超深超厚大型砼箱筏基礎施工重點技術措施及質量控制探討

馬存林

（云南工程建設總承包公司，云南 昆明 650011）

超深超厚大型砼箱筏基礎施工重點技術措施及質量控制探討

馬存林

（云南工程建設總承包公司，云南 昆明 650011）

超深超厚砼箱(筏)基施工的重點從土方支護、粗鋼筋連接及上下層鋼筋支撐、施工縫防水、后澆帶留設等方面，通過工程實踐總結施工中采取的相應技術措施，并通過工程實列證明其措施的有效性，并分析上部施工速度與砼箱（筏）基縱向彎曲裂縫產生的原因及其預防措施。

超深超厚砼箱(筏)基施工重點 措施 質量控制

隨著國民經濟的高速發展，新昆明、呈貢新區建設的不斷推進，軌道交通、環湖截污涵、昆百呈貢新都匯、上海東盟大廈、實力心城、南亞第一城、新都昌廣場、昆明明珠廣場、中國移動云南公司呈貢通信生產樓等大批大型地下市政基礎設施、超高層建筑（高度100～320米）涌現出來，這些地下構筑物和超高層建筑設計均采用砼箱(筏)基礎，基礎埋深5～24米、筏板厚2.0m～9.6m，萬丈高樓平地起，地下室砼箱(筏)基礎施工中的工程質量、安全保證必須成為工程項目施工中的重中之重。本人從2007年-2008年，2012年-2014年擔任云南省中醫學院教學樓群、中國移動云南公司呈貢通信生產樓項目經理，通過對這兩個項目的全程組織編制施工組織設計、專項方案及實施，并對呈貢大型項目的參觀學習，總結出超深超厚砼箱(筏)基礎工程施工的如下重點和難點：深基坑支護結構方式適用性、粗鋼筋連接及上下層鋼筋支撐、后澆帶留設、上部施工速度與砼箱（筏）基縱向彎曲裂縫產生的原因及其預防措施等；對以上施工重點、難點采取什么樣技術和質量措施提出探討，并通過工程實例來證明其措施的有效性及所取得的良好效果。

1昆明呈貢新區砼箱筏深基坑支護結構方式適用性及技術措施

呈貢近年來深基坑較多，埋深5～24米，其地質特點為雜土層厚1～2米；典型沖積湖堆積粘（粉質）土黃、褐色微膨脹性層厚2～8米；砂礫層2～3米；泥碳（草霉層）流塑狀夾層厚1～3米，埋深5～8米；強風化泥巖；中風化砂巖；彩云路以東半山坡丘陵局部卡斯特地質多溶洞；地下水：沖積湖盆地地下水位較高（0.5～1米）涌水量大，遍布大量暗河；山坡丘陵地下水位較低。深基坑支護是指深度超過5米，保護周邊建、構筑物、地下管網，給基礎施工人員提供安全保障的臨時支護結構；支護是否安全可靠、是否經濟、是否利于快速施工，支護結構設計選型是關鍵。

1.1 噴錨支護結構選擇和適用性

噴錨支護施工便捷快速、工藝成熟、較經濟，多用于5～8米深、地質土層較好、地下水位較低、無泥碳（草霉）夾層、砂礫層等不良地質，對于透水性較好的土質，如圓礫層、粉砂層等則應考慮先做深攪止水帷幕，在進行噴錨支護。極限性：對于基坑深超過8米，有泥碳（草霉）夾層、砂礫層等不良地質，地下涌水量較大，周邊建、構筑物、地下管網較近環境禁用，成功案例：呈貢呈達玻璃廠保障性住房7米基坑、中國移動云南分公司呈貢通信營生產樓8米基坑，無不良地質，地下水位較低，采用噴錨支護較成功。失敗案例：呈貢中置信廣場工程局部噴錨支護深7～12米，呈貢大成金融大廈工程局部噴錨支護深7～12米，支護5～7米深度揭示有泥碳（草霉層）不良地質夾層，且地下水位較高，涌水量豐富，采用噴錨支護，由于打入泥碳（草霉層）不良土層錨桿失效造成基坑坍塌，雖未造成人員傷亡，但經濟損失較大，工期延誤。

