“先封頂,后結(jié)底”全逆作法深基坑鋼筋安裝工程施工技術(shù)

摘" 要：上下同步全逆作法因施工臨時(shí)占地少、環(huán)境污染小、工期節(jié)省等優(yōu)點(diǎn)在城市中心區(qū)開發(fā)中被廣泛使用，其中的鋼筋安裝工程是超深、超大地下室逆作的重難點(diǎn)。為解決超深基坑上下同步逆作鋼筋工程中鋼筋吊運(yùn)方式、后置構(gòu)件和梁板結(jié)構(gòu)鋼筋安裝問題，提出“吊物孔+塔吊、電動(dòng)葫蘆多種吊運(yùn)方式+后置構(gòu)件鋼筋懸掛安裝+梁柱接頭鋼環(huán)板節(jié)點(diǎn)做法+梁柱接頭環(huán)梁節(jié)點(diǎn)做法+型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)躍層施工梁柱節(jié)點(diǎn)做法”的逆作鋼筋工程施工工藝，有效解決施工中垂直運(yùn)輸、水平運(yùn)輸、質(zhì)量檢查與模板工程工序搭接等問題，同時(shí)提高施工質(zhì)量，加快施工進(jìn)度。

關(guān)鍵詞：鋼筋工程;逆作法;深基坑;鋼環(huán)板;鋼環(huán)梁

中圖分類號(hào)：TU43" " " "文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A" " " " " 文章編號(hào)：2095-2945（2023）18-0181-04

Abstract： The synchronous total reverse construction method is widely used in the development of urban central area because of its advantages such as less temporary construction area， less environmental pollution and time saving， in which the installation of steel bar is an important and difficult point in the reverse construction of super-deep and super-large basement. In order to solve the problems of steel bar hoisting mode， post-member and beam-slab structure steel bar installation in the synchronous top-down reinforcement engineering of ultra-deep foundation pit， this paper puts forward the reverse reinforcement construction technology of \"hanging hole + tower crane， electric hoist + steel bar suspension installation of rear member + steel-column joint steel ring plate joint method + beam-column joint ring beam joint method + beam-column joint ring beam joint method + beam-column joint construction method of steel reinforced concrete composite structure\". The problems of vertical transportation， horizontal transportation， quality inspection and overlap of formwork procedures in construction are effectively solved， and the construction quality is improved and the construction progress is accelerated.

Keywords： reinforcement engineering; reverse method; deep foundation pit; steel ring plate; steel ring beam

隨著城市的不斷發(fā)展，城市施工用地愈加緊張，環(huán)保要求愈加嚴(yán)格，工期要求更多樣化，使得城市中心項(xiàng)目開發(fā)建設(shè)面臨更為復(fù)雜的需求，上下同步全逆作法技術(shù)為滿足這些需求提供了新的技術(shù)手段。在超深基坑上下同步全逆作法施工中，鋼筋工程是其重難點(diǎn)，需解決以下2個(gè)問題：一是鋼筋吊運(yùn)方式;二是后置構(gòu)件和梁板結(jié)構(gòu)鋼筋安裝工藝。

先后有不同的學(xué)者對(duì)此問題進(jìn)行了研究。黎光軍[1]通過設(shè)計(jì)施加承托工具，將預(yù)加工好的鋼筋結(jié)構(gòu)承托于鋼管柱上，待各結(jié)構(gòu)層樓板施工時(shí)將其沉放至相應(yīng)標(biāo)高，加快了全逆作法施工進(jìn)度。晏金洲等[2]指出了全逆作法施工中鋼筋工程的關(guān)鍵工序，并總結(jié)了相關(guān)施工工藝及質(zhì)量控制措施。袁凱等[3]針對(duì)鋼筋籠質(zhì)量大、吊裝難度大、混凝土澆筑難度大等問題，提出了針對(duì)性的解決措施，闡述了施工要點(diǎn)。陳曉豐[4]通過中山醫(yī)院深基坑工程施工實(shí)例，著重闡述了深基坑全逆作法施工中一柱一樁、鋼筋綁扎等重難點(diǎn)施工技術(shù)。夏天[5]指出了支護(hù)施工中鋼筋安裝需注意的重點(diǎn)問題，探討了提升后續(xù)施工質(zhì)量的辦法。譚瑩等[6]詳細(xì)介紹了深基坑鋼筋籠施工時(shí)的施工工藝與質(zhì)量控制措施。左皓等[7]研究了新型鋼板樁結(jié)合鋼筋混凝土作為內(nèi)支撐的深基坑支護(hù)技術(shù)。

