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超厚基础底板内嵌混凝土支撑施工技术 Co n s t r u c t i o n T e c h n o l o g y f o r S u p e r T h i c k F o u n d a t i o n S l a b Emb e d d e d wi t h Co n c r e t e Su p po ~ 陈康 赵 兴波 赖文 胡 国民 上海市第一建筑有限公司 上海2 0 0 1 2 0 * 摘 要 ： 针对基础底板超厚的特点，以宁波环球航运广场工程为实例，介绍了一种在超厚底板 内嵌混凝土支撑的施工技 术，为底板施工提供了新的实践经验。经工程应用证明，该技术减少了一道混凝土支撑的拆除作业，确保了结构施工 质量 ，达到了简化施工工序、缩短工期、降低施工成本的目的，具有 良好的社会效益和经济效益，值得进一步推广和 应用 。 关键词： 超厚基础底板 混凝土支撑 内嵌工艺 无缝连接技术 施工控制 中图分类号： T U 7 5 3 ． 3 ／ 文献标识码 B 【 文章编号】 1 0 0 4 — 1 0 0 1 ( 2 0 1 2 ) 0 5 — 0 4 0 0 — 0 3 1 工程概况 宁波环球航运广场工程是宁波市在建的第一高楼。它 由 5 2层主 楼 、 4层 裙 房和 3层 地下室 组成 ，主 楼高 约 2 5 6 m ， 总建筑面积为 1 4 1 3 2 2 m ， 为超高层建筑( 图 1 ) 。 图 1 宁波环球航运广场效果 该工程基坑呈矩形 ， 尺寸为 I 1 0 mx8 O m， 基坑面积约 8 9 0 0 m 。地下室普遍挖深约 1 7 ． 4 5 m ～ 1 9 ． 4 5 m ， 局部深坑 挖 深 2 4 ． 3 m 。塔楼底板厚 5 ． 0 m ，南北裙 房区底板厚 为 3 ． O m 。工程基础为桩筏基础 ， 桩基为钻孔灌注桩。 基坑围护墙体采用厚 9 0 0 m m的地下连续墙 ，深度为 3 4 ． 5 m ～ 3 8 ． 5 m 。基坑支撑体系采用钢筋混凝土支撑。基坑 平面内采用对撑 、 角撑结合的形式， 对撑南北向布置。竖向 上海市 科技 人才计 划项 目( 编 号 ： 1 O QB 1 4 0 2 7 0 0) 作者简介： 陈康( 1 9 6 7 一 ) ， 男 ， 本科 ， 高级工程师， 公司副总经理。 作者地 址 E海市福 L L J 路 3 3号( 2 0 0 1 2 0 ) 。 收稿 日期 ：2 0 1 2 - 0 4 — 0 8 共设 4道支撑 ，支撑面相对标高分别为 一 4 ． 1 m 、 一 8 ． 9 m 、 一 1 3 ． 8 m和 一 1 8 ． 5 m 。 2 基础底板内嵌混凝土支撑施工工艺 该工程的第 4 道支撑顶面标高为 一 1 8 ． 5 m ，基础底板 顶标高为 一 1 5 ． 5 m ， 位于基础底板内。如果要使该道支撑位 于底板面以上， 需将其位置上调 ， 为了施工方便至少需调至 底 板 面 以上 5 0 0 m m处 。但 此 时支撑 面 距离 坑 底至 少 5 ． 5 m， 间距太大 ， 不利于基坑稳定。综合考虑各种 因素 ， 本 工程采用超厚基础底板内嵌混凝土支撑施工工艺。 