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地连墙围护壁结构地下室工程综合施工技术  

2010-10-24 20:08:01|  分类: 钢结构 |  标签: |举报 |字号 订阅

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吴碧桥 (江苏省华建建设股份有限公司深圳分公司  )

[摘要] 本文通过施工实例,总结了地下连续墙维护壁结构在地下室工程施工过程中爆破拆除钢筋混凝土内支撑、超长混凝土结构和型钢混凝土劲性结构的综合施工技术。
[关键词] 地下连续墙 超长结构 加强带 爆破拆除 劲性结构

1 工程概况
    某工程位于深圳市福田区,是一幢集住宅、商业、餐饮、娱乐、人防为一体的大型高档超高层综合楼,总建筑面积57180m2,地上2幢35层,地下3层,地下室平面尺寸为72.7×72.4m,基坑最深处达到16.35m,因场地狭小、地下水位高、基坑深,护壁设计为地下连续墙,在-3.85m和-8.35m标高位置设两道钢筋混凝土环梁,作为地下连续墙的内支撑,且地下连续墙作为地下室外墙的外衬墙,地下室的柱为型钢砼组合结构。为保证施工过程中基坑护壁安全,设计要求,地下室底板、楼板、外墙施工不设后浇带,不留竖向施工缝,整体一次性浇筑。因此,坑内土方垂直倒运、超长超大底板混凝土一次性浇筑、地下室外墙单面支模、地下连续墙内钢筋混凝土环梁支撑的静电爆破定向拆除、劲性钢筋混凝土结构施工是本工程基础工程施工的重点和难点。
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2 地下室工程综合施工技术
2.1土方垂直倒运
    受地下连续墙内钢筋混凝土环梁支撑限制,本工程土方无法放坡开挖,土方的垂直倒运是挖土的难点。土方开挖采用机械开挖和人工开挖相结合的方式,地下连续墙园形支撑内为机械开挖、人工修整,其余机械开挖不到的地方用人工开挖(开挖路线见图3)。机械开挖采用斗量为1M3的反铲挖土机,用90吨汽车吊吊至基坑底,完毕后再吊上去,根据现场提供的尺寸进行挖土,为了便于施工,项目部派专人24小时值班抽水及量测挖土深度。为防止挖土超深,确保基底土质不受扰动,土方开挖至坑底向上10cm时改用人工清土。核心筒位置挖土深度较深(-16.26m),为防止边坡塌方必须放坡,放坡坡度为1:0.5。土方开挖过程中随时用人工修整基槽,及时浇筑垫层混凝土。
    根据现场情况进行土方水平倒运,最后将所有土方堆放至钢平台处(见图4)。利用钢平台上方的现有栈桥上布置另一台反铲挖土机,通过基坑内的挖土机将土方送至钢平台上,再由栈桥上的挖土机运至自卸车上外运。
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2.2超长超大底板混凝土一次性浇筑
    由于地下室底板在-12.35m标高浇筑后才能达到水平支撑的作用,所以设计要求不能留置后浇带,混凝土必须一次性浇筑,具体作法为:在④-⑤轴间留置混凝土加强带,带宽2m,用掺UEA15%的C35S6混凝土浇筑,另附加快易收口网,设于加强带两侧,固定底板上下层钢筋(或墙板内外层钢筋)之间,混凝土浇筑时先浇加强带两侧混凝土,后浇筑加强带内混凝土。
2.2.1设计要求
    地下室底板混凝土厚600,在2~4轴/D~E轴、6~8轴/B~C轴间各有一个10.8×10.8×3.8米的大体积承台,板下地梁为800×1200,底板混凝土强度等级为C30S10;地下室外墙厚300,混凝土强度等级为C40S10。地下室底板采用混凝土结构自防水和背水面做防水层相结合的设计方案。
2.2.2混凝土配合比及外加剂
底板、加强带、外墙混凝土配合比如下:
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2.2.3混凝土浇筑
    在混凝土浇筑时,应遵循先深后浅、先梁后板的顺序。对于钢筋密集区部位采用铁楔,打出空隙,再插入振动棒,以免卡棒。混凝土找平应拉线进行,先采用平板振动器反复振实后再找平,平整度控制在规范允许范围内。
