng)。即在上方開挖成槽期間，管井起降水作用（降承壓水的同時，亦起到降滯水和潛水的作用）；在結構施工期間，起減壓抗浮的作用。隨結構施工的進展，按不同階段的抗浮要求，逐漸撤除水管井，對結構底板上管井的留置和搞撤除降水管井，對結構底板上管井的置和撤除，采取了結構特殊防水措施和封井措施。降水效果證實，基坑成槽后基底干燥，降水十分成功。隨施工進展逐漸撤除管井，也滿足了設計要求。    4.2 長短護坡樁和預應力土釘結合的護坡體系 根據結構各部分標高的變化情況，采取了不同的護坡設計形式，首先在電信管外側做深4.5m的φ400＠800mm混凝土防護樁，然后在距結構外皮400mm處從地面向下做φ800＠1600mm灌注樁，樁長20.9m（錨固深度4.5m），設2層錨桿拉錨。其他部分護坡樁施工時，先將土方挖至3.200~-4.300m，基槽以土釘墻護坡，然后向下做灌注樁。在游泳池外側及地鐵連接通道部分的護坡樁，采用φ800＠1400mm灌注樁，樁長21.4m。其余部位樁選取φ600＠1200mm，樁長17.1~17.6m，錨固深度4.5m，均設2層錨桿接錨。    基槽北側（ΟP軸），由于受槽外原有人防隧道影響，錨桿不能施工，故采用預應力土釘方案。    從基坑成槽至結構施工到地上（±0.000），邊坡觀測最在位移量僅5mm，滿足了施工要求。    4.3 采用UEA-M混凝土減少后澆帶原設計底板按規(guī)范標準要求將整個底板分成大小不一的9塊，這樣對整個結構工期、質量的防水效果都很不利。經向 中國 建筑材料 科學 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抗裂防水超長混凝土施工方案，并取得設計、業(yè)主及監(jiān)理單位的認可。該方案基礎筏板后澆帶設置近似于十字形，將筏板由原設計的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EA-M復合微膨脹劑。這樣做可使各分塊的結構形狀更加規(guī)整，便于施工組織和流水段的劃分。通過摻加不同外加劑的配合比設計、混凝土加強后期養(yǎng)護，實現了確保工程質量和加快施工進度的目的。    4.4 外墻單側支模及保持模板穩(wěn)定的作法 外側墻體層高分別為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設備機房（地下二層、夾層）部位（墻段長60m）和西側的保具齡球館部位（墻段長50m）。由于混凝土墻體較高，且在高5.50m處有一層護坡樁錨桿的錨頭及腰梁已侵入到墻體結構內，需在墻體混凝土澆筑前拆除。為保證墻體混凝土澆筑時單側支模體系的穩(wěn)定和拆除錨桿后的護坡樁安全，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。    采用外墻單側模設計方案，既解決了施工中的關鍵性技術難題，結構質量優(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 經濟 效益。    4.5 大跨度魚腹式斜梁施工時，采取在梁兩端設泵（水平布料桿）的方案，順序為由中間分為兩段，由于向上分層澆筑，最后一層找平。對商品混凝土的出機（至灌筑）時間、初凝時間、坍落度、供應速度等均根據運輸線路、氣候環(huán)境、現場條件進行具體分析和設計?？紤]到梁內鋼筋密集，局部的梁柱節(jié)點改用細石混凝土澆潢。施工中采取了機械振搗相結俁等多種措施，避免了跑模、漏漿和漏振，取得了預期效果。    5 施工體會    本工程建筑功能多，結構變化特殊，在施工場地狹窄、周圍干擾多、地質條件復雜、施工正值雨季、工期緊又為“三邊”工程等諸多不利的條件下，針對施工難點和施工技術難點，進行專項研究，取得了良好效果。    5.1 在土方工程施工中，由于對地下三層含水層進行了 科學 分析，采用了降、滲、排相結合的降水施工方法，形成了完整的滲、降立體降水體系，既滿足了基礎結構施工要求，又滿足了結構設計的抗浮要求。在結構（底板）上的封井技術，解瘊了管井井管破壞結構防水層的問題和后期封井問題，避免了對結構卷材防水整體性的影響，并保證了井管內地下水的封團效果。    5.2 基槽的邊坡支護中，對槽外84孔重要通訊設施的防護（主要是防止護坡樁施工時對通訊的擾動），采用長4500mm的φ400mm護坡樁防護，保證了通訊管道萬無一失。由于受原人防隧道限制，ΟP軸以北的護坡樁錨桿無法施工，采取了相對密集的預應力土釘，較好地解愉了護坡樁拉錨的問題。    5.3 臨基槽邊的21（塔吊基礎樁，由于人工挖孔樁挖到-15m左右出現地下水、潛水層）和流砂現象而無法施工（此時基樁淺于基槽最深處近4m）。為此重新設計了承臺并采用拉樁技術，既縮短了原基礎樁的施工工期，又確保了塔吊基礎的穩(wěn)定和安全，為臨基槽塔吊基礎施工積累了經驗。    5.4 采用了大體積超長混凝土施工技術，減少了原設計的施工后澆帶50%的工作量，同時對混凝土的高性能、耐久性及原材料標準（砂、石料的產地、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，保證了混凝土的耐久性。由于施工中注重 總結 和調整施工方法，在商品混凝土的供應速度、泵送設備的選擇和現場布設、對坍落度的控制、澆筑方式和振搗方法等改進作法，均使關鍵部位和構件的混凝土取得了較滿意的效果。