深基坑混凝土支撐腰梁和結構墻體二合一施工技術的應用

□文/王稹筠 張志威 吳天凱

1 工程概況

天津西站交通樞紐市政配套公用工程軌道交通地鐵4號線西站站明挖段B區為地下3層，基坑最深達到28.5 m。圍護結構為1 m厚地下連續墻，2道鋼筋混凝土支撐，4道鋼支撐，鋼支撐采用壁厚14 mm直徑609和800 mm的鋼支撐管件，在土壓力最大的-19 m的第5道支撐位置設置周圈1 500 mm×1 200 mm的混凝土腰梁和混凝土支撐梁。

混凝土腰梁全長151 m，緊貼地連墻設置，橫穿主體結構側墻，與1 m厚的外側墻結構位置沖突。此種情況下需將腰梁底部的側墻施工完畢后換撐，破除此臨時腰梁后再向上繼續施做側墻，工序較多，施工周期較長。

為了節省工期，加快施工進度，在深基坑腰梁施工前，策劃將臨時腰梁在保證腰梁設計和功能要求的同時，還滿足側墻設計要求，作為永久結構施工，使腰梁與側墻合二為一，即二合一的做法使得腰梁和該處側墻一次性施工，不但避免了拆除腰梁結構后施工側墻的工序，還縮短了工期。

2 施工難點

腰梁與側墻合二為一，一次性施工完畢，腰梁下部混凝土墻體單側支模逆做1 m厚側墻結構，施工起來難度非常大，同時腰梁寬度比側墻厚度大500 mm，使得下部側墻混凝土的澆筑更加困難。

腰梁設置在基坑19 m深處，正處于地質6層微承壓水范圍，給結構防水帶來更高的要求，腰梁與地連墻之間的防水處理、腰梁底部和下部側墻頂部的防水處理，是施工的重點和難點。

腰梁既要滿足基坑的支撐功能，又要滿足永久結構側墻的設計，使得此腰梁既有梁主筋和箍筋，又有墻體的豎向鋼筋和拉鉤密集，加上與原有地連墻預留相接鋼筋，鋼筋非常密集，使得鋼筋綁扎和預留工藝復雜。

3 腰梁下部側墻施工方案

由于混凝土腰梁的存在，使得腰梁以下的側墻在明挖基坑內需要逆作施工。腰梁下部側墻采用單側支模體系進行混凝土模板支設。腰梁寬度1.5 m，側墻寬1 m，既有0.5 m的腰梁懸于側墻模板外。側墻混凝土必須一次性澆筑至腰梁下并保證側墻混凝土與腰梁下部混凝土充分咬合。對于腰梁下部側墻混凝土的澆筑方案需要選擇優化。

1）方案1。根據蓋挖的施工經驗，在模板與上部結構保留一定距離不安裝模板。在此段距離內斜一定角度支設喇叭口。喇叭口上邊緣要高于要澆筑的墻頂標高30 cm，保證多澆筑的混凝土有足夠的壓力使下部接茬處混凝土密實。澆筑時振搗棒順著喇叭口垂直深入側墻內部，從下至上振搗。澆筑完畢后將喇叭口處多余的混凝土剔鑿，見圖1。

圖1 腰梁下側墻采用喇叭口形式澆筑

根據以往的施工經驗，采用喇叭口方式的施工缺點是材料損耗大，工序繁雜，后期修補麻煩且表觀質量不佳，在B區采用喇叭口的方案，喇叭口高度將達到1.2 m，混凝土損耗嚴重，后期破除時間長。

2）方案2。在腰梁施工過程中預埋供側墻混凝土澆筑的澆筑管。澆筑管為3 mm厚薄壁鋼管，長1.5 m，直徑0.2 m，在腰梁和側墻重合的位置每隔1.5 m安裝一個，見圖2。

圖2 腰梁內預埋澆筑管形式澆筑

側墻混凝土澆筑時，只需將混凝土泵管插入澆筑管內，混凝土隨澆筑管流入側墻內。用兩只振搗棒通過兩側的澆筑管進行墻內振搗。混凝土將澆筑管筑滿后使用振搗棒插入澆筑口，插入深度2 m上下振搗，保證接茬處混凝土密實。此方案的混凝土澆筑密實性好，節省工及相關工序和材料，模板拆除后即可進行下步工序。

根據對比，在如此緊張的工期壓力下，選用方案1即耗時又耗力且材料浪費嚴重。方案2施工速度快，澆筑效果好且不影響后序施工，此方法區別于往常的蓋挖側墻施工，有所創新，不但大大提高了施工速度，還可以有效地增收節支。因此選擇施工方案2在腰梁內預埋澆筑管進行本工程腰梁側墻二合一的施工。

4 施工流程

開挖至第5道混凝土支撐底標高→剔鑿腰梁位置地下連續墻并清理墻內接駁器→地下連續墻墻面涂刷水泥基滲透結晶→平整夯實腰梁下場地→開挖填砂槽→側墻插筋槽填砂子→在地下連續墻接駁器上連接腰梁鋼筋→綁扎腰梁→支撐鋼筋→在腰梁內插入側墻內皮水平筋→放線→在腰梁內插入側墻縱向主筋→在腰梁內埋設澆筑管→安裝腰梁→支撐模板→澆筑腰梁混凝土→腰梁及支撐上強度后開挖下部土方到基底→清理剔鑿腰梁下部砂土至露出混凝土施工面→在腰梁底部固定注漿管和遇水膨脹止水條→腰梁下部鋼筋綁扎→安裝側墻模板并封堵接茬處縫隙→使用在腰梁上預留的澆筑管澆筑下部側墻混凝土。