该工艺最大特点是无需拆除最下面一道支撑 ， 而是使 其内嵌入基础底板 ，与底板共同作用，以达到简化施工工 序、 缩短工期、 降低施工成本的 目的。 另外 ， 支撑内嵌入底板 可减少底板现浇混凝土用量 ， 减少 了水化热总量， 有利于底 板中心温度的控制。超厚基础底板内嵌混凝土支撑施工顺 序为 ： 先完成地墙 、 土体加固及打桩等施工作业一基坑 自上 而下挖土至坑底 ， 每挖一层土施工一道水平支撑一最后一 层土开挖完成后 ， 进行防水、 垫层及基础底板等施 工， 最下 面一道支撑内嵌入底板一依次拆除底板面 以上的支撑 ， 施 工地下结构 ， 直至地下室完成( 图 2 ) 。 第2 童撑 鹪 3 i 皇 专栏 I’ 瓣 壹撂一 ‘ 灌 一 注 桩 图 2超 厚基础底 板内嵌 混凝 土支撑示意 3 混凝土支撑与底板无缝连接技术 超厚基础底板 内嵌混凝土支撑施工工艺对于控制基 坑变形的作用是显而易见的，且避免 了 1 道支撑的拆除与 清渣作业， 节省了材料 ， 加快了工期。但该工艺也存在基础 底板与围护结构之间竖向同步沉降、支撑与底板之间新老 混凝土结合和防水、 底板钢筋碰支撑、 混凝土浇筑等问题 ， 只有这些问题得到解决 ， 才能充分发挥该工艺的优势。 3 ． 1 混凝土支撑围檩节点处理 因本工程围护墙体只作为挡土和止水的临时结构 ， 与 基础底板之间相对脱离 ， 两者在竖向能相对 自由沉降 ， 故 当 支撑 内嵌入底板、 成为底板一部分并与底板共同作 用， 则要 求支撑与围护墙体 问在竖向也能相对 自由沉降。为达到此 要求， 需对最下面一道支撑围檩节点进行特殊处理 ， 在围檩 与围护结构间设置隔离层 ， 使两者相对脱离( 图 3 ) 。 图 3 支撑 围檩隔离层示意 3 ． 2支撑预留孔留设 若基坑支撑体系采用对撑、角撑结合的布置形式 ， 会 导致角撑部位 由于支撑密集 ，支撑下混凝土容易振捣不密 实的问题。为解决此问题 ， 需在支撑上预留 7 5 m m孔洞 ， 作 为混凝土振捣孔和透气孔 ， 预留孔间隔 1 ． 5 m ， 如图 4 所示。 图 4 支撑预 留孔示意 3 ． 3 材料选择及结合面处理 3 ． 3 ． 1 混 凝 土 级 配 为保证支撑与底板之间共同作用 ， 首先需从材料方面 进行考虑， 要求两者之间材料的物化性能一致 ， 能够协同作 用。 最佳选择是两者之间采用同种材料， 即最下面一道支撑 采用与底板相同标号、 相同配合 比的混凝土。 3 ． 3 ． 2 新 老混凝 土 结合 面处理 超厚基础底板内嵌混凝土支撑施工工艺存在新 、 老混 凝土结合面 ， 如果对此结合面不进行处理 ， 会出现底板与支 撑之间新、 老混凝土结合不紧密的情况 ， 从而导致底板与支 撑之间抗剪能力较差、 不能很好地共同作 用， 最终影响基础 底板的质量。 为解决此问题， 底板与支撑结合面节点处应采 用凿毛的方式进行处理 ： 在需内嵌入底板 的支撑做表面“ 剥 皮 ” 凿毛 ， 凿毛深度控制在 5 m m左右 ， 在支撑浇筑 1 2 h 后 即可进行 ： 在垫层施工后再进行支撑底部凿毛工作 ， 并将凿 下的碎块清除干净。 3 ． 4 支撑与基础底板防水措施 由于基础底板与内嵌的混凝土支撑之间存在新、 老混 凝土结合面 ， 在此结合面处容易形成地下水渗流路径 ， 可能 会导致底板渗水 ， 从而使钢筋锈蚀 ， 最终影响基础底板的质 量。