基于沿海軟土地基超大承臺施工方案適用性比選研究

李建華 陳飛 湯亮 高全龍 張樂樂

【摘要】為解決沿海軟土地基超大承臺側(cè)模施工技術(shù)工序繁瑣、施工效率低及險系數(shù)大等問題，以珠海機場改擴建工程（一標段）—航站樓土建施工總承包項目為例，介紹一種可用于沿海軟土地基的超大承臺木模施工技術(shù)。原設(shè)計采用拉森鋼板樁作為主要支護結(jié)構(gòu)，鋼板樁6m～12m，咬合打入，采用直徑300mm，壁厚12mm的鋼管做內(nèi)支撐，H型鋼圍檁，內(nèi)側(cè)砌筑磚胎模，回填鋼板樁及磚胎模間隙。本工程用木模板、頂托、鋼管、木方、高強螺栓等可回收周轉(zhuǎn)建筑材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)工藝磚胎模，既符合綠色施工，又節(jié)約施工成本，增加效益。

【關(guān)鍵詞】木模板;磚胎模;效益;工期

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2022.08.064

引言：

磚胎模主要應(yīng)用于地下室基礎(chǔ)梁、承臺等側(cè)模不易拆除的地方，是建筑行業(yè)基礎(chǔ)階段承臺、集水井側(cè)模的首選方法，不乏有采用預制輕質(zhì)墻板為磚胎模的施工技術(shù)。目前國內(nèi)專家對基礎(chǔ)承臺的施工的技術(shù)也進行了深入研究及探討，其中陳炳旭在《下柱墩采用水泥條板代替磚胎模技術(shù)》中相較于磚胎模施工工藝，提出了水泥條板施工的新工藝;蔣志烽，殷鴻煒《預制磚胎模施工技術(shù)在工程施工中的應(yīng)用》中采用了用預制磚胎模工藝，提出了在施工過程中淤泥質(zhì)和積水處理問題。本文詳細介紹了一種基于沿海軟土地基的超大承臺木模施工技術(shù)，該技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的磚胎模，解決了淤泥質(zhì)黏土中施工難、周期長的問題。

1、工程概況

珠海機場改擴建航站樓工程位于廣東省珠海市金灣區(qū)，珠海機場航站區(qū)內(nèi)，總建筑面積約18.7萬㎡，由主樓、東指廊、西指廊、南指廊四部分組成，地下2層，局部地下3層，航站樓主樓地上4層，建筑高度40.25m。珠海機場改擴建航站樓工程基坑占地面積約為103000 m2，基坑深度6.00～19.10m。主樓、南指廊、東指廊、西指廊基礎(chǔ)形式主要為旋挖樁或預應(yīng)力管樁+承臺+筏板。主樓區(qū)域總承臺數(shù)量約為216個，南指廊承臺總數(shù)量約為196個，東指廊承臺總數(shù)量約為134個，西指廊承臺總數(shù)量約為112個，本工程承臺高度從1m～4.5m。

地勘報告揭露，本工程場地內(nèi)相對標高-0.5m及以上，地基土為素填土;相對標高-5.1～-9.4m范圍內(nèi)為粉質(zhì)黏土、礫砂、中粗砂、淤泥質(zhì)黏土;相對高度-10.0m及以下為粉質(zhì)黏土、礫砂、中粗砂、淤泥質(zhì)黏土、礫質(zhì)黏性土。由于淤泥和淤泥質(zhì)土壓縮性較高、強度低，地基沉降大，且多為不均勻沉降。

考慮到本工程樁承臺長寬高，工期緊，地下水位高，場地內(nèi)普遍為淤泥質(zhì)土的特點，若采用統(tǒng)一形式的承臺胎模不利于發(fā)揮各種形式承臺胎模的優(yōu)勢。因此，項目部從安全、質(zhì)量、成本、工效等多個維度進行對比分析，根據(jù)各種形式承臺胎模的優(yōu)勢，為不同長寬高尺寸承臺選擇經(jīng)濟技術(shù)性最佳的胎模體系。