    在混凝土底板上浇灌墙体时,需将表面清洗干净,再铺一层同强度等级的5cm厚的水泥砂浆。浇第一步混凝土高度为40cm,以后每步浇灌50~60cm厚。为保证混凝土浇灌时不产生离析,混凝土由高处自由倾落,其落距不应超过2M,超过2M时用溜槽下落混凝土。
    采用插入式振捣器时,插入要迅速,拔出要缓慢,振动到表面泛浆无汽泡为止。插点间距应不大于50cm,严防漏振。结构断面较小,钢筋密集的部位严格分层浇灌、分层振捣。振捣和铺灰应选择对称施工,以防模板位移。浇灌面层时,须将混凝土表面找平,并抹压平整。混凝土振捣中所产生的泌水,根据浇筑顺序在适当部位留置集水坑,采用人工排除积水并补浇坑内混凝土。
2.2.4混凝土养护
    常温混凝土浇灌完成后10h内须覆盖浇水养护,养护时间为21d,底板浇筑后采用蓄水养护,墙体浇筑后不得过早拆模,拆模后覆盖草袋浇水养护,在养护期间每天保持混凝土呈湿润状态。
2.3地下室外墙单面支模
    由于设计要求地下室外墙为地下连续墙的内衬墙,两者必须很好结合在一起,地下室外墙厚300mm,外墙模板的支设必须采用单面支模法,最大支撑高度3.5m,为预防混凝土浇筑时模板胀模及上浮,采用Φ12mm@400止水螺栓焊接在地下连续墙钢筋上,另增加Φ48@1000的钢管斜支撑(见图5)。
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    具体施工方法:
    先在地下连续墙上用粉笔标出螺丝杆点,横向、竖向间距均为400mm,按螺杆点凿出地下连续墙钢筋,满足单面焊10d即可,然后焊接短钢筋头,短钢筋头以不超过外墙中心线为准,拉线焊接止水螺栓,要求止水螺栓的止水片横向、竖向均在墙体中心线面上,以确保墙浇筑后墙面垂直度、平整度在规范允许范围内。
2.4水平支护结构的爆破拆除
2.4.1设计情况
    由于本工程地下室超长,平面尺寸72.7*72.4m,超深,最深处达-16.35m,地下连续墙无法靠自身来确保安全稳定,周边建筑物均已完善,与本工程距离均在12m范围内,因此,设计选用钢筋混凝土环梁内支撑来确保地下连续墙支护安全稳定,混凝土支撑体系由支撑桩、格构立柱、钢筋混凝土环梁、墙体冠梁、墙侧腰梁、钢筋混凝土板组成,钢筋混凝土环梁梁高1m,梁宽2.5m,冠梁、腰梁梁高1m,梁宽800mm,板厚250mm,所有梁面均预留直径30mm塑料圆管纵横间距200,深度均在梁高1/3以下,用于爆破灌药用(水平支撑示意见图6)。
2.4.2拆除的前提条件
    (1)拆除方案的确定
    因本工程工期较紧,且需拆除的钢筋混凝土梁均梁大筋密,强度高,人工无法进行,且不安全,经多方研究决定,采用静电定向爆破拆除法进行。
    (2)前提条件
    当地下室底板混凝土强度达到设计强度的70%时方可拆除下层水平支撑;当地下二层楼面混凝土强度达到设计强度的70%时方可拆除上层水平支撑;最后拆除用于支撑刚性板带的组合钢柱(见图7)。
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2.4.3操作要点
    (1)清孔:将孔内的泥浆等杂质用端头带喷气的电动杆清出,并用塑料纸封好,以防泥浆掉入;
    (2)装药布线:将已准备好的炸药及电线的布入孔内,注意所有电线均串连着炸药,孔内药装好后需反复查两遍,以免出现哑炮;
    (3)复盖沙袋:上盖胶合模板、钢板,爆破部位混凝土上面侧露面均需遮实;
    (4)清场:将所有施工现场人员清出场外,靠近施工现场的路面设卡,在起爆时间内停止一切工作,再次检查是否有人;
    (5)起爆:按电动按钮,爆破成功。人工清理、拆除。
2.5劲性钢筋混凝土结构施工
2.5.1结构形式:内十字钢骨,外钢筋混凝土包裹(见图8)。
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2.5.2施工程序
    由于钢柱在制作、运输和安装过程中存在超长、超重等问题,决定采用分段制作,然后吊装拼接,将钢柱面分层次制作,对接,形成整体后扶直就位,施工中先将钢柱安装就位,然后进行钢筋绑扎及模板、混凝土施工。