1.2 SMW工法支護結構選擇和適用性

SMW工法是采用高壓旋噴或是深攪加芯樁的一種支護結構，成樁直徑800～1200mm，芯筋骨采用工字鋼或是焊接H型鋼，型鋼截面根據支護深度不同、荷載大小確定，一般選用200mm～600mm，適用于地下水豐富的軟弱地質，芯筋骨在基坑回填后可回收，最大懸臂高度5米，超過5米深度采用鋼筋砼梁或鋼管內支撐，最大適用深度15米；超深芯筋骨截面積增大且回收困難不經濟，內支撐道數多不利于土方開挖，影響施工進度。成功案例：環湖截污涵工程，典型軟弱地質，箱涵截面4000×4500mm，基坑深9～14米，采用SMW工法（600mm工字鋼加芯，加冠梁、加鋼筋砼內支撐6米間距）支護，開挖后基坑穩定，基底干燥止水效果良好。

1.3 鋼筋砼樁索錨支護結構選擇和適用性

鋼筋砼樁索錨支護，樁徑采用800～1200mm，成孔方式采用鉆孔灌注、人工挖孔、旋挖成孔等工藝，加冠梁、腰梁，打設土體錨，施加預應力靠坑外土體錨固力實現的一種支護結構；錨桿鎖定力可根據試驗確定。適用范圍：地質土層較好、地下水位較低、無泥碳（草霉）夾層、砂礫層等不良地質，周邊建、構筑物、地下管網在錨桿以外的，基坑深度在20米以內的適用；對于透水性較好的土質，如圓礫層、粉砂層等則應考慮先做深攪止水帷幕可用，反之禁用。采用鋼筋砼樁索錨支護結構優點：15米～20米深度基坑可靠，不用內支撐有利于土方開挖和地下結構施工。缺點：當深度超過20米，周邊建、構筑物、地下管網較近，有泥碳（草霉）夾層不良土質，地下室結構施工過長經過多個旱、雨季交替的，易引起錨索失效，支護變形過大（超規范預警值30mm），由于錨固土體破壞給加固工作帶來相當大困難。成功案例：呈貢區域內采用鋼筋砼樁索錨支護結構工程較多，深度20米以內的工程昆百呈貢新都匯、上海東盟大廈、實力心城、南亞第一城、新都昌廣場支護穩定、變形10～25mm未超預警值，目前除南亞第一城還未進行土方回填外，其他項目已經回填完。失敗案例：呈貢大成金融大廈工程東、北側基坑深7～12米采用噴錨支護；南、西側（距彩云路下輕軌盾構體38.9米）基坑深15～20米采用鋼筋砼樁索錨支護結構，由于不良地質[支護5～7米深度揭示有泥碳（草霉層）夾層]，過度抽排地下水且不反補水，基坑超挖深（原支護設計最大開挖深度為20米，南、西側大面超挖2米、局部超挖3米），時逢雨季（7月份），開挖速度過快等原因，造成東、北側噴錨支護坍塌，南、西側鋼筋砼樁索錨支護結構變形過大（最大變形90mm)，彩云路下輕軌盾構體局部三環變形開裂，經濟損失慘重。

1.4 地下連續墻內支撐支護結構選擇和適用性

城市施工環境條件下最優首選支護結構，除弱風化以上巖層以外的任何不良地質均適用，特別是周邊有重要建、構筑物，地下管網較近更應采用該支護結構。地下連續墻內支撐支護結構安全可靠性高、可進行超深支護，變形小，止水效果顯著，支撐可根據內力變化增加，易加固。缺點：施工周期長，土方開挖難度大，對地下結構施工有一定影響。比較成功案例是昆明軌道交通1#線呈貢段明挖地下車站，基坑最深28米，開挖后監測顯示最大變形量5～10mm ，基底干燥止水效果顯著。

2超厚砼箱（筏）粗鋼筋連接及上下層鋼筋支撐技術措施

箱(筏)基底板一般配筋較大（Φ20～Φ40），強度較高400MPa～500MPa板厚2m～9.5m（核心筒局部），板上層筋四層；粗鋼筋的可靠快速連接和上層穩定支撐方法的選擇，將直接影響施工質量及施工速度。

