基于沿海軟土地基超大承臺(tái)施工方案適用性比選研究

文／李建華、陳飛、湯亮、高全龍、張樂樂 中國(guó)建筑第二工程局有限公司華南分公司 廣東深圳 519000

引言：

磚胎模主要應(yīng)用于地下室基礎(chǔ)梁、承臺(tái)等側(cè)模不易拆除的地方[1]，是建筑行業(yè)基礎(chǔ)階段承臺(tái)、集水井側(cè)模的首選方法，不乏有采用預(yù)制輕質(zhì)墻板為磚胎模的施工技術(shù)。目前國(guó)內(nèi)專家對(duì)基礎(chǔ)承臺(tái)的施工的技術(shù)也進(jìn)行了深入研究及探討，其中陳炳旭[2]在《下柱墩采用水泥條板代替磚胎模技術(shù)》中相較于磚胎模施工工藝，提出了水泥條板施工的新工藝；蔣志烽，殷鴻煒[3]《預(yù)制磚胎模施工技術(shù)在工程施工中的應(yīng)用》中采用了用預(yù)制磚胎模工藝，提出了在施工過程中淤泥質(zhì)和積水處理問題。本文詳細(xì)介紹了一種基于沿海軟土地基的超大承臺(tái)木模施工技術(shù)，該技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的磚胎模,解決了淤泥質(zhì)黏土中施工難、周期長(zhǎng)的問題。

1、工程概況

珠海機(jī)場(chǎng)改擴(kuò)建航站樓工程位于廣東省珠海市金灣區(qū)，珠海機(jī)場(chǎng)航站區(qū)內(nèi)，總建筑面積約18.7 萬(wàn)m2，由主樓、東指廊、西指廊、南指廊四部分組成，地下2 層，局部地下3層，航站樓主樓地上4 層，建筑高度40.25m。珠海機(jī)場(chǎng)改擴(kuò)建航站樓工程基坑占地面積約為103000 m2，基坑深度6.00～19.10m。主樓、南指廊、東指廊、西指廊基礎(chǔ)形式主要為旋挖樁或預(yù)應(yīng)力管樁+承臺(tái)+筏板。主樓區(qū)域總承臺(tái)數(shù)量約為216 個(gè)，南指廊承臺(tái)總數(shù)量約為196 個(gè)，東指廊承臺(tái)總數(shù)量約為134 個(gè)，西指廊承臺(tái)總數(shù)量約為112 個(gè)，本工程承臺(tái)高度從1m～4.5m。

地勘報(bào)告揭露，本工程場(chǎng)地內(nèi)相對(duì)標(biāo)高-0.5m 及以上，地基土為素填土；相對(duì)標(biāo)高-5.1～-9.4m 范圍內(nèi)為粉質(zhì)黏土、礫砂、中粗砂、淤泥質(zhì)黏土；相對(duì)高度-10.0m 及以下為粉質(zhì)黏土、礫砂、中粗砂、淤泥質(zhì)黏土、礫質(zhì)黏性土。由于淤泥和淤泥質(zhì)土壓縮性較高、強(qiáng)度低，地基沉降大，且多為不均勻沉降。

考慮到本工程樁承臺(tái)長(zhǎng)寬高，工期緊，地下水位高，場(chǎng)地內(nèi)普遍為淤泥質(zhì)土的特點(diǎn)，若采用統(tǒng)一形式的承臺(tái)胎模不利于發(fā)揮各種形式承臺(tái)胎模的優(yōu)勢(shì)。因此，項(xiàng)目部從安全、質(zhì)量、成本、工效等多個(gè)維度進(jìn)行對(duì)比分析，根據(jù)各種形式承臺(tái)胎模的優(yōu)勢(shì)，為不同長(zhǎng)寬高尺寸承臺(tái)選擇經(jīng)濟(jì)技術(shù)性最佳的胎模體系。

