“先封頂,后結底”全逆作法深基坑鋼筋安裝工程施工技術

摘" 要：上下同步全逆作法因施工臨時占地少、環境污染小、工期節省等優點在城市中心區開發中被廣泛使用，其中的鋼筋安裝工程是超深、超大地下室逆作的重難點。為解決超深基坑上下同步逆作鋼筋工程中鋼筋吊運方式、后置構件和梁板結構鋼筋安裝問題，提出“吊物孔+塔吊、電動葫蘆多種吊運方式+后置構件鋼筋懸掛安裝+梁柱接頭鋼環板節點做法+梁柱接頭環梁節點做法+型鋼混凝土組合結構躍層施工梁柱節點做法”的逆作鋼筋工程施工工藝，有效解決施工中垂直運輸、水平運輸、質量檢查與模板工程工序搭接等問題，同時提高施工質量，加快施工進度。

關鍵詞：鋼筋工程;逆作法;深基坑;鋼環板;鋼環梁

中圖分類號：TU43" " " "文獻標識碼：A" " " " " 文章編號：2095-2945（2023）18-0181-04

Abstract： The synchronous total reverse construction method is widely used in the development of urban central area because of its advantages such as less temporary construction area， less environmental pollution and time saving， in which the installation of steel bar is an important and difficult point in the reverse construction of super-deep and super-large basement. In order to solve the problems of steel bar hoisting mode， post-member and beam-slab structure steel bar installation in the synchronous top-down reinforcement engineering of ultra-deep foundation pit， this paper puts forward the reverse reinforcement construction technology of \"hanging hole + tower crane， electric hoist + steel bar suspension installation of rear member + steel-column joint steel ring plate joint method + beam-column joint ring beam joint method + beam-column joint ring beam joint method + beam-column joint construction method of steel reinforced concrete composite structure\". The problems of vertical transportation， horizontal transportation， quality inspection and overlap of formwork procedures in construction are effectively solved， and the construction quality is improved and the construction progress is accelerated.

Keywords： reinforcement engineering; reverse method; deep foundation pit; steel ring plate; steel ring beam

隨著城市的不斷發展，城市施工用地愈加緊張，環保要求愈加嚴格，工期要求更多樣化，使得城市中心項目開發建設面臨更為復雜的需求，上下同步全逆作法技術為滿足這些需求提供了新的技術手段。在超深基坑上下同步全逆作法施工中，鋼筋工程是其重難點，需解決以下2個問題：一是鋼筋吊運方式;二是后置構件和梁板結構鋼筋安裝工藝。

先后有不同的學者對此問題進行了研究。黎光軍[1]通過設計施加承托工具，將預加工好的鋼筋結構承托于鋼管柱上，待各結構層樓板施工時將其沉放至相應標高，加快了全逆作法施工進度。晏金洲等[2]指出了全逆作法施工中鋼筋工程的關鍵工序，并總結了相關施工工藝及質量控制措施。袁凱等[3]針對鋼筋籠質量大、吊裝難度大、混凝土澆筑難度大等問題，提出了針對性的解決措施，闡述了施工要點。陳曉豐[4]通過中山醫院深基坑工程施工實例，著重闡述了深基坑全逆作法施工中一柱一樁、鋼筋綁扎等重難點施工技術。夏天[5]指出了支護施工中鋼筋安裝需注意的重點問題，探討了提升后續施工質量的辦法。譚瑩等[6]詳細介紹了深基坑鋼筋籠施工時的施工工藝與質量控制措施。左皓等[7]研究了新型鋼板樁結合鋼筋混凝土作為內支撐的深基坑支護技術。

為解決超深基坑上下同步全逆作法鋼筋工程存在的問題，湖南旺旺醫院醫療大樓擴建工程（二期）項目（以下簡稱“湖南旺旺醫院（二期）項目”）以既有技術為基礎，提出了“吊物孔+塔吊、電動葫蘆多種吊運方式+后置構件鋼筋懸掛安裝+梁柱接頭鋼環板節點做法+梁柱接頭環梁節點做法+型鋼混凝土組合結構躍層施工梁柱節點做法”一套完整的逆作鋼筋工程施工工藝，有效解決了施工中垂直運輸、水平運輸、質量檢查與模板工程工序搭接等問題，同時提高了施工質量，加快了施工進度。

1" 工程概況

湖南旺旺醫院（二期）項目為一座集醫療、住院、商業為一體的綜合性大樓，地上20層，地下7層，總建筑面積約18萬m2，地下部分約6萬m2。項目位于長沙市中心城區，為解決場地狹小、地質環境復雜、基坑開挖工程量大、施工噪聲及粉塵污染等問題，創新采用了“先封底、后結底”全逆作法施工技術[8]。項目實施過程中，需解決深基坑支護、樁柱聯合承載體系施工、巖質地層開挖出土、下輸混凝土、底板防排水和深基坑鋼筋工程等系列問題。本工程逆作界面層為負一層結構梁板，受層高限制負三夾層、水池層頂板采用躍層施工。