為解決超深基坑上下同步全逆作法鋼筋工程存在的問題，湖南旺旺醫(yī)院醫(yī)療大樓擴(kuò)建工程（二期）項(xiàng)目（以下簡(jiǎn)稱“湖南旺旺醫(yī)院（二期）項(xiàng)目”）以既有技術(shù)為基礎(chǔ)，提出了“吊物孔+塔吊、電動(dòng)葫蘆多種吊運(yùn)方式+后置構(gòu)件鋼筋懸掛安裝+梁柱接頭鋼環(huán)板節(jié)點(diǎn)做法+梁柱接頭環(huán)梁節(jié)點(diǎn)做法+型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)躍層施工梁柱節(jié)點(diǎn)做法”一套完整的逆作鋼筋工程施工工藝，有效解決了施工中垂直運(yùn)輸、水平運(yùn)輸、質(zhì)量檢查與模板工程工序搭接等問題，同時(shí)提高了施工質(zhì)量，加快了施工進(jìn)度。

1" 工程概況

湖南旺旺醫(yī)院（二期）項(xiàng)目為一座集醫(yī)療、住院、商業(yè)為一體的綜合性大樓，地上20層，地下7層，總建筑面積約18萬(wàn)m2，地下部分約6萬(wàn)m2。項(xiàng)目位于長(zhǎng)沙市中心城區(qū)，為解決場(chǎng)地狹小、地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜、基坑開挖工程量大、施工噪聲及粉塵污染等問題，創(chuàng)新采用了“先封底、后結(jié)底”全逆作法施工技術(shù)[8]。項(xiàng)目實(shí)施過程中，需解決深基坑支護(hù)、樁柱聯(lián)合承載體系施工、巖質(zhì)地層開挖出土、下輸混凝土、底板防排水和深基坑鋼筋工程等系列問題。本工程逆作界面層為負(fù)一層結(jié)構(gòu)梁板，受層高限制負(fù)三夾層、水池層頂板采用躍層施工。

2" 工藝原理及流程

2.1" 鋼筋轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)方案

綜合考慮本工程塔吊、電動(dòng)葫蘆、吊渣設(shè)備參數(shù)與結(jié)構(gòu)特征、周邊環(huán)境和通風(fēng)功能等因素，共布置了8個(gè)吊物孔，吊物方式為：1#、2#吊物孔采用門式起重機(jī)+塔吊以吊渣為主，3#、4#、7#采用塔吊，5#、6#采用電動(dòng)葫蘆+塔吊，8#采用1臺(tái)逆作雙籠戶外電梯，具體位置如圖1所示。

室內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)分2個(gè)階段，第一個(gè)階段為內(nèi)襯墻、外包鋼管柱、部分梁鋼筋采用從吊物孔直接下至每層超挖2.55 m的混凝土墊層上，再用電動(dòng)板車或人力轉(zhuǎn)運(yùn);第二階段為在吊物孔搭設(shè)與支模架同高的轉(zhuǎn)料平臺(tái)人工轉(zhuǎn)運(yùn)。

2.2" 后置構(gòu)件鋼筋懸掛施工工藝

后置構(gòu)件包括地下連續(xù)墻內(nèi)襯墻、鋼立柱外包柱、剪力墻等。

2.2.1" 內(nèi)襯墻鋼筋懸掛

主要施工工序：土石方逆作挖至樓層面標(biāo)高下2.55 m→澆筑混凝土墊層→清鑿地下連續(xù)墻內(nèi)邊混凝土、預(yù)埋鋼筋→搭設(shè)內(nèi)襯墻綁扎鋼筋操作架→綁扎豎向定位鋼筋→綁扎外排水平筋（臨時(shí)）→懸掛外排立筋→外排水平筋與外排立筋二次綁扎→懸掛內(nèi)排立筋→綁扎內(nèi)排外側(cè)水平鋼筋及拉鉤。

操作要點(diǎn)：①操作架要求每6 m留0.6 m寬作進(jìn)料口分段式搭設(shè)，水平橫桿不得伸入內(nèi)襯墻鋼筋位置，頂部連成整體，架體設(shè)置抗傾覆拋撐;②利用地下連續(xù)墻部分預(yù)埋鋼筋綁扎內(nèi)襯墻內(nèi)排定位豎向鋼筋為Φ12@800。操作架如圖2所示。