5 施工要點

5.1 墻面及基層處理

由于土方是分部開挖，當基坑局部開挖標高已達到腰梁位置且具備工作面時，便開始腰梁位置地下連續墻接駁器的清理。使用風鎬將地下連續墻墻面鑿毛并鑿出預留的接駁器。接駁器上下兩排，每個接駁器相距20 cm。遇到接駁器位置不符合腰梁位置的，須及時在地下連續墻上植筋。將墻面清理干凈，涂刷1.5 mm厚水泥基滲透結晶。夯實腰梁下土方并在側墻兩排縱向主筋的位置刨挖20 cm的溝槽，腰梁下部機構槽內回填中砂。

5.2 腰梁鋼筋綁扎

將腰梁鋼筋與地下連續墻接駁器連接并綁扎腰梁鋼筋。水平主筋按照從外到內的順序綁扎，同時將側墻內側水平筋提前綁扎，預留好澆筑管的位置。經過放線確定側墻輪廓線，然后根據定位線在腰梁上插入側墻縱向主筋。側墻縱向主筋上下兩端均套絲并配戴保護帽，插入下部回填中砂的溝槽，砂子可以保護鋼筋不受混凝土和濕土的污染并保持順直。側墻主筋插入完畢后焊接固定牢靠。

5.3 安裝澆筑管

鋼筋綁扎完畢后，將預先切割好的澆筑管在腰梁鋼筋上每隔1.5 m一個插入，插入下部土壤5 cm，上部露出腰梁頂20 cm并焊接固定。澆筑管采用直徑20 cm、壁厚3 mm的鋼管。

5.4 腰梁混凝土澆筑

澆筑管埋設完畢后便可進行后序腰梁的模板安裝和混凝土澆筑。在澆筑腰梁混凝土的時候要注意保護腰梁上部的側墻鋼筋不受污染，同時要采用廢木板將澆筑口蓋嚴，以免混凝土流入。澆筑后完成了混凝土支撐腰梁與結構側墻二合一施工，待腰梁和混凝土支撐達到設計強度后便可進行下部的土方開挖。

5.5 結構墻體施工

土方開挖完畢后，進行主體結構底板的施工。底板混凝土澆筑完畢后，將腰梁底部的殘留砂子清除并鑿毛處理，綁扎側墻的鋼筋。側墻鋼筋上部與之前預埋的側墻鋼筋通過正反絲口直螺紋套筒機械連接。在腰梁下側安裝遇水膨脹止水膠條和注漿管并涂刷水泥基滲透結晶。封模后，在模板與腰梁的接縫處采用泡沫條封堵嚴實。檢查合格后進行側墻混凝土澆筑。側墻混凝土澆筑時，將混凝土泵管插入澆筑管內，混凝土隨澆筑管流入側墻內。用兩只振搗棒通過兩側的澆筑管進行墻內振搗，同時使用振搗進行外振。混凝土將澆筑管筑滿后使用振搗棒插入澆筑口，插入深度2 m上下振搗，保證接茬處混凝土密實。

6 防水處理

為保證接茬處側墻結構防水性能良好，除加強在接茬處混凝土振搗保證混凝土密實外，還需在接茬處增加一些防水措施。側墻混凝土、腰梁混凝土采用強度等級C45、抗滲等級P10混凝土澆筑。將地下連續墻、腰梁上下面進行鑿毛處理，側墻防水卷材做到腰梁后，向腰梁水平方向平鋪至側墻鋼筋根部，用密封膏密封收邊并在拐角處雙層加強。在側墻位置處，腰梁上方預留中埋式注漿止水帶，腰梁下側安裝遇水膨脹止水膠條并在上下面涂刷水泥基滲透結晶。同時，在腰梁上下安裝注漿管，見圖3。后期如有滲漏，可采用納米水泥通過注漿管進行注漿堵漏。

圖3 混凝土支撐腰梁與結構側墻二合一防水措施

7 總結

天津西站交通樞紐配套市政公用工程土建一標段地鐵4號線西站站B區深基坑采用混凝土支撐腰梁和結構墻體二合一做法，充分解決了復雜支撐體系中腰梁施工與主體結構側墻施工的矛盾。“二合一”的做法大大節省了破除臨時腰梁的費用，使主體結構施工不受拆除圍護結構的制約，很有效地縮減了施工工期。此外“二合一”墻體節點處防水的處理，消除了結構后期接茬處滲漏水的隱患，大大提高了側墻的施工質量，施工效果良好。“二合一”的做法是二次設計的創新亮點，有別于傳統的支撐與結構矛盾的處理做法，顯著地提高了施工速度，技術含量高，有效地節省開支，適用于深基坑設置腰梁的情況，在質量要求高，工期緊的工程值得推廣實施，有較高地推廣意義。