2" 工藝原理及流程

2.1" 鋼筋轉運系統方案

綜合考慮本工程塔吊、電動葫蘆、吊渣設備參數與結構特征、周邊環境和通風功能等因素，共布置了8個吊物孔，吊物方式為：1#、2#吊物孔采用門式起重機+塔吊以吊渣為主，3#、4#、7#采用塔吊，5#、6#采用電動葫蘆+塔吊，8#采用1臺逆作雙籠戶外電梯，具體位置如圖1所示。

室內轉運分2個階段，第一個階段為內襯墻、外包鋼管柱、部分梁鋼筋采用從吊物孔直接下至每層超挖2.55 m的混凝土墊層上，再用電動板車或人力轉運;第二階段為在吊物孔搭設與支模架同高的轉料平臺人工轉運。

2.2" 后置構件鋼筋懸掛施工工藝

后置構件包括地下連續墻內襯墻、鋼立柱外包柱、剪力墻等。

2.2.1" 內襯墻鋼筋懸掛

主要施工工序：土石方逆作挖至樓層面標高下2.55 m→澆筑混凝土墊層→清鑿地下連續墻內邊混凝土、預埋鋼筋→搭設內襯墻綁扎鋼筋操作架→綁扎豎向定位鋼筋→綁扎外排水平筋（臨時）→懸掛外排立筋→外排水平筋與外排立筋二次綁扎→懸掛內排立筋→綁扎內排外側水平鋼筋及拉鉤。

操作要點：①操作架要求每6 m留0.6 m寬作進料口分段式搭設，水平橫桿不得伸入內襯墻鋼筋位置，頂部連成整體，架體設置抗傾覆拋撐;②利用地下連續墻部分預埋鋼筋綁扎內襯墻內排定位豎向鋼筋為Φ12@800。操作架如圖2所示。

2.2.2" 鋼立柱外包柱鋼筋懸掛

主要施工工序：墊層完成后搭設鋼立柱外包柱鋼筋懸掛操作架→利用上層柱頭預留鋼筋頭采用直螺紋接頭懸掛立筋（采用鋼環板節點時，先懸掛非穿環板立筋，穿環板筋采用分段先藏）→柱箍筋綁扎→環板安裝后完成穿環板鋼筋懸掛→操作架拆除。

操作要點：當梁柱節點采用鋼環板時，穿環板鋼筋需在樓面標高上1.5 m處增設一道直螺紋接頭，先將穿環板鋼筋藏于環板上方箍筋內，待環板安裝后再完成穿環板鋼筋連接與綁扎。

2.2.3" 剪力墻鋼筋懸掛

剪力墻鋼筋采取2種懸掛方式：第一種墻內暗柱鋼筋采用直螺紋一層一次懸掛，工序同鋼立柱外包柱鋼筋懸掛;第二種內墻筋采取每層分2段，第一段穿托梁鋼筋先預埋，待樓面梁板結構砼完成后再上下搭接綁扎第二段墻筋。

2.3" 全逆作法梁柱節點施工

鋼環梁節點具有不需變截面、主梁鋼筋籠通過環板與鋼管柱焊接成整體時增強了梁板施工階段穩定性及建造成本低等優點，但焊接過程中鋼管柱會產生焊接應力，降低鋼管受力性能。本項目中，僅在只考慮C60砼承重而不考慮鋼管柱承重的負1至負3層、地上1—11層采用鋼環板連接節點，其余采用鋼筋環梁連接節點。

2.3.1" 鋼環板連接施工

環板連接節點做法如下。

主要施工工序：梁柱節點處鋼管柱圓弧外貼鋼板、抗剪鋼筋箍、栓釘焊接→環板加工→測量放線→鋼管外包柱鋼筋安裝→鋼環板預拼→鋼環板點焊臨時定位→鋼環板四塊拼焊→鋼環板與鋼管外貼板分層、對稱、間歇焊接→加勁鋼與鋼立柱、鋼環板焊接→搭設梁支模架→框架梁鋼筋綁扎→梁頭鋼筋與鋼環板焊接→梁柱節點驗收。

操作要點如下。

1）根據柱、墻需穿鋼環板的鉆孔位置及混凝土排氣、灌料開孔，考慮匯圈環板、焊接坡口進行二次加工圖深化設計，鋼環板采取工廠機械切割、鉆孔、打坡口，現場拼裝。拼接如圖3所示。

2）為降低鋼環板與鋼立柱焊接熱效應，在現場制作12 mm+30 mm+12 mm三塊鋼板與20 mm厚環板模擬焊接試件測溫，試驗表明施焊時應分層對稱且嚴格控制每道施焊間歇時間不少于0.5 h。