2.5.3钢柱制作
    (1)工艺流程:
    钢板处理——校正——气割——钻孔——板面拼装——贴角焊——探伤——验收
    (2)型钢焊接
    分两部分焊接:第一部分工厂焊接成型,先制造两种尺寸的工字钢,将一工字钢从中间切开成两个T字钢,然后组对成 形钢柱。焊接采用自动埋弧焊,焊缝对称成型。
    第二部分现场安装焊接成型,人工焊接时必须采取对称焊接;找正复核后进行焊接,先翼缘板,使上下钢柱基本固定,此时拆卸联接板,对腹板进行焊接。为加强起见,再用联接板将上下两段钢柱焊接成整体。
2.5.4钢柱安装
    钢柱在基础部分总长度为14.10m,分三段:第一段1.75m(钢柱与30厚脚钢板已在厂家制作成一整体),第二段与第三段均为6.175m。
    吊装流程:钢柱运至现场→塔吊吊至柱点→找正固定→校核→塔吊钩松开→焊接→钢柱复检。
    (1)第一段钢柱根据现场柱网平面轴线位置确定,从两个方向(90度方向)找垂直度(吊线),保证钢柱的垂直轴线与平面轴线误差<3mm。
    (2)将第一段钢柱的30厚脚钢板就位到预埋螺栓Ф28上,找平后用螺帽固定。
    (3)钢柱固定后,灌预埋件下面M50微膨胀水泥砂浆。浇筑时采用一侧投料、振捣,使砂浆挤压至另一侧,直至砂浆注满从钢板留孔中冒出为止(见图9)。
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    (4)为便于每段钢柱安装时对中(即轴线)和固定,在钢柱上部增加4块联接板,吊装时基本对中后即可用联接板将上下两段柱临时固定,吊机即可松钩,减少占用吊机的时间。
2.5.5校验
    (1)找正,与找第一段钢柱一样对第二段柱进行找正,保证每段钢柱上下垂直度和轴线尺寸。
    (2)找正复核后进行焊接;
    (3)钢柱复检,全部12条钢柱(指每一层段的钢柱)对接焊缝焊完后进行现场探伤100%超声波探伤,探伤标准2级,再对钢柱的坐标位置和垂直度进行测量。
2.5.6劲性柱的钢筋混凝土施工
    (1)钢筋绑扎:按图纸设计要求,将劲性柱钢筋绑扎至梁底,劲性钢筋接长均采用套筒冷挤压连接,梁主筋从钢柱腹板穿孔通过(见图10),孔径及标高的控制对穿钢筋有很大影响。钢筋工程的施工工艺流程为:穿梁底筋(短钢筋过钢柱腹板下孔)→排布梁底筋→套筒冷挤压连接底筋(短筋与长筋)→搭梁上筋架→排布梁上筋→穿梁上筋(短钢筋过钢柱上腹板孔)→套筒冷挤压连接上筋(短筋与长筋)→套箍筋、绑扎、成型→拆架就位。
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    (2)模板安装:将对接螺栓插入劲性柱型钢钢身预留的螺栓孔内,然后用常规立柱模法支模加固、成型;
    (3)混凝土浇筑:浇筑混凝土时必须采取对称下料、对称振捣。
3 体会
    3.1对地下连续墙支撑采用静电起爆,上盖沙袋、胶合模板、钢板,混凝土上面侧露面均需遮实,是厚大钢筋混凝土梁定向拆除的关键,同时安全得到保证,对周边设施破坏性减少到最低限度。
    3.2劲性钢筋混凝土结合了钢结构和混凝土的双重优点,与钢结构相比,节省钢材,增强构件刚度,与钢筋混凝土相比,其截面减小,承载力提高,增大构件延性,是超高层建筑的较好选择。在施工中,应采取措施消除制作过程中产生的焊接残余变形和残余力,确保构件质量。
    3.3该工程通过对新技术的应用,降低了工程成本,加快了工程进度,保证了工程质量,被评为“深圳市优质样板工程”和“江苏省建筑业新技术应用示范工程”,取得了良好的经济效益和社会效益。

    作者简介:吴碧桥(1973-),男,江苏扬州人,江苏省华建建设股份有限公司深圳分公司技术质量处主任,深圳市红荔路7022号鲁班大厦写字楼16层518034,电话:0755-83549208 13509637159,E-mail:wubiqiao@163.com

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