2.1 粗、高強鋼筋接頭

直徑≥Φ20、強度大于400MPa的鋼筋接頭優先采用錐螺紋、直螺紋連接、冷擠壓機械連接等方法。淘汰熱作接頭。

2.2 上下層鋼筋支撐

(1)根據不同的底板厚度，對于1m至3m以內的底板，鋼筋綁扎前先設置鋼筋支撐，按縱橫向1.5m間距設置，支撐鋼筋頂部位置設置通長鋼筋，作為底板上層鋼筋支撐，該通長鋼筋直徑為Φ28，鋼筋支撐如下圖所示：

(2)對于厚度大于3m底板，根據筏板厚度須采用工字鋼做鋼筋支架系統，經驗算，筏板厚度為3m至5m底板采用10號工字鋼，5m至7m底板采用14號工字鋼，7m至10m底板采用16號工字鋼，縱橫向間距均為2m。為了防止工字鋼失穩，工字鋼底加焊一塊300×300×10鋼板，工字鋼中間根據底板厚度加設1～3道Φ25鋼筋斜撐，支撐鋼筋如下圖所示：

3基礎后澆帶留設施工難點采取技術改進措施

3.1 施工難點

(1)現在超厚、大面積砼箱（筏）基礎層出不窮，留設結構變形縫設計多采用后澆帶。

(2)后澆帶留設高度隨筏板厚不同而不同，一般為0.6m～4.5m，筏板鋼筋較密給后澆帶留設施工帶來很大難度。

(3)通常留設方式采用木模，但木模加固支撐較團難，砼澆灌后脹模多，打鑿清理后澆帶工作量大。若采用插木條、插鋼筋、用鐵絲網片隔設等，砼澆灌漏漿嚴重，打鑿清理費工、費時，且不能保證質量。

3.2 后澆帶留設采取技術改進措施針對以上難點，采用后澆帶預制鋼筋網成品模板技術措施能有效解決問題：(1)該模板以廢舊短鋼筋及鋼板止水帶為骨架，再將密目鋼絲網片綁扎固定在其上，在場外加工好。鋼筋可充分利用廢舊短鋼筋，節約成本。

(2)按設計要求大樣制作成凹槽形狀，使新老混凝土緊密結合，達到良好的泌水效果，對后澆帶部位滲水的隱患起到很好的約束作用，杜絕了傳統施工技術鋼板止水帶位置及凹槽不準確的質量通病。

(3)基礎墊層澆筑時，后澆帶部位墊層比其余部位低50mm左右，預留凹槽，以防止少量混凝土漿流入后包裹鋼筋，杜絕傳統施工工藝封閉后澆帶時需大量人工清除混凝土漿的弊病。

(4)基礎墊層澆筑后，提前將模板安裝就位，簡單快捷，技術要求及勞動強度低，普通工人即可加工和安裝，鋼筋安裝時將鋼筋從鋼絲網中穿過，但需提前根據鋼筋規格引孔，避免工人隨意亂穿鋼筋，使縫隙加大，占用時間少，縮短基礎施工時間。

(5)模板整體加工，成型尺寸準確，整體安裝，縫隙嚴密，不易漏混凝土，模板牢固不會崩模，整體質量好。

(6)混凝土澆筑后，模板不需拆除，減少施工工序。(7)提高工效，縮短工期，節約成本。

3.3 后澆帶砼施工

(1)施工中必須保證后澆帶兩側混凝土澆筑質量，防止漏漿，或混凝土疏松。后澆帶兩側應采用鋼筋支架鋼絲網隔斷，并由結構設計人員確定兩側斷面形式，當地下室有防水要求時，地下室后澆帶不宜留成直槎。施工單位應指派專人負責保持后澆帶內的清潔，防止后澆帶內的鋼筋銹蝕，或鋼筋被壓彎、踩彎。在封閉施工后澆帶之前，應將后澆帶內的雜物清理干凈，做好鋼筋的除銹工作，并將兩側混凝土鑿毛，涂刷界面劑，后澆帶混凝土應比兩側混凝土強度等級增大一級，并且采用摻加了微膨脹劑的補償收縮混凝土澆筑。后澆帶混凝土澆筑時，宜控制其環境溫度低于兩側混凝土澆筑時的環境溫度，并應有專人負責。后澆帶混凝土澆筑完畢后，應注意做好養護工作。