2.2.2" 鋼立柱外包柱鋼筋懸掛

主要施工工序：墊層完成后搭設(shè)鋼立柱外包柱鋼筋懸掛操作架→利用上層柱頭預(yù)留鋼筋頭采用直螺紋接頭懸掛立筋（采用鋼環(huán)板節(jié)點(diǎn)時(shí)，先懸掛非穿環(huán)板立筋，穿環(huán)板筋采用分段先藏）→柱箍筋綁扎→環(huán)板安裝后完成穿環(huán)板鋼筋懸掛→操作架拆除。

操作要點(diǎn)：當(dāng)梁柱節(jié)點(diǎn)采用鋼環(huán)板時(shí)，穿環(huán)板鋼筋需在樓面標(biāo)高上1.5 m處增設(shè)一道直螺紋接頭，先將穿環(huán)板鋼筋藏于環(huán)板上方箍筋內(nèi)，待環(huán)板安裝后再完成穿環(huán)板鋼筋連接與綁扎。

2.2.3" 剪力墻鋼筋懸掛

剪力墻鋼筋采取2種懸掛方式：第一種墻內(nèi)暗柱鋼筋采用直螺紋一層一次懸掛，工序同鋼立柱外包柱鋼筋懸掛;第二種內(nèi)墻筋采取每層分2段，第一段穿托梁鋼筋先預(yù)埋，待樓面梁板結(jié)構(gòu)砼完成后再上下搭接綁扎第二段墻筋。

2.3" 全逆作法梁柱節(jié)點(diǎn)施工

鋼環(huán)梁節(jié)點(diǎn)具有不需變截面、主梁鋼筋籠通過環(huán)板與鋼管柱焊接成整體時(shí)增強(qiáng)了梁板施工階段穩(wěn)定性及建造成本低等優(yōu)點(diǎn)，但焊接過程中鋼管柱會(huì)產(chǎn)生焊接應(yīng)力，降低鋼管受力性能。本項(xiàng)目中，僅在只考慮C60砼承重而不考慮鋼管柱承重的負(fù)1至負(fù)3層、地上1—11層采用鋼環(huán)板連接節(jié)點(diǎn)，其余采用鋼筋環(huán)梁連接節(jié)點(diǎn)。

2.3.1" 鋼環(huán)板連接施工

環(huán)板連接節(jié)點(diǎn)做法如下。

主要施工工序：梁柱節(jié)點(diǎn)處鋼管柱圓弧外貼鋼板、抗剪鋼筋箍、栓釘焊接→環(huán)板加工→測(cè)量放線→鋼管外包柱鋼筋安裝→鋼環(huán)板預(yù)拼→鋼環(huán)板點(diǎn)焊臨時(shí)定位→鋼環(huán)板四塊拼焊→鋼環(huán)板與鋼管外貼板分層、對(duì)稱、間歇焊接→加勁鋼與鋼立柱、鋼環(huán)板焊接→搭設(shè)梁支模架→框架梁鋼筋綁扎→梁頭鋼筋與鋼環(huán)板焊接→梁柱節(jié)點(diǎn)驗(yàn)收。

操作要點(diǎn)如下。

1）根據(jù)柱、墻需穿鋼環(huán)板的鉆孔位置及混凝土排氣、灌料開孔，考慮匯圈環(huán)板、焊接坡口進(jìn)行二次加工圖深化設(shè)計(jì)，鋼環(huán)板采取工廠機(jī)械切割、鉆孔、打坡口，現(xiàn)場(chǎng)拼裝。拼接如圖3所示。

2）為降低鋼環(huán)板與鋼立柱焊接熱效應(yīng)，在現(xiàn)場(chǎng)制作12 mm+30 mm+12 mm三塊鋼板與20 mm厚環(huán)板模擬焊接試件測(cè)溫，試驗(yàn)表明施焊時(shí)應(yīng)分層對(duì)稱且嚴(yán)格控制每道施焊間歇時(shí)間不少于0.5 h。

