淺談階梯式地形建筑施工技術(shù)

文/李威震、湯仁軍 中建建筑第二工程局有限公司華南公司 廣東深圳 51800

1、階梯式地形的選用

在各個地區(qū)的城市建筑中，一些建筑選址位于山地，為適應(yīng)當(dāng)?shù)氐匦蔚孛蔡卣鳎瑫x擇將山地分成若干臺階，建筑群呈階梯式延伸，即保留了原始地貌特征，同時也減少了土石方的工作量，是一直較好的設(shè)計方案。但此種階梯式設(shè)計方案會給施工場地的平面布置、施工期間場內(nèi)排水系統(tǒng)布置、建筑物的基礎(chǔ)施工等帶來不可避免地困難。

2、施工重難點分析

2.1 土方開挖及施工現(xiàn)場平面布置

若施工工期允許，土方開挖宜采用由上至下的施工順序開挖，根據(jù)各臺地的標(biāo)高分別為一個分區(qū)。各不同標(biāo)高臺地之間形成的邊坡，可根據(jù)邊坡設(shè)計圖紙邊開挖邊進(jìn)行邊坡支護(hù)施工。采用由上至下的順序進(jìn)行土方開挖具有以下優(yōu)點：

（1）可避免臺階交接位置因上部臺階土方未開挖至設(shè)計標(biāo)高而形成過高的臨時邊坡；

（2）上部臺階開挖完成后，可在開挖下部臺階上邊開挖邊進(jìn)行支護(hù)施工；

（3）在階梯兩側(cè)沿階梯延伸方向形成滿足坡度要求的行車坡道，并與最低及最高兩個臺地相連形成環(huán)形通道；

（4）待地下室完成施工后，需在地下室頂板上布置道路時充分利用正式消防車道，提高道路運輸能力。

2.1.1 材料加工場及堆場布置

加工場及材料堆場布置應(yīng)遵循如下原則：

（1）每個臺地需單獨配置加工場及堆場，且加工及堆載能力應(yīng)可滿足該臺地及相鄰臺地中最大施工需求，因為階梯式臺地施工時可能會出現(xiàn)利用相鄰臺地堆場及加工場進(jìn)行施工以避免因加工廠及堆場侵占施工場地而預(yù)留后做結(jié)構(gòu)；

（2）加工場及堆場應(yīng)根據(jù)施工階段動態(tài)調(diào)整，但應(yīng)根據(jù)施工順序提前規(guī)劃，盡量少對加工場及堆場進(jìn)行搬移；

不同臺地間交錯使用鋼筋加工廠時需塔吊進(jìn)行配合，因此加工場及堆場布置時應(yīng)考慮塔吊覆蓋范圍及配合能力。

2.1.2 塔吊布置

階梯式地形施工現(xiàn)場塔吊布置除按照常規(guī)塔吊布置考慮各種因素外，還應(yīng)該特別重視塔吊基礎(chǔ)因地形原因而存在的較大高差問題。進(jìn)行塔吊選型及施工現(xiàn)場定位時應(yīng)注意低處臺地塔吊與高處臺地的塔吊及主體結(jié)構(gòu)間的高度沖突問題。

2.2 施工現(xiàn)場排水系統(tǒng)

階梯式施工場地可充分利用場地的天然坡度規(guī)劃排水系統(tǒng)，場內(nèi)可沿臺地兩側(cè)道路邊緣隨道路坡度設(shè)置排水明溝，各臺地范圍內(nèi)排水可沿臺地內(nèi)臨時道路設(shè)置排水溝或在每個臺地邊緣設(shè)置截水溝，匯入臺地兩側(cè)排水溝統(tǒng)一處理后二次利用或排放。

2.3 基礎(chǔ)階段施工

2.3.1 基礎(chǔ)施工段劃分及施工流程

階梯式地形中基礎(chǔ)施工，宜按照每個臺階劃分為一個施工區(qū)段，待土方開挖完成后按照從最下面臺階向上逐級推進(jìn)的順序進(jìn)行施工。待相鄰較低臺階結(jié)構(gòu)施工至較高臺階基礎(chǔ)標(biāo)高時即可施工較高臺階基礎(chǔ)，從而和低臺階結(jié)構(gòu)相連形成整體結(jié)構(gòu)。

2.3.2 臺階交接處基礎(chǔ)施工

臺階交接處上下臺地的結(jié)構(gòu)相連部分的施工是階梯式地形施工的重點也是整個施工過程中不可避免的難點。主要會出現(xiàn)一下兩種形式：

（1）臺階相接處的邊坡為臨時邊坡，下部臺地結(jié)構(gòu)剪力墻兼擋土墻，待結(jié)構(gòu)施工完成后邊坡需做回填。如遇到此種情況，須將下部臺地結(jié)構(gòu)先施工，待下部結(jié)構(gòu)施工至超出上部臺地結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)標(biāo)高或與之持平后，將邊坡按照設(shè)計要求回填，待回填區(qū)域達(dá)到施工條件和再進(jìn)行上部臺地結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的施工。

