后澆永久柱半逆作法技術(shù)應(yīng)用研究

莫杜毅，黃云飛，鄭述芳

（1、廣東省基礎(chǔ)工程集團(tuán)有限公司廣州510620；2、廣西大學(xué)行健文理學(xué)院南寧530005）

0 前言

目前，國(guó)內(nèi)的支護(hù)結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)相結(jié)合的基坑支護(hù)形式大致分為三類：地下連續(xù)墻“兩墻合一”與坑內(nèi)臨時(shí)支撐結(jié)合的支護(hù)體系［1，2］、臨時(shí)圍護(hù)體系與坑內(nèi)水平梁板體系結(jié)合替代臨時(shí)支撐的支護(hù)體系［3］、支護(hù)結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)全面相結(jié)合的支護(hù)體系［4］。后兩種支護(hù)體系一般采用逆作的施工方式［5］。目前，支護(hù)結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)全面相結(jié)合的支護(hù)形式已經(jīng)得到了比較成熟的應(yīng)用［6-8］，然而對(duì)于地下連續(xù)墻“兩墻合一”作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)，坑內(nèi)鋼筋混凝土內(nèi)支撐系統(tǒng)與地下室梁板結(jié)構(gòu)體系相結(jié)合，且結(jié)構(gòu)柱預(yù)留孔位后澆的邊逆中順的基坑支護(hù)設(shè)計(jì)與施工應(yīng)用研究仍比較少見。本文以某項(xiàng)目基坑支護(hù)工程為實(shí)例，介紹后澆永久柱半逆作法技術(shù)的設(shè)計(jì)及施工過程，后澆永久柱半逆作法技術(shù)在該項(xiàng)目中的成功應(yīng)用為類似項(xiàng)目提供借鑒。

1 工程概況

某項(xiàng)目位于廣西南寧市青秀區(qū)繁華地段，基坑開挖深度13.0～18.0 m，基坑周長(zhǎng)約210 m。場(chǎng)地周邊環(huán)境復(fù)雜，西北側(cè)近鄰雙擁路，交通流量大，周邊管線眾多，東北側(cè)近鄰某大廈，東南側(cè)緊鄰錦春路南一里，西南側(cè)近鄰某集團(tuán)大樓，地下室外邊線距離大樓的基礎(chǔ)凈距只有30 cm。此外，本項(xiàng)目所處區(qū)域地下水豐富，圓礫層深厚，基坑支護(hù)需克服圓礫層及豐富地下水的不良影響。為確保項(xiàng)目周邊環(huán)境安全及項(xiàng)目的順利開展，根據(jù)項(xiàng)目的支護(hù)周長(zhǎng)及地下室形狀，設(shè)計(jì)選用地下連續(xù)墻“兩墻合一”作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)，坑內(nèi)鋼筋混凝土內(nèi)支撐系統(tǒng)與地下室梁板結(jié)構(gòu)體系相結(jié)合，且結(jié)構(gòu)柱預(yù)留孔位后澆的邊逆中順的基坑支護(hù)方案。

2 支護(hù)方案的設(shè)計(jì)

根據(jù)本項(xiàng)目所在場(chǎng)地的地質(zhì)及周邊情況，地下連續(xù)墻作為截水、防滲、承重的支護(hù)結(jié)構(gòu)，具有施工振動(dòng)小、整體性好等特點(diǎn)［9］，是本項(xiàng)目基坑外圍支護(hù)結(jié)構(gòu)的最優(yōu)選擇。水平支撐系統(tǒng)中內(nèi)支撐與地下連續(xù)墻必須形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)體系，有可靠的連接，滿足承載力、變形和穩(wěn)定性的要求。由于采用的是內(nèi)支撐與地下室結(jié)構(gòu)體系相結(jié)合的支護(hù)方式，并使用邊逆中順的施工方法，地下室樓面的位置即內(nèi)支撐的布設(shè)位置，同時(shí)對(duì)原地下室柱位進(jìn)行了預(yù)留?？紤]到場(chǎng)地周邊環(huán)境復(fù)雜，西南側(cè)近鄰某集團(tuán)大樓，地下室外邊線距離大樓基礎(chǔ)凈距只有30 cm，為了保證場(chǎng)地周邊的環(huán)境安全，在冠梁處增加一道內(nèi)支撐控制基坑的變形。

豎向支承系統(tǒng)中鋼立柱的布設(shè)考慮了立柱基礎(chǔ)與結(jié)構(gòu)柱基礎(chǔ)的碰撞沖突，在設(shè)計(jì)計(jì)算過程中，還需考慮邊逆施工過程中已施工的結(jié)構(gòu)地下室梁板對(duì)鋼立柱造成的荷載影響。三維計(jì)算模型如圖1所示。

圖1 三維計(jì)算模型Fig.1 3D Computational Model

3 項(xiàng)目實(shí)施難點(diǎn)