2、灰砂磚磚胎模

灰砂磚規(guī)格為200mm×100mm，砌筑砂漿采用M5 砂漿、Mu10 磚砌筑。當(dāng)承臺(tái)高度1200mm≥h≥1000mm時(shí)墻厚240mm，1800mm≥h＞1200mm 時(shí)墻厚370，h＞1800mm 時(shí)墻厚500mm；墻長(zhǎng)超過3m 必須在中部設(shè)置一道磚柱，磚柱為(墻厚+120)mm×(墻厚+120)mm。開挖承臺(tái)基坑時(shí)，承臺(tái)高度＜1800mm 時(shí)，按45°角放坡；承臺(tái)高度≥1800mm 時(shí)，按30°角放坡。

采用灰砂磚作為基礎(chǔ)承臺(tái)胎模，主要施工工序?yàn)椋洪_挖承臺(tái)基坑→澆筑承臺(tái)墊層→砌磚胎?！u胎模抹灰→防水及保護(hù)層→磚模內(nèi)側(cè)對(duì)頂、加固→承臺(tái)磚胎模外側(cè)肥槽回填→綁扎承臺(tái)鋼筋→澆筑承臺(tái)混凝土。

可見，在土質(zhì)情況不好，且承臺(tái)高度較大的情況下，采用灰砂磚砌筑磚胎模耗用工時(shí)多，砌筑工程量大，相對(duì)工效低。本工程距離海岸線不足1000m 地下水位較低，積水嚴(yán)重。本工程僅選擇承臺(tái)高度1800mm 以下的選擇灰砂磚砌筑磚胎模。

3、ALC 蒸壓加氣混凝土預(yù)制板

ALC 蒸壓加氣混凝土預(yù)制板是常用的承臺(tái)磚胎模材料，材質(zhì)輕，便于人工搬運(yùn)。ALC 板規(guī)格一般為1200mm×2400mm×15mm，亦有其他多種規(guī)格可選擇，ALC 板混凝土標(biāo)號(hào)為C20，內(nèi)配Φ4@200 鋼筋網(wǎng)片。當(dāng)承臺(tái)高度＜2000mm 時(shí)，承臺(tái)基坑按45°角放坡，ALC 板胎膜厚度為50mm；當(dāng)承臺(tái)高度≥2m 時(shí)，承臺(tái)基坑按30°角放坡，ALC 板胎膜厚度為100mm。

采用ALC 板作為基礎(chǔ)承臺(tái)胎模，其主要施工工序：開挖承臺(tái)基坑，45°放坡→澆筑承臺(tái)墊層→砌筑ALC 板磚胎?！浪氨Ｗo(hù)層→磚模內(nèi)側(cè)對(duì)頂、加固→承臺(tái)磚胎模外側(cè)肥槽回填→綁扎承臺(tái)鋼筋→澆筑承臺(tái)混凝土。ALC 蒸壓加氣混凝土預(yù)制板做磚胎膜可參考圖1所示。

圖 1ALC 蒸壓加氣混凝土預(yù)制板做磚胎膜

ALC 板板材規(guī)格大，整體性好，施工效率高，板材表面光滑，無需抹灰處理，可直接做防水基層，可以節(jié)省抹灰曬干所需時(shí)間，同時(shí)也節(jié)約了大量勞動(dòng)力。本工程僅選擇承臺(tái)高度3000mm≥h＞1800mm 的選擇ALC 蒸壓加氣混凝土預(yù)制板。

4、木模支撐設(shè)計(jì)方案

主樓區(qū)域樁承臺(tái)、集水井側(cè)模長(zhǎng)寬多數(shù)為7750mmX7750mm，高度（不含筏板厚度）多數(shù)為3400mm，承臺(tái)數(shù)量大約14 個(gè)。由于地質(zhì)條件較差，對(duì)于深度超過2.5m 的坑中坑，本工程樁承臺(tái)坑中坑開挖區(qū)域從承臺(tái)外邊緣外擴(kuò)1000mm，咬合打入長(zhǎng)度12m 拉森鋼板樁，采用直徑300mm 壁厚12mm 的鋼管做承臺(tái)基坑的內(nèi)支撐，H 型鋼作圍檁。樁承臺(tái)采用15mm 紅模板，混凝土澆筑高度為3600mm，采用分層澆筑，第一次澆筑2000mm、第二次澆筑1600mm。為配合承臺(tái)施工，采用承插型盤扣搭設(shè)臨時(shí)操作平臺(tái)進(jìn)行鋼筋綁扎、模板安裝、鋼管橫桿。木模安裝示意圖可參見圖2所示。