(2)施工后澆帶的封閉時間，一般來講，對于收縮后澆帶，不宜少于兩個月，通常認為這時候混凝土的收縮變形已經完成60%以上；對于沉降后澆帶，應等高層建筑主體結構封頂后再澆筑后澆帶混凝土，即要求高層建筑先施工、先沉降，以釋放一部分高層與裙房之間的差異沉降；或者根據沉降觀測，當高層建筑結構施工到一定高度時，若高層建筑的沉降量較小，預估高層與裙房之間產生的差異沉降量處在控制范圍之內時，亦可以提前澆筑后澆帶混凝土。

(3)在封閉后澆帶之前，應注意后澆帶附近一定范圍內不應允許施工堆放材料，限制施工荷載，并做好后澆帶兩側的臨時支護。特別是目前很多工程中，施工采用快拆體系的模板，這時候更要注意后澆帶附近的支護質量，防止在拆除模板過程中，由于支撐松動、移位等造成結構開裂。

4施工縫防水措施

(1)施工縫是地下工程防水最薄弱的地方，且施工中不可避免的產生施工縫，那么盡可能減少施工縫的出現，施工中采取相應措施能夠減少施工縫的數量。施工縫的防水處理是解決地下工程防水的重要環節。

(2)施工縫的防水問題，在必不可少的施工縫上，應用傳統的鋼板止水帶進行施工，能夠取得良好的效果。近年來推廣使用的膨脹橡膠止水帶使用效果也很好。

(3)應該指出，鋼板止水帶的方法，必須出現吊模。吊模下角如何保證混凝土質量是地下工程防水的重要環節。吊模下角是混凝土最難保證其質量的地方，稍有不慎，總會造成露筋滲漏砼疏松等質量事故。施工中應控制好澆筑吊模砼的節奏，澆得過早，砼易出現從吊模底部溢出，澆得過晚，便容易產生冷縫。一般采取先將砼澆筑至吊模的下口，待其初凝后，初凝前進行吊模內砼澆筑，澆筑后嚴禁再次擾動，確保混凝土密實度而又不產生其它質量問題。

5箱(筏)基縱向彎曲裂縫的產生及控制

無論是箱基、筏基的施工質量已經按優良標準組織實施完畢，并取得優良效果，要確保箱(筏)基的工程質量，還與上部結構施工的速度有直接關系，上部工程加荷過快，箱(筏)基礎一、二層砼尚未達到齡期，整體剛度較差，上部荷載又相對較大，在這樣的情況下，箱(筏)基容易沿短邊方向產生縱向彎曲裂縫。裂縫呈上寬下窄，一般出現在柱距跨中1/3范圍內，特別是筏基，相對剛度較弱，更容易出現縱向彎曲裂縫，對箱(筏)基結構帶來一定影響，直接造成地下室滲漏。因此，在箱(筏)基施工完畢后，應嚴格控制上部施工速度，待上部一、二層砼達設計強度70%，方可組織上部結構的快速施工。

6結束語

深基坑支護應以安全可靠為第一要素，其次考慮經濟成本和施工速度；并結合工程自身特點、不同地域、不同地質水文情況及周邊環境因素，選用相適用支護結構、并嚴格按設計施工、嚴禁超挖等是基坑支護成敗關鍵；粗鋼筋連接及支撐方式有效快束；施工縫防水、縱向彎曲裂縫質量控制好壞直接影響到結構安全和今后使用功能；后澆帶整體式成品模板施工技術干凈整齊效果顯著，具有很好推廣示范作用。

[1]楊宗放.建筑施工手冊 [M]，北京：中國建筑工業出版社，1997： 365-369.

[2]徐帆.建筑施工手冊[M]，北京：中國建筑工業出版社，1997：468.

[3]江正榮.建筑施工手冊 [M]，北京：中國建筑工業出版社，1997：343-346.

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1007-6344（2015）05-0349-02