2、灰砂磚磚胎模

灰砂磚規(guī)格為200mm×100mm，砌筑砂漿采用M5砂漿、Mu10磚砌筑。當承臺高度1200mm≥h≥1000mm時墻厚240mm，1800mm≥h>1200mm時墻厚370，h>1800mm時墻厚500mm;墻長超過3m必須在中部設(shè)置一道磚柱，磚柱為（墻厚+120） mm×（墻厚+120）mm。開挖承臺基坑時，承臺高度<1800mm時，按45°角放坡;承臺高度≥1800mm時，按30°角放坡。

采用灰砂磚作為基礎(chǔ)承臺胎模，主要施工工序為：開挖承臺基坑→澆筑承臺墊層→砌磚胎模→磚胎模抹灰→防水及保護層→磚模內(nèi)側(cè)對頂、加固→承臺磚胎模外側(cè)肥槽回填→綁扎承臺鋼筋→澆筑承臺混凝土。

可見，在土質(zhì)情況不好，且承臺高度較大的情況下，采用灰砂磚砌筑磚胎模耗用工時多，砌筑工程量大，相對工效低。本工程距離海岸線不足1000m地下水位較低，積水嚴重。本工程僅選擇承臺高度1800mm以下的選擇灰砂磚砌筑磚胎模。

3、ALC蒸壓加氣混凝土預制板

ALC蒸壓加氣混凝土預制板是常用的承臺磚胎模材料，材質(zhì)輕，便于人工搬運。ALC板規(guī)格一般為1200mm×2400mm×15mm，亦有其他多種規(guī)格可選擇，ALC板混凝土標號為C20，內(nèi)配Φ4@200鋼筋網(wǎng)片。當承臺高度<2000mm時，承臺基坑按45°角放坡，ALC板胎膜厚度為50mm;當承臺高度≥2m時，承臺基坑按30°角放坡，ALC板胎膜厚度為100mm。

采用ALC板作為基礎(chǔ)承臺胎模，其主要施工工序：開挖承臺基坑，45°放坡→澆筑承臺墊層→砌筑ALC板磚胎模→防水及保護層→磚模內(nèi)側(cè)對頂、加固→承臺磚胎模外側(cè)肥槽回填→綁扎承臺鋼筋→澆筑承臺混凝土。ALC蒸壓加氣混凝土預制板做磚胎膜可參考圖1所示。

ALC板板材規(guī)格大，整體性好，施工效率高，板材表面光滑，無需抹灰處理，可直接做防水基層，可以節(jié)省抹灰曬干所需時間，同時也節(jié)約了大量勞動力。本工程僅選擇承臺高度3000mm≥h>1800mm的選擇ALC蒸壓加氣混凝土預制板。

4、木模支撐設(shè)計方案

主樓區(qū)域樁承臺、集水井側(cè)模長寬多數(shù)為7750mmX7750mm，高度（不含筏板厚度）多數(shù)為3400mm，承臺數(shù)量大約14個。由于地質(zhì)條件較差，對于深度超過2.5m的坑中坑，本工程樁承臺坑中坑開挖區(qū)域從承臺外邊緣外擴1000mm，咬合打入長度12m拉森鋼板樁，采用直徑300mm壁厚12mm的鋼管做承臺基坑的內(nèi)支撐，H型鋼作圍檁。樁承臺采用15mm紅模板，混凝土澆筑高度為3600mm，采用分層澆筑，第一次澆筑2000mm、第二次澆筑1600mm。為配合承臺施工，采用承插型盤扣搭設(shè)臨時操作平臺進行鋼筋綁扎、模板安裝、鋼管橫桿。木模安裝示意圖可參見圖2所示。