2.3.2" 鋼筋環(huán)梁連接施工

鋼筋環(huán)梁連接節(jié)點(diǎn)做法如圖4所示。

主要施工工序：環(huán)梁底支模→鋼管外包柱懸掛鋼筋綁扎→安放環(huán)梁全截面箍筋B1→穿A1、A2最里圈上、下及腰筋并焊接好→安放環(huán)梁從里外退的第二道箍筋B4→安放環(huán)梁從里向外穿A1、A2第二圈上、下環(huán)筋并焊接好→安放環(huán)梁第三道箍筋B2、B5→安放環(huán)梁從里向外穿A1、A2第三—最外圈上、下環(huán)筋并焊接好→安放環(huán)梁最外圈腰筋并焊接好→將梁頂、底二排、外圈腰筋擺放在梁腰中→梁底支?！壴轰摻畈⒘荷舷碌谝慌配摻铄^入環(huán)梁內(nèi)→將環(huán)梁內(nèi)上下第二排從腰中向上向下移至梁第一排處→綁扎梁上下第二排→將外圈腰筋上下調(diào)整間距結(jié)合梁腰筋綁扎→綁扎環(huán)梁拉鉤完成鋼筋環(huán)梁節(jié)點(diǎn)安裝。梁柱節(jié)點(diǎn)采用鋼筋環(huán)梁做法，三維圖如圖5所示。

2.3.3" 型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)躍層梁柱節(jié)點(diǎn)施工

受層高限制，負(fù)3夾層型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)采用躍層。為確保鋼立柱外包鋼筋混凝土柱鋼筋穿躍層鋼牛腿先行，采用鋼牛腿分解組合安裝施工方式，編號(hào)圖如圖6所示。

分解組合步驟如下。

1）上、下環(huán)板1#～4#先臨時(shí)定位;

2）通過環(huán)板預(yù)留孔綁扎柱子鋼筋;

3）下一層梁板結(jié)構(gòu)鋼筋、模板、混凝土施工完成后，測(cè)量放線，搭設(shè)操作架，上下環(huán)板：環(huán)板與環(huán)板、環(huán)板與鋼管柱外貼弧形襯板焊接成一體;

4）牛腿5#、6#組合成丁字板，工廠下料焊接;

5）丁字鋼板拼裝，并與上下環(huán)板、鋼管外貼弧形襯板焊接;

6）最后兩外側(cè)上下梯形鋼板拼裝，并與上下環(huán)板、鋼管外貼弧形襯板焊接，完成鋼牛腿節(jié)點(diǎn)施工。

3" 工藝特點(diǎn)

以上施工工藝有效地解決了目前全逆作法鋼筋工程普遍存在的問題，具有如下特點(diǎn)。

1）合理布置了吊物孔距離，減少了材料轉(zhuǎn)運(yùn)距離、采用塔吊和塔吊與電動(dòng)葫蘆吊配合減少一次轉(zhuǎn)運(yùn)費(fèi)用，加快了施工速度。

2）內(nèi)襯墻鋼筋安裝采用定位筋、懸掛、分段獨(dú)立作業(yè)架，解決了頂部與地下連續(xù)墻側(cè)面空間受限的施工問題。

3）鋼管柱外包混凝土柱鋼筋，環(huán)板安裝采用懸掛，先綁扎非穿環(huán)板立筋及箍筋，內(nèi)藏穿環(huán)板立筋，環(huán)板安裝后再下穿的施工工序，解決了柱筋綁扎先行，確保柱筋安裝質(zhì)量。

4）鋼環(huán)板節(jié)點(diǎn)采取二次深化設(shè)計(jì)，工廠加工，現(xiàn)場(chǎng)安裝，提高了環(huán)板施工質(zhì)量，加快了施工速度。

5）躍層梁柱節(jié)點(diǎn)采取分解牛腿，上、下包鋼管柱環(huán)板先臨時(shí)安裝，待柱筋穿躍層環(huán)板與下層梁板結(jié)構(gòu)施工完成再施工躍層鋼牛腿，解決了躍層梁柱節(jié)點(diǎn)穿柱鋼筋先行的施工問題。

4" 結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)湖南旺旺醫(yī)院（二期）工程項(xiàng)目上下同步全逆作法工況，創(chuàng)新提出了一套全逆作法鋼筋工程施工工藝。

1）該系統(tǒng)有效解決在全逆作法鋼筋工程施工中垂直、水平運(yùn)輸、安裝質(zhì)量及與模板工程工序搭接問題，加快了施工速度，縮短了工期。

2）該技術(shù)實(shí)用、安全可靠、操作性強(qiáng)，社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益明顯，具有推廣價(jià)值。

3）對(duì)鋼筋工程實(shí)現(xiàn)二次轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)械化、復(fù)雜的后置構(gòu)件、環(huán)板、環(huán)梁節(jié)點(diǎn)與梁板結(jié)構(gòu)鋼筋安裝的工序進(jìn)行施工組織調(diào)理化，確保了鋼筋工程的施工質(zhì)量，并對(duì)周邊環(huán)境影響很小。

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