逆作法地下室結(jié)構(gòu)跳倉施工技術(shù)的應(yīng)用

楊詩琦，鄭柯仔，劉 揚

（1、中建四局第六建設(shè)有限公司 合肥 230011；2、中建四局水利能源發(fā)展有限公司 廣州 510699）

0 引言

近年來，我國大型公共建筑日益增多，其重點工程往往都有大體量的地下空間作業(yè)和超高層作業(yè)，而為了節(jié)約施工資源、縮短建設(shè)工期，逆作法越來越多地被應(yīng)用于地下室深基坑的施工中。但逆作法施工有地下室層高受限、作業(yè)空間狹小且環(huán)境差、施工進度受土方開挖影響等缺點，這就限制了結(jié)構(gòu)施工的進度，不利于充分利用時空效應(yīng)，盡快形成水平結(jié)構(gòu)支撐，影響了基坑安全［1］。為盡早形成穩(wěn)定的水平支撐體系以保證基坑安全，常采用在地下室后澆帶內(nèi)設(shè)傳力型鋼梁的方法［2-4］。但該做法仍會在一定時間內(nèi)將逆作法平臺層分割為若干不連續(xù)板塊，影響逆作法施工平臺層的整體策劃與應(yīng)用效率。同時后澆帶的留設(shè)與二次封閉工序繁多，經(jīng)濟性略顯不足。同時，超高層結(jié)構(gòu)的地下空間施工通常有超大結(jié)構(gòu)底板、大體積混凝土等，混凝土澆筑期間產(chǎn)生的水化熱會產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力，極不利于結(jié)構(gòu)的質(zhì)量控制［5］。

為增強逆作法平臺層完整性、提升平臺層利用率并產(chǎn)生更好的經(jīng)濟效益，有諸多學(xué)者和工程師選擇在深基坑逆作法施工中加入跳倉法施工技術(shù)，利用跳倉法“先放后抗，以抗為主”的施工理論［6］。本工程結(jié)合逆作法技術(shù)與跳倉法技術(shù)，通過規(guī)劃分倉、“以縫代帶”的方法［7］，在逆作法中取消鋼梁后澆帶，快速形成逆作法深基坑完整、穩(wěn)定、全封閉的水平支撐體系，提高了平臺層的穩(wěn)定性，降低了滲漏風(fēng)險，保障基坑質(zhì)量與安全，解決逆作法項目臨時用地緊張與后澆帶成本造價高的難題，并減少了多道施工工序，對施工工期和經(jīng)濟效益有顯著的影響。

1 工程概況

某逆作法超高層辦公樓項目基坑周長133.65 m×72.75 m，深13.65 m；為保證逐層施工期間平臺層的穩(wěn)定性，設(shè)計為傳力型鋼梁后澆帶；型鋼梁跨越后澆帶錨入兩側(cè)結(jié)構(gòu)增強地下水平結(jié)構(gòu)的整體性，形成穩(wěn)定的水平支撐體系以保證基坑安全［8］。鋼梁后澆帶現(xiàn)場施工如圖1所示。

圖1 鋼梁傳力后澆帶現(xiàn)場施工Fig.1 Site Construction of Casted Belt after Steel Beam Force Transmission

2 逆作法地下室結(jié)構(gòu)跳倉施工技術(shù)原理

混凝土在澆筑7 d 內(nèi)性能不穩(wěn)定，在徹底凝固前容易將內(nèi)應(yīng)力釋放，利用其“抗與放”的工程特性，按照跳倉法“分塊規(guī)劃、隔塊施工、分層澆筑、整體成型”的原則，施工逆作法地下水平結(jié)構(gòu)，優(yōu)化取消后澆帶的留設(shè)與混凝土二次澆筑、傳力型鋼梁的預(yù)埋與焊接等多道工序，實現(xiàn)逆作法深基坑水平支撐體系的快速形成和完整穩(wěn)定，保證逆作法深基坑復(fù)雜工況條件下的施工安全，增強平臺層的整體性，同時取得顯著的工期和經(jīng)濟效益。

2.1 跳倉釋放應(yīng)力，平臺層穩(wěn)定強，基坑安全系數(shù)高

通過分倉分區(qū)間隔對稱施工達到混凝土抗拉強度抵抗溫度收縮應(yīng)力的技術(shù)方法，避免了傳力型鋼梁的留設(shè)與后澆筑，使得作為基坑水平內(nèi)支撐的地下室水平結(jié)構(gòu)整體性高，作為平臺層的地下室頂板能更好的為塔樓主體結(jié)構(gòu)提供作業(yè)空間，同時地下水平結(jié)構(gòu)更有效的形成基坑水平內(nèi)支撐，大幅提升基坑的安全穩(wěn)定性［9-10］。

