一柱一樁地下室逆作法施工探討

李新剛

（溫州設(shè)計集團有限公司，浙江 溫州 325000）

1 工程概況

隨著城市的發(fā)展，在繁華市區(qū)越來越多的工程采用逆作法施工。逆作法主要適用于周邊環(huán)境復(fù)雜且場地狹窄、地下水位較高和地下室埋深較大的工程[1]。文章研究和探討了溫州醫(yī)科大學(xué)眼視光醫(yī)教樓改擴建工程地下逆作法應(yīng)用情況。該工程總建筑面積為50001.7m2（其中地上40998.7m2，地下9003m2），建筑用地面積為4938m2，為2層整體地下室，地下基坑開挖深度為10.5～13.15m。地下室南面為保留的眼視光綜合樓和門診樓（先建后拆），東面為已建的學(xué)術(shù)館、東階梯教室和教學(xué)主樓，北面為已建的學(xué)生活動中心，西面是規(guī)劃的江蒲路及河道。施工場地非常狹窄且周邊環(huán)境復(fù)雜，為解決該問題，采取了一柱一樁地下室逆作法施工，并取得了良好效果。工程周邊環(huán)境及土方開挖路線如圖1所示。

圖1 工程周邊環(huán)境及土方開挖路線

2 施工原理及優(yōu)缺點

該項目均采用了一柱一樁地下室逆作法施工，其主要原理是在工程樁內(nèi)插入格構(gòu)柱以解決豎向支撐，利用地下室樓蓋結(jié)構(gòu)代替水平支撐，省去了傳統(tǒng)的支撐梁、支撐柱。地下室從上往下施工，頂板澆筑完成，砼達到強度后，可以做施工場地使用，能成功地解決施工場地狹小問題；挖土及下部結(jié)構(gòu)施工在相對封閉的空間內(nèi)進行，可有效減少噪聲污染、光污染及揚塵控制；建筑物上部結(jié)構(gòu)和地下基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工可平行立體作業(yè)，且地下施工時受天氣影響較小，在一定程度上能加快施工進度；基坑支護結(jié)構(gòu)利用工程樁內(nèi)插入的格構(gòu)柱以解決豎向支撐，利用地下室樓蓋結(jié)構(gòu)代替水平支撐，受力合理，圍護結(jié)構(gòu)變形量小，對鄰近建筑的影響亦小，施工起來比較安全[2]。但也存在一些施工難點，如鋼格構(gòu)立柱的平面位置和垂直度控制要求高、地下挖土難度大、梁與格構(gòu)立柱交接位置處理難度大、砼節(jié)點多、地下空間的通風(fēng)和照明要求高等。

3 難重點分析及控制措施

3.1 豎向支撐鋼格構(gòu)立柱的平面位置和垂直度控制精確度要求高

樁和格構(gòu)柱位置準(zhǔn)確與否將直接影響逆作法的成敗和上部結(jié)構(gòu)柱的位置及開間尺寸，因此豎向支撐鋼格構(gòu)立柱的平面位置和垂直度都要達到很高的控制精度。一般鋼立柱垂直度要求為1/500，立柱樁垂直度要求為1/200。在整個打樁流程中，場地平整、樁位放樣、樁機定位、護筒埋設(shè)、變徑成孔、垂直度、泥漿比重、界面巖樣、入巖深度、沉渣、鋼筋籠制安、清孔、初灌量、砼澆搗、樁頂標(biāo)高等工序與一般樁基施工區(qū)別不大，施工及監(jiān)理人員除了要加強這些工序控制，還要加強鋼立柱施工控制。具體而言，應(yīng)從鋼格構(gòu)立柱加工、制作、運輸、堆放、安裝等方面進行全面控制，確保鋼格構(gòu)立柱本身制作質(zhì)量可靠，埋入樁深度和平面位置、垂直度等滿足設(shè)計要求。鋼格構(gòu)立柱施工時，要采用定位調(diào)垂設(shè)備（一般為特制鋼定位架）并配以測斜設(shè)備（一般為測斜管+測斜儀）進行精確定位調(diào)垂，并保證鋼立柱各邊與對應(yīng)主支撐軸線方向嚴格垂直或平行[3]。鋼定位架如圖2所示。

3.2 地下挖土難度較大，且設(shè)計和施工需緊密配合

逆作法與順作法相比，其地下挖土難度更大，需要二次周轉(zhuǎn)，應(yīng)合理安排挖土方案，綜合考慮出土口的設(shè)置、采用的機械設(shè)備、開挖方法、開挖順序、出土方式、出土線路等各方面因素；并且挖掘機和運土車輛等設(shè)備要在地下室頂板上行走，要嚴格按設(shè)計要求做好荷載控制，必要時進行加固。溫州醫(yī)科大學(xué)眼視光醫(yī)教樓改擴建工程地下室設(shè)2個出土口，挖土按B0板（地下室頂板）、B1板（負1層板）、底板施工順序分為3次挖土，每次挖土按后澆帶分為3個區(qū)域（A區(qū)、B區(qū)、C區(qū)），采用盆式分塊開挖方式，做到“分層、分塊、對稱、平衡、限時”開挖。地面第1階層采用常規(guī)明挖的形式；第2、3階層采用掏挖，將土方駁運至板面預(yù)留出土口處，由B0板即地下室頂板上的長臂挖機或抓斗挖機接駁裝車，再運輸至消納點。各階層砼墊層隨挖隨澆，結(jié)構(gòu)梁板和傳力梁板隨后跟進施工，形成水平支撐體系。