2.3.2" 鋼筋環梁連接施工

鋼筋環梁連接節點做法如圖4所示。

主要施工工序：環梁底支模→鋼管外包柱懸掛鋼筋綁扎→安放環梁全截面箍筋B1→穿A1、A2最里圈上、下及腰筋并焊接好→安放環梁從里外退的第二道箍筋B4→安放環梁從里向外穿A1、A2第二圈上、下環筋并焊接好→安放環梁第三道箍筋B2、B5→安放環梁從里向外穿A1、A2第三—最外圈上、下環筋并焊接好→安放環梁最外圈腰筋并焊接好→將梁頂、底二排、外圈腰筋擺放在梁腰中→梁底支模→綁扎梁鋼筋并將梁上下第一排鋼筋錨入環梁內→將環梁內上下第二排從腰中向上向下移至梁第一排處→綁扎梁上下第二排→將外圈腰筋上下調整間距結合梁腰筋綁扎→綁扎環梁拉鉤完成鋼筋環梁節點安裝。梁柱節點采用鋼筋環梁做法，三維圖如圖5所示。

2.3.3" 型鋼混凝土組合結構躍層梁柱節點施工

受層高限制，負3夾層型鋼混凝土組合結構采用躍層。為確保鋼立柱外包鋼筋混凝土柱鋼筋穿躍層鋼牛腿先行，采用鋼牛腿分解組合安裝施工方式，編號圖如圖6所示。

分解組合步驟如下。

1）上、下環板1#～4#先臨時定位;

2）通過環板預留孔綁扎柱子鋼筋;

3）下一層梁板結構鋼筋、模板、混凝土施工完成后，測量放線，搭設操作架，上下環板：環板與環板、環板與鋼管柱外貼弧形襯板焊接成一體;

4）牛腿5#、6#組合成丁字板，工廠下料焊接;

5）丁字鋼板拼裝，并與上下環板、鋼管外貼弧形襯板焊接;

6）最后兩外側上下梯形鋼板拼裝，并與上下環板、鋼管外貼弧形襯板焊接，完成鋼牛腿節點施工。

3" 工藝特點

以上施工工藝有效地解決了目前全逆作法鋼筋工程普遍存在的問題，具有如下特點。

1）合理布置了吊物孔距離，減少了材料轉運距離、采用塔吊和塔吊與電動葫蘆吊配合減少一次轉運費用，加快了施工速度。

2）內襯墻鋼筋安裝采用定位筋、懸掛、分段獨立作業架，解決了頂部與地下連續墻側面空間受限的施工問題。

3）鋼管柱外包混凝土柱鋼筋，環板安裝采用懸掛，先綁扎非穿環板立筋及箍筋，內藏穿環板立筋，環板安裝后再下穿的施工工序，解決了柱筋綁扎先行，確保柱筋安裝質量。

4）鋼環板節點采取二次深化設計，工廠加工，現場安裝，提高了環板施工質量，加快了施工速度。

5）躍層梁柱節點采取分解牛腿，上、下包鋼管柱環板先臨時安裝，待柱筋穿躍層環板與下層梁板結構施工完成再施工躍層鋼牛腿，解決了躍層梁柱節點穿柱鋼筋先行的施工問題。

4" 結束語

針對湖南旺旺醫院（二期）工程項目上下同步全逆作法工況，創新提出了一套全逆作法鋼筋工程施工工藝。

1）該系統有效解決在全逆作法鋼筋工程施工中垂直、水平運輸、安裝質量及與模板工程工序搭接問題，加快了施工速度，縮短了工期。

2）該技術實用、安全可靠、操作性強，社會效益和經濟效益明顯，具有推廣價值。

3）對鋼筋工程實現二次轉運機械化、復雜的后置構件、環板、環梁節點與梁板結構鋼筋安裝的工序進行施工組織調理化，確保了鋼筋工程的施工質量，并對周邊環境影響很小。

參考文獻：

[1] 黎光軍.全逆作法地下室環梁鋼筋的整體加工與安裝工藝簡析[J].安徽建筑，2020，27（9）：48-49.

[2] 晏金洲，董年才.高層建筑地下逆作法鋼筋施工技術[C]//第二屆全國地下、水下工程技術交流會論文集，2011：436-438.

[3] 袁凱，顧建平，胡同飛，等.基于逆作法工程下超深鋼筋混凝土地下連續墻施工關鍵技術[J].江蘇建筑，2017（2）：54-56，82.

[4] 陳曉豐.中山醫院深基坑工程敞開式逆作法施工技術[J].上海建設科技，2013（5）：43-47，53.

[5] 夏天.市政工程快速通道建設中的深基坑施工技術[J].交通世界，2021（11）：42-43，46.

[6] 譚瑩，張曉斌.深基坑鉆孔灌注樁鋼筋籠制作與安裝[J].施工技術，2012，41（13）：48-50.

[7] 左皓，農力，唐光暹，等.新型靜壓鋼板樁結合鋼筋混凝土內支撐深基坑支護施工技術[J].建筑施工，2021，43（7）：1190-1192，1195.

[8] 陳浩，張明亮，陳維超，等.湖南旺旺醫院（二期）深基坑全逆作法施工技術[J].施工技術，2020，49（20）：76-79.