本項(xiàng)目在實(shí)施過程中主要有以下難點(diǎn)：

⑴ 所在場(chǎng)地地質(zhì)情況比較特殊，存在深厚圓礫層，地下水豐富，且地下室底板下臥于圓礫層中，地下連續(xù)墻的施工質(zhì)量要求高［10］；

⑵ 場(chǎng)地周邊環(huán)境復(fù)雜，地下室外邊線距離鄰近大樓的基礎(chǔ)凈距只有30 cm，整個(gè)基坑的支護(hù)形式對(duì)位移的控制要求高［11］；

⑶ 采用邊逆中順的施工方式，地下室順作部分的樓板與逆作部分的樓板交接處新舊混凝土止水處理要求高［12］；

⑷ 地下室柱后澆對(duì)梁柱結(jié)點(diǎn)的施工要求高。

針對(duì)以上實(shí)施難點(diǎn)，除在方案設(shè)計(jì)過程中需要考慮對(duì)基坑的位移控制外，最重要的還是在施工過程中確保每一道施工工藝能按質(zhì)按量完成，以達(dá)到該技術(shù)的支護(hù)效果。

4 支護(hù)施工

4.1 施工流程

由于項(xiàng)目地處南寧市繁華地帶，且場(chǎng)地空間有限，施工前需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)做出合理的布置。同時(shí)，還需要對(duì)整個(gè)施工過程有全面的認(rèn)識(shí)，做出合理的施工組織計(jì)劃。支護(hù)施工流程如圖2所示。

4.2 施工要點(diǎn)

4.2.1 后澆永久柱施工

⑴ 基坑開挖至內(nèi)支撐施工平面，施工內(nèi)支撐及部分逆作結(jié)構(gòu)梁板，預(yù)留該部分含有的梁柱結(jié)點(diǎn)（見圖3），并在新舊混凝土交界處設(shè)置遇水膨脹止水帶。

⑵ 基坑開挖至坑底，豎立綁扎預(yù)留柱鋼筋。

圖2 支護(hù)施工流程Fig.2 Construction Flowchart of Support Structure

圖3 預(yù)留梁柱結(jié)點(diǎn)Fig.3 Reserved Beam Junction Plot

⑶ 預(yù)留柱支模，分層澆筑地下室結(jié)構(gòu)柱。

⑷ 待結(jié)構(gòu)柱達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求后，模板拆除。施工效果如圖4所示。

圖4 施工完成梁柱結(jié)點(diǎn)Fig.4 Construction Completes Beam Knot Plot

4.2.2 樓板順逆作接口處施工處理措施

⑴ 基坑開挖至內(nèi)支撐施工平面，施工內(nèi)支撐及部分逆作結(jié)構(gòu)梁板，已施工結(jié)構(gòu)板預(yù)留后期連接鋼筋，如圖5所示。

圖5 結(jié)構(gòu)板預(yù)留鋼筋Fig.5 Reserved Structural Plate Rebar

⑵ 基坑開挖到底后順作地下室結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)板接合處清理干凈并鑿毛，且濕潤(rùn)24 h 以上，新結(jié)構(gòu)板部分澆筑完成后及時(shí)養(yǎng)護(hù)。

⑶ 在新舊混凝土交界處施工防水附加層，防水附加層兩邊須各超出交界線200 mm以上。

整體施工效果如圖6所示。

圖6 整體施工效果Fig.6 Overall Construction Effect

5 結(jié)語

近年來，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，城市擴(kuò)展新城區(qū)的速度越來越快，與此同時(shí)，老城區(qū)的舊房改造也開始逐漸增多。相對(duì)于新城區(qū)，老城區(qū)基坑周邊的環(huán)境更加復(fù)雜，對(duì)基坑的支護(hù)效果要求更高。后澆永久柱半逆作法技術(shù)的成功應(yīng)用，表明了該技術(shù)在周邊環(huán)境復(fù)雜的深基坑中有很大的發(fā)展空間。該技術(shù)改進(jìn)了傳統(tǒng)的逆作法，使用少量臨時(shí)支撐柱即可承載內(nèi)支撐體系，同時(shí)無需使用預(yù)制結(jié)構(gòu)柱，逆作區(qū)地下室結(jié)構(gòu)柱可使用順作工藝，施工方便快捷，造價(jià)低，不僅避免了鋼筋混凝土梁板支撐的拆除，還減少了地下室外墻和臨時(shí)梁板支撐材料和人工費(fèi)用的浪費(fèi)。同時(shí)在施工過程中采取措施控制連續(xù)墻、混凝土支撐的質(zhì)量，確保周邊已有建筑的安全，基坑變形一直控制在設(shè)計(jì)要求內(nèi)，工期、質(zhì)量、安全、經(jīng)濟(jì)等各方面都取得了較好的效果。該技術(shù)的成功應(yīng)用為同類深基坑的支護(hù)形式提供了一定的工程借鑒與參考。