因此， 底板与支撑间需设置防水节点 ， 确保底板 的防水 效 果。具体做 法为 ：在靠近围护结构的支撑端部预埋厚 4 m m的止水钢板 ， 为避免支撑钢筋碰止水钢板 ， 在需预埋 钢板的支撑部位设置一圈高 1 5 0 m m 、宽 2 0 0 m m的混凝土 突起 ： 在止水钢板外侧 的支撑上挖槽 ， 在槽里设遇水膨胀止 水条 ， 以进一步保证此处的防水效果( 图 5 ) 。 3 ． 5 支撑与基础底板钢筋连接措施 支撑内嵌入基础底板会阻碍底板钢筋的连接 ， 常规做 法是通过在支撑上植筋来解决此问题 ，但此做法施工工艺 繁琐、 影响工期， 且成本较大。我们建议采用预埋钢筋的方 式来解决钢筋连接问题。 为避免钢筋预埋 出现偏差， 在最下 面一道支撑内预埋钢筋时，除按照设计配筋要求准确定位 预埋钢筋外 ， 每个方 向多预埋 2 ~ 3 根钢筋 ， 以应对预埋偏 差和钢筋绑扎偏差导致 的钢筋错位。钢筋上的机械接头应 采取保护措施 ， 待与底板钢筋连接时方可撤除保护 ， 以免接 头损坏。 预埋钢筋的外露长度不宜过长 ， 否则极易在后续施 工中受到损坏 ； 也不宜过短， 不利于与后续钢筋的连接。另 外 ， 底板与支撑下 口的预留钢筋施工前 ， 应根据现场长度进 行加工， 以免发生钢筋长度不适合后续施工要求的情况。 支 撑预留插筋具体如图 6 所示。 图 5 支撑防水节点示意 图 6 支撑预 留插筋 示意 根据支撑在底板内的位置可知， 在底板 4 5 o斜坡过渡 区域内的支撑将会阻碍“ 爬坡 ” 钢筋以及与“ 爬坡 ” 钢筋垂直 的水平向钢筋通过。 故此处采用在支撑施工时预埋钢筋、 留 ( 下转第 4 0 5页) i ~ M r 第 3 4 卷第 5 期 f 4 0 1 隔水盖板。 开始灌注时，先配制一定量流动性好的水泥砂浆倾入 导管内隔水球以上空间， 并根据计算确定初灌量。 然后使水 泥砂浆和首批混凝土一起压住隔水球迅速落下。此时孔口 迅速返 出大量水( 或泥浆 ) ， 表 明隔水球、 水泥砂浆和混凝土 顺利到达孔底并上升，首批混凝土灌注完后即转入连续灌 注。 采用标准测锤定时测量混凝土面的上升情况 ，测 3 个 ～ 4个点 ， 取其平均值 ， 记入灌注记录表。 灌注过程中确保泥浆排放车辆的道路畅通及泥浆的及 时排放 。 保证混凝土的初凝时间不小于 1 6 h ， 防止灌注过程中 混凝土初凝 ， 确保混凝土的连续供应及混凝土的供应速度。 4 ． 3 ． 4 桩底 注浆 单桩压浆量不超过 8 0 0 0 L 。 浆液由水、 水泥 、 高效外加 剂等组成 ，水灰 比 0 ． 4 5 - 0 ． 6 。试配浆 液 比重 ： 1 7 k N l m 。 ～ 1 8 k N l m ，浆液初凝时间为 4 h - 5 h ， 7 d抗压强度 不小于 8 M P a ， 2 8 d抗压强度不小于 C 3 0 。 注浆管道与超声波管道结合 ， 采用内径 6 0 m m ， 无缝钢 管壁厚为 3 m m ， 每根桩为 4 根 。桩端注浆管比钢筋笼长出 2 0 c m 。 管道上留有注浆小孔 ， 小孔口径为 8 m m - 1 0 m m 。 并 用橡皮包裹， 铁丝扎紧， 防止杂质堵塞注浆孔。 