2.2 跳倉“以縫代帶”，避免施工鋼梁傳力帶，工藝便捷，節(jié)約成本，加快施工進度

通過跳倉法“以縫代帶”，避免后澆型鋼梁傳力帶的使用，節(jié)約型鋼梁原材使用，減少了預(yù)埋時產(chǎn)生的人工成本，避免了后期型鋼梁傳力帶封閉時帶來的二次施工費用。且以施工縫的方式處理混凝土構(gòu)件交界區(qū)域，施工便捷，加快進度，縮短工期。

2.3 跳倉“以縫代帶”，質(zhì)量風(fēng)險低

通過跳倉法“以縫代帶”，避免后澆型鋼梁傳力帶的使用，降低型鋼梁與止水鋼板沖突帶來的施工難度，避免雙側(cè)混凝土設(shè)置止水鋼板帶來的滲漏風(fēng)險，平臺層提前形成整體結(jié)構(gòu)，避免施工荷載造成水平結(jié)構(gòu)裂縫，結(jié)構(gòu)質(zhì)量風(fēng)險低。

3 逆作法地下室結(jié)構(gòu)跳倉施工技術(shù)措施

3.1 規(guī)劃倉區(qū)，提升施工效率

結(jié)合逆作法總體施工流程，合理規(guī)劃地下倉區(qū)，分倉嚴格遵循“隔一跳一”的跳倉特點，響應(yīng)地下、主體、裝修各階段施工部署，分析擬建建筑、大型設(shè)備位置、材料堆場等因素，結(jié)合設(shè)計做到永臨結(jié)合，最大限度提升施工平臺層利用率。

例如應(yīng)用項目，將地下分倉規(guī)劃為A、B、C、D、E、F、G、H8個區(qū)，依據(jù)工程規(guī)劃優(yōu)先施工塔樓B區(qū)與F區(qū)，依據(jù)出土線路最后施工D區(qū)及E區(qū)，如圖2～圖3所示。

圖2 跳倉法設(shè)計分區(qū)圖示意圖Fig.2 Schematic Diagram of Partition Design by Warehouse Hopping Method

圖3 跳倉法實際分區(qū)示意圖Fig.3 Schematic Diagram of Actual Partition of Warehouse Hopping Method

結(jié)合跳倉特點，倉區(qū)間無需預(yù)埋鋼梁與二次補倉，可按常規(guī)施工縫進行處理。相鄰倉區(qū)施工時間遵守跳倉7 d后間隔澆筑的原則。對施工縫處的混凝土振搗密實，保證新舊混凝土的結(jié)合，針對分倉后需長期留置的施工縫，采用防銹漆進行鋼筋保護。地下室樓板分倉施工縫處理如圖4～圖5所示。

圖4 地下室樓板分倉施工縫處理設(shè)計大樣Fig.4 Basement Floor Sub-Warehouse Construction Joint Treatment Design Sample （mm）

圖5 地下室分倉施工縫處理Fig.5 Basement Sub-Warehouse Construction Joint Treatment

3.2 “以縫代帶”，降本增效

通過施工縫取代后澆帶，避免傳力鋼梁原材與防腐處理的投入，規(guī)避后澆帶繁瑣工藝的資源浪費與滲漏風(fēng)險，規(guī)避因滲漏引起的注漿修補、維護返工等費用。降低施工成本，提升經(jīng)濟效益，如圖6所示。

圖6 逆作法地下室跳倉施工縫節(jié)點Fig.6 Reverse Construction Joint of Vault Jumping

4 結(jié)論

本文闡明了逆作法與跳倉法相輔相成的必要性，研究逆作法與跳倉法集成科學(xué)合理的施工流程，形成逆作法地下水平結(jié)構(gòu)完整穩(wěn)定的逆作法深基坑水平支撐體系，保證逆作法深基坑內(nèi)土方大開挖工況條件下的施工安全，針對超高層辦公樓項目具有參考意義。

理論結(jié)合擬建塔樓位置與地下室樓板結(jié)構(gòu)形式合理劃分倉區(qū)，現(xiàn)場分區(qū)分塊跳倉施工，優(yōu)化取消后澆帶留設(shè)與二次封閉施工工序，地下水平結(jié)構(gòu)一次澆筑成型。地下樓板封閉后進行變形與沉降觀測，均滿足規(guī)范要求。規(guī)避后澆帶滲漏風(fēng)險的同時避免了后澆帶相關(guān)費用的投入，在實際項目中取得不菲經(jīng)濟效益。

實踐表明，跳倉法與逆作法施工技術(shù)的融合能有效釋放混凝土收縮應(yīng)力和控制超長結(jié)構(gòu)混凝土裂縫，解決了后澆帶二次封閉與逆作法地下工程施工組織矛盾難題，在取得經(jīng)濟效益的同時也為快速形成逆作法深基坑全封閉水平支撐體系提供了新的解決思路，保證全逆作法深基坑復(fù)雜工況條件下的施工安全，為今后類似的逆作法建設(shè)工程提供一定的參考和借鑒。