（2）臺階相接處的邊坡為永久邊坡，待結(jié)構(gòu)施工完成后邊坡無需做回填。如遇到此種情況，可現(xiàn)施工下部結(jié)構(gòu)，也可以通過搭設(shè)臨時支撐體系將上部臺地結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與下部臺地結(jié)構(gòu)進(jìn)行同時施工。

3、工程應(yīng)用實例

3.1 工程概況

某住宅小區(qū)建設(shè)工程位于貴州省某市，該工程共包含7棟高層塔樓及覆蓋整個場地的附屬地下室。根據(jù)場地周邊地質(zhì)調(diào)查，場地原始地形呈緩坡，地面標(biāo)高為1222.12～1239.91，相對高差17.79m。

本工程設(shè)計方案充分保留了該地塊的南高北低地形特征，通過合理分析原始地形特征，把山地分成若干臺級，建筑分置于臺級內(nèi)，保持建設(shè)完成后地貌與周邊地貌相協(xié)調(diào)，充分保留用地原有特性。

3.2 總平面策劃

根據(jù)建設(shè)單位提供的設(shè)計文件，該工程場地共分為四個臺地，各臺地間最小高差1米，最大高差達(dá)到6.9米。各臺地間邊坡為臨時邊坡，地下室外墻兼做擋土墻。

根據(jù)場地地形地勢及結(jié)構(gòu)設(shè)計情況，結(jié)合總平面布置原則，在滿足現(xiàn)場施工、運輸需求的情況下，力求做到減少工作量，節(jié)約施工成本，保證場地內(nèi)不受當(dāng)?shù)匮雌谟绊憽?/p>

3.2.1 場內(nèi)道路及排水布置

（1）土方開挖階段道路布置

土方開挖施工階段現(xiàn)場設(shè)置兩個進(jìn)出場大門，場區(qū)西側(cè)為1#大門，大門位置設(shè)洗車槽，主要為土方車出入通道，場區(qū)東側(cè)為2#門，由于東側(cè)毗鄰安置小區(qū)，無車輛出入條件，因此2#大門設(shè)置門禁系統(tǒng)，主要為人員進(jìn)出大門。

場區(qū)內(nèi)根據(jù)各個臺地劃分土方作業(yè)段，每個臺地設(shè)置單獨的出土道路，各臺地運土車匯于西側(cè)主道路后經(jīng)1#大門出場。東側(cè)硬化道路主要用于工人及管理人員經(jīng)1#大門進(jìn)出場。

3.2.2 臺地間臨時邊坡

本工程各臺地間的邊坡均為臨時邊坡，邊坡支護(hù)形式為噴錨支護(hù)，土方開挖時插入邊坡支護(hù)工程。在地下室擋墻施工完成后將邊坡按設(shè)計要求進(jìn)行回填。

3.3 基礎(chǔ)及地下室施工

3.3.1 基礎(chǔ)及地下室設(shè)計概況

該工程基礎(chǔ)形式為人工挖孔樁，臺地之間邊坡為臨時邊坡，地下室外墻兼做擋土墻。高低臺地間的地下室結(jié)構(gòu)多為相互相連的結(jié)構(gòu)。

3.3.2 臺地間連接處基礎(chǔ)及地下室結(jié)構(gòu)施工工藝

由于該工程部分相鄰臺地間高差較大，臺地間相接部分結(jié)構(gòu)施工無法遵循常規(guī)施工工藝，因此該工程地下室施工順序為從低臺地向高臺地逐級進(jìn)行施工。

臺地間邊坡支護(hù)施工時提前預(yù)留低臺地結(jié)構(gòu)施工工作面，邊坡上的孔樁通過向上支模的方式澆筑至設(shè)計標(biāo)高，待低臺地上的地下室施工至一定標(biāo)高，進(jìn)行邊坡回填，待回填區(qū)域達(dá)到設(shè)計要求后在回填區(qū)域施工高臺地承臺及底板結(jié)構(gòu)，并與低臺地結(jié)構(gòu)預(yù)留鋼筋相連，以保證施工質(zhì)量。

結(jié)語：

階梯式地形建筑充分結(jié)合了工程所在地的地形特點，大大減少了土方作業(yè)量，同時，達(dá)到了人類建筑與自然環(huán)境的相互協(xié)調(diào)。但施工過程中往往會遇到比普通建筑更多的施工難點，特別在總平面布置及邊坡處結(jié)構(gòu)的施工工藝方面會較大的困難，這是對工程參建各方的考驗，只有參建各方在開工前根據(jù)工程特征具體分析、提前策劃才能在遇到難點時從容應(yīng)對。