圖2 定位架示意圖

3.3 結(jié)構(gòu)梁板與鋼格構(gòu)立柱交接位置節(jié)點處理難度大

鋼格構(gòu)立柱外圍需要綁扎主筋以共同形成工程柱骨架，而結(jié)構(gòu)梁主筋需要穿越鋼格構(gòu)立柱，因此在梁柱的交接位置，需要很高的鋼筋制作、安裝施工精度，務(wù)必保證格構(gòu)柱正常受力、結(jié)構(gòu)柱梁規(guī)范施工[4]。

（1）地下室結(jié)構(gòu)梁的鋼筋在穿越格構(gòu)柱時位置要求十分精確，因此必須加強測量放線的復(fù)核，綁扎梁筋之前施工單位應(yīng)在模板上劃線，標(biāo)出主筋位置（要兼顧穿孔位置和保護層厚度），通長梁筋下料、制作、安裝要做好交底。

（2）在格構(gòu)柱上，打孔位置要準(zhǔn)確無誤，開孔大小要根據(jù)格構(gòu)柱承載力及穿越的鋼筋直徑而定，要事先做好計算和找出梁柱節(jié)點鋼筋與鋼格構(gòu)柱的交叉關(guān)系，根據(jù)模板上已經(jīng)標(biāo)出的主筋位置確定打孔位置，并做好標(biāo)記。

（3）底板或樓板內(nèi)需穿越立柱綴板的鋼筋，其中心如離綴板邊緣≤3cm，可切割該范圍綴板后放置鋼筋，但應(yīng)在該綴板對側(cè)補足被切割綴板面積；對于結(jié)構(gòu)梁、柱需穿越立柱綴板的鋼筋，其中心如離綴板邊緣＞3cm時，在所穿越鋼筋位置打孔。

（4）結(jié)構(gòu)梁、柱需穿越格構(gòu)柱角鋼的鋼筋，如果其中心離角鋼邊緣＜2cm，可割去部分角鋼，但被割范圍應(yīng)不大于鋼筋直徑+2mm；如果其中心離角鋼邊緣＞2cm，則應(yīng)在所穿越角鋼位置打孔，孔徑等于鋼筋直徑+2mm；每根角鋼同一平面位置不得穿越2根鋼筋，不得任意擴大角鋼橫截面積損失。

（5）如果實際施工中偏差過大時，建議加腋處理。

（6）節(jié)點澆砼前要再次做好隱蔽檢查，保證泥巴、雜物已清理干凈，澆砼時要旁站監(jiān)督振搗情況，保證節(jié)點處砼密實。

3.4 剪力墻和柱砼分多次澆搗，節(jié)點處理要求高

由于地下室逆作法土方分階層開挖，導(dǎo)致剪力墻和柱需要相應(yīng)分段多次澆砼，經(jīng)常會出現(xiàn)砼接頭不密實和收縮裂縫現(xiàn)象，影響構(gòu)件的承載力和出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象。為解決以上問題，特采取以下措施，保證了工程的結(jié)構(gòu)安全和使用功能。

（1）砼外墻上下接頭處妥善設(shè)置止水鋼板，二次砼澆搗前，清理干凈止水鋼板上的浮渣,并把原來接茬的砼鑿毛，利用止水鋼板阻止水的途徑，減少滲漏現(xiàn)象發(fā)生。

（2）在設(shè)置止水鋼板的基礎(chǔ)上，外墻砼要做企口處理，該工藝主要是在模板安裝時將企口模板底模板切割成剪力墻墻寬的1/2，然后做成企口形狀，使砼澆搗完成后形成外高內(nèi)底的企口形狀，可以起到結(jié)構(gòu)自防水的作用。

（3）在接頭部位預(yù)埋注漿管，采用CMAS快速高強灌漿料高壓注漿處理，可以填補砼的密實度和裂縫，提高構(gòu)件的承載力。

（4）加強支模和澆砼控制：①在上層板對應(yīng)下層墻、柱的位置設(shè)好澆砼預(yù)留孔；②墻、柱支模要做到接口處貼合、封閉，底模封堵牢靠，并在墻、柱上接頭處設(shè)置喇叭口，待砼強度達到設(shè)計強度要求后進行喇叭口鑿平處理；③采用微膨脹砼進行澆搗，并做好澆注過程中的振搗控制和養(yǎng)護。

（5）在砼澆搗完成，并達到一定強度后，在接頭處的外墻迎水面人工鑿成V型，然后用堵漏劑進行填縫修補，可以有效起到防水作用。

3.5 地下施工空間相對封閉，通風(fēng)和照明要求高

（1）照明。利用梁、柱已預(yù)埋的電線管將臨時照明線引下，通過在開挖完區(qū)域設(shè)置臨時照明箱和二級配電箱解決施工照明和現(xiàn)場臨時用電問題。

（2）通風(fēng)?，F(xiàn)場預(yù)留的電梯井道、管道井道、施工通道無法滿足自然通風(fēng)的要求，建議在地下室負1層設(shè)置臨時通風(fēng)機房，通過簡易風(fēng)管進行機械通風(fēng)。

4 結(jié)束語

綜上所述，筆者認為一柱一樁地下室逆作法施工具備能夠成功解決施工場地狹小、有效控制基坑變形和環(huán)境保護等優(yōu)點，同時也存在一些施工難點，但只要采取措施加強控制，均能得到解決。