圖2 木模安裝示意圖

其施工詳細(xì)工序：咬合打入拉森鋼板樁→土方開挖800mm深→安裝鋼圍檁和鋼管支撐→土方開挖至坑中坑底→基坑驗(yàn)槽→澆筑承臺(tái)墊層→施工底部防水卷材→底部防水驗(yàn)收→鋼筋綁扎→安裝模板及加固措施→模板及加固體系驗(yàn)收→混凝土澆筑→拆?！┕ね鈧?cè)防水→防水驗(yàn)收→土方回填→拔出鋼板樁。搭設(shè)間距選型：承臺(tái)h≤600mm 時(shí)雙鋼管@300，1200mm≥h≥600mm 時(shí) 雙鋼管@250，1800mm≥h＞1200mm 時(shí)雙鋼管@200，h＞1800mm 時(shí)雙鋼管@150，采用20mm 的紅模板，木枋采用95mm 厚度的。

第一次澆筑模板采用15mm 厚木模板，次龍骨采用48mm＊3.0mm 單鋼管，間距250mm，主龍骨采用48＊3.0雙鋼管，間距不等間距從低到高分別為100mm、300mm、300mm、300mm、300mm、300mm、300mm，對(duì)拉螺栓采用高強(qiáng)M16 螺栓（承臺(tái)2.0m 水平鋼筋網(wǎng)、承臺(tái)底筋、主龍骨四周端頭位置采用16 鋼筋焊接對(duì)拉螺栓進(jìn)行連接，其他螺栓（穿過承臺(tái)內(nèi)部）位置采用鋼管+頂托替換進(jìn)行回頂，其中鋼管+頂托回頂措施采用鋼管立桿、橫桿進(jìn)行固定，回頂確保穩(wěn)定性）水平間距等分959mm、豎直間距同主龍骨雙鋼管間距。木模施工現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)用可參見圖3所示。

圖3 木模施工現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)用

5、經(jīng)濟(jì)與適用性

（1）在軟土地基施工效率高。工期方面采用傳統(tǒng)磚胎模等待混凝土達(dá)到50%強(qiáng)度至少為4 天，而木模不需要等待強(qiáng)度時(shí)間，對(duì)節(jié)約工期有利；木模施工速度比傳統(tǒng)磚胎模的施工速度加快了1.5 倍，減少因地質(zhì)原因?qū)е率┕?fù)雜、工期拖延；單位時(shí)間內(nèi)，使用木模與使用磚胎模的效率高出2/5，解決用工難用工貴的問題。（各種基礎(chǔ)承臺(tái)模板方案優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)如表1所示）

表1 各種基礎(chǔ)承臺(tái)模板方案優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)分析表

（2）對(duì)比采用ALC 蒸壓加氣混凝土預(yù)制板可以減少施工環(huán)節(jié)。施工采用木模工藝，在施工過程中可以不被淤泥質(zhì)和積水所困擾，相比于預(yù)制板減少了清理淤泥質(zhì)、積水和地下水的施工步驟。經(jīng)過施工采用ALC 蒸壓加氣混凝土預(yù)制板，發(fā)現(xiàn)預(yù)制板的吸水性和易裂性，是增加了施工難度和多環(huán)節(jié)。

（3）節(jié)約材料。木模替代一次性磚模，可以重復(fù)使用，不僅靈活方便，而且加快了施工速度。

結(jié)語(yǔ)：

本文詳細(xì)論述了基于沿海軟土地基超大承臺(tái)木模施工方法，并將木模施工與傳統(tǒng)的磚胎模和ALC 蒸壓加氣混凝土預(yù)制板在沿海軟土地這施工條件下進(jìn)行了對(duì)比論證。結(jié)果表明，在沿海軟土地基工程施工中采用木模具有極高的性價(jià)比，在工程上的應(yīng)用效果非常好，此工藝明顯降低了工程施工成本，省時(shí)又省力，對(duì)施工企業(yè)來講，極大地提升了經(jīng)濟(jì)效益。木模在工程應(yīng)用中有非常明顯的價(jià)值，在以后的建筑工程中值得大力推廣。