通过注浆管依次循环压注 ， 每根管共循环 2 次。 达到下 述三者任一数值则表示本桩压浆全部结束 ： ( a )总压浆量达到 8 0 0 0 L ； ( b ) 所有管道压 力均达到 8 M P a ； ( c ) 桩体总上浮 l 5 m m 。 5 结语 在上海 中环线同向跨越真北路地道工程中，提 出了桩 基、 承 台 +桩 身一体化的设计和施工技术方案 ， 并引入大 直径钻孔灌注桩直接承受桥墩传来的竖向荷载 ， 不设承台， 避免了地道结构的破坏 ， 保证了真北路地道、 沪宁铁路的正 常交通 ， 取得 了良好的社会效益 ， 为上海市重点工程的顺利 推进起了一定作 用。 ( 上接第 4 0 1页) 置 I 级机械接头 ， 待 底板钢筋施工时， 再与底板钢筋连接。 考虑到钢筋在支撑 内斜 向预埋 ，因预埋位置不易确定而极 易出现偏差， 于是我们将底板 4 5 o斜坡过渡 区域由斜放坡 改为直放坡 ，以便在支撑内预埋钢筋时能准确定位预埋位 置 ， 见 图 7 。 钢筋 L 一 f I I ＼ 最 下 面 l 道 支 撑 ’ ‘I I ／ 担 底 层 钢 筋 图 7 底板斜放坡 改为直放坡示意 4工程应用效果 超厚基础底板内嵌混凝土支撑施工技术，在工期 、 成 本和安全方面都要优于常规底板施工技术 ， 但施工难度较 常规技术增加许多， 尤其是若干工序需要提前完成 ， 如底板 钢筋部分预埋在支撑内、 部分外墙插筋预 先插入支撑内、 预 先做好特殊节点处的防水处理等，对施工精度提 出了很高 的要求。 由于各项措施到位 、 施工方加强了现场测量和管理 人员，超厚基础底板内嵌混凝土支撑施工技术得以成功实 施 ， 取得 了如下效果 ： ( a ) 超厚基础底板 内嵌混凝土支撑施工技术 ， 使支撑 与底板共同作 用，有效减小 了围护墙体下部无支撑悬臂端 长度 ， 确保了基坑稳定 ， 而且避免 了 1 道支撑拆除作业 ， 节 约了材料， 加快了工期。 ( b ) 底板施 工过程 中， 第 4道支撑始终保 留 ， 对于基 坑变形控制起到了积极作用。另外 ， 节省了工期 1 8 d ， 大大 减少了基坑暴露时间， 与同类型深基坑项 目相比 ， 基坑变形 降低 了 1 0 ％ - 1 5 ％ 。 ( c ) 采用支撑与底板无缝连接技术 ， 解决了支撑与底 板之间新、 旧混凝土的结合问题， 并确保了新老混凝土能共 同作 用， 在结合面处没有裂缝出现。 ( d)采用混凝土支撑内嵌基础底板施工方法 ， 可减少 底板现浇混凝土用量 ， 有利于减少水化热总量 ， 降低底板中 心温度。 通过实时温度监测， 指导施工现场进行混凝土蓄热 保湿养护 ，把底板里表温差成功地控 制在限值 ( 2 5 c c) 以 内。 5结语 针对超厚基础底板 的特 点， 我们提 出了超厚基础底板 内嵌混凝土支撑施工技术 ， 并经过实际工程应用， 验证 了该 项技术的可行性。 相 比其他基础底板施工技术， 该技术更适 用于支撑位于底板 内的超厚基础底板工程 ，且减少了 1 道 混凝土支撑拆除作业 ， 工序简便 ， 经济性好。该施工技术在 施工工期要求短、经济性要求高的超厚基础底板工程中能 发挥良好的经济效益和社会效益， 值得进一步推广和应用。 蠢筑施工 第 3 4 卷 第 5 期