其施工詳細工序：咬合打入拉森鋼板樁→土方開挖800mm深→安裝鋼圍檁和鋼管支撐→土方開挖至坑中坑底→基坑驗槽→澆筑承臺墊層→施工底部防水卷材→底部防水驗收→鋼筋綁扎→安裝模板及加固措施→模板及加固體系驗收→混凝土澆筑→拆模→施工外側(cè)防水→防水驗收→土方回填→拔出鋼板樁。搭設(shè)間距選型：承臺h≤600mm時雙鋼管@300，1200mm≥h≥600mm時雙鋼管@250，1800mm≥h>1200mm時雙鋼管@200，h>1800mm時雙鋼管@150，采用20mm的紅模板，木枋采用95mm厚度的。

第一次澆筑模板采用15mm厚木模板，次龍骨采用48mm*3.0mm單鋼管，間距250mm，主龍骨采用48*3.0雙鋼管，間距不等間距從低到高分別為100mm、300mm、300mm、300mm、300mm、300mm、300mm，對拉螺栓采用高強M16螺栓（承臺2.0m水平鋼筋網(wǎng)、承臺底筋、主龍骨四周端頭位置采用16鋼筋焊接對拉螺栓進行連接，其他螺栓（穿過承臺內(nèi)部）位置采用鋼管+頂托替換進行回頂，其中鋼管+頂托回頂措施采用鋼管立桿、橫桿進行固定，回頂確保穩(wěn)定性）水平間距等分959mm、豎直間距同主龍骨雙鋼管間距。木模施工現(xiàn)場運用可參見圖3所示。

5、經(jīng)濟與適用性

（1） 在軟土地基施工效率高。工期方面采用傳統(tǒng)磚胎模等待混凝土達到50%強度至少為4天，而木模不需要等待強度時間，對節(jié)約工期有利;木模施工速度比傳統(tǒng)磚胎模的施工速度加快了1.5倍，減少因地質(zhì)原因?qū)е率┕碗s、工期拖延;單位時間內(nèi)，使用木模與使用磚胎模的效率高出2/5，解決用工難用工貴的問題。（各種基礎(chǔ)承臺模板方案優(yōu)勢與劣勢如表1所示）

（2） 對比采用ALC蒸壓加氣混凝土預制板可以減少施工環(huán)節(jié)。施工采用木模工藝，在施工過程中可以不被淤泥質(zhì)和積水所困擾，相比于預制板減少了清理淤泥質(zhì)、積水和地下水的施工步驟。經(jīng)過施工采用ALC蒸壓加氣混凝土預制板，發(fā)現(xiàn)預制板的吸水性和易裂性，是增加了施工難度和多環(huán)節(jié)。

（3） 節(jié)約材料。木模替代一次性磚模，可以重復使用，不僅靈活方便，而且加快了施工速度。

結(jié)語：

本文詳細論述了基于沿海軟土地基超大承臺木模施工方法，并將木模施工與傳統(tǒng)的磚胎模和ALC蒸壓加氣混凝土預制板在沿海軟土地這施工條件下進行了對比論證。結(jié)果表明，在沿海軟土地基工程施工中采用木模具有極高的性價比，在工程上的應(yīng)用效果非常好，此工藝明顯降低了工程施工成本，省時又省力，對施工企業(yè)來講，極大地提升了經(jīng)濟效益。木模在工程應(yīng)用中有非常明顯的價值，在以后的建筑工程中值得大力推廣。

參考文獻：

[1]王志.預制磚胎模的工程應(yīng)用及分析[J].四川建材，2016，42（02）：251-252.

[2]陳炳旭，梅佩劍，李少華.下柱墩采用水泥條板代替磚胎模技術(shù)[J].中國建筑裝飾裝修，2021（03）：138-139.

[3]蔣志烽，殷鴻煒.預制磚胎模施工技術(shù)在工程施工中的應(yīng)用[J].散裝水泥，2020（06）：99-100.

基金項目：

中國建筑第二工程局有限公司科技資助計劃（24296D 20 0012）