“土模法”在逆作深基坑地下室結(jié)構(gòu)施工中的應(yīng)用

劉 聰 李云峰 哈小平 裴忠武 劉嘉東

1. 中建八局第一建設(shè)有限公司 山東 濟(jì)南 250100；2. 中建八局海外事業(yè)部 上海 200135

印尼一號(hào)項(xiàng)目為超大深基坑工程，有地下室7層（基坑最深為30 m），基坑占地14 000 m2。由于工程地處印尼首都雅加達(dá)核心區(qū)，施工場(chǎng)地極為狹小，故采用逆作法施工裙房地下室結(jié)構(gòu)。

為實(shí)現(xiàn)工期完美履約，項(xiàng)目部經(jīng)過(guò)綜合分析，精密計(jì)算，創(chuàng)造性地提出“躍層開挖，順逆結(jié)合”的思路[1]：在完成B1層結(jié)構(gòu)施工后，同時(shí)開挖B2、B3層土方，而后躍過(guò)B2層結(jié)構(gòu)施工，直接進(jìn)行B3層結(jié)構(gòu)施工，在B3層板施工的過(guò)程中，再組織B2層板流水施工。

為保證在躍層施工期間基坑的整體穩(wěn)定，躍層僅開挖至B3層板底標(biāo)高處，嚴(yán)禁超挖。同時(shí)將公路、鐵路、水利等建筑工程中常用的“土模法”引用于B3層永久結(jié)構(gòu)施工中[2]。在“土模法”應(yīng)用過(guò)程中，項(xiàng)目部不斷改進(jìn)工藝，分析總結(jié)，形成了一套可用于永久結(jié)構(gòu)施工的“土模法”施工工藝。

1 應(yīng)用概況

1.1 土體狀況

本工程“土模法”主要應(yīng)用于B3層橫向結(jié)構(gòu)施工，根據(jù)地勘報(bào)告及現(xiàn)場(chǎng)土體取樣試驗(yàn)分析，該土層（約－11 m處）土質(zhì)多為中等密實(shí)的黃土，為三類土。土體相對(duì)堅(jiān)硬，不易塌方，塑性較好，土體狀況良好。

1.2 結(jié)構(gòu)概況

本工程裙房地下室為大跨無(wú)梁樓板結(jié)構(gòu)，板厚220 mm。其中柱帽174處，截面尺寸2 800 mm×2 800 mm，板厚350 mm；梁截面尺寸800 mm×800 mm（4根）、800 mm×1 000 mm（2根）、500 mm×800 mm（6根）、300 mm×800 mm（3根）、300 mm×600 mm（3根）。

按照板底高差區(qū)別將梁、柱帽等橫向構(gòu)件分為3類：高差≤10 cm，10 cm＜高差≤30 cm，高差＞30 cm。“土模法”細(xì)部節(jié)點(diǎn)做法根據(jù)不同分類略有不同。

2 工藝流程及方法

2.1 工藝流程

降水至B3板底標(biāo)高以下1 m→躍層土方開挖→機(jī)械夯實(shí)→人工整平→定位放線→板墊層澆筑→梁、柱帽定位放線→支設(shè)側(cè)模→回填土夯實(shí)→梁、柱帽節(jié)點(diǎn)墊層澆筑→地板革鋪設(shè)→結(jié)構(gòu)施工

2.2 工藝方法及控制要點(diǎn)

2.2.1 地基處理

利用挖掘機(jī)進(jìn)行大面積土方開挖，開挖后將標(biāo)高差控制在0～10 cm內(nèi)；人工清理至－5～5 cm內(nèi)；機(jī)械夯實(shí)，人工整平至－3～3 cm內(nèi)。

2.2.2 定位放線

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行定位放線，預(yù)留柱帽、梁等節(jié)點(diǎn)位置。利用竹簽固定分隔條作為標(biāo)高控制線，嚴(yán)格控制土模標(biāo)高。

2.2.3 節(jié)點(diǎn)側(cè)模做法

1）高差≤10 cm的節(jié)點(diǎn)做法：樓板墊層澆筑完成后，開挖節(jié)點(diǎn)位置，機(jī)械夯實(shí)，人工整平。支設(shè)高低板邊緣側(cè)模，利用木條（用于連接樓板墊層與側(cè)模）＋鐵釘固定側(cè)模，此方法可達(dá)到確保側(cè)模不偏移、控制垂直度的效果，并可以防止墊層陽(yáng)角被破壞。回填側(cè)模外側(cè)土體，澆筑墊層填實(shí)。待墊層混凝土強(qiáng)度達(dá)標(biāo)后，拆除定位木條（圖1）。

圖1 高差≤10 cm的節(jié)點(diǎn)做法

2）10＜高差≤30 cm的節(jié)點(diǎn)做法：土模施工工藝與上述基本相同，柱節(jié)點(diǎn)與柱帽節(jié)點(diǎn)混凝土墊層自上而下逐層澆筑。其中，側(cè)模除利用木條＋鋼釘加固外，還在側(cè)模外側(cè)固定木方（70 mm×50 mm）作為側(cè)模龍骨，以防止梁、柱帽等結(jié)構(gòu)混凝土在澆筑時(shí)，因混凝土側(cè)壓力過(guò)大而導(dǎo)致側(cè)模偏移（圖2）。

圖2 10＜高差≤30 cm的節(jié)點(diǎn)做法

3）高差＞30 cm的節(jié)點(diǎn)做法：土模施工工藝與上述基本相同。其中，因高差過(guò)大，混凝土側(cè)壓力過(guò)大，故側(cè)模固定2道木方作為龍骨，并沿側(cè)模垂直方向均勻分布間距。為防止在木方龍骨連接處側(cè)模產(chǎn)生過(guò)大撓度，現(xiàn)場(chǎng)要求木方龍骨必須采用重疊搭接并用長(zhǎng)鐵釘固定，龍骨需保持平行（圖3）。

2.2.4 墊層澆筑

素土夯實(shí)整平后，澆筑厚100 mm的B0級(jí)（相當(dāng)于國(guó)內(nèi)C15級(jí)）素混凝土墊層，收平磨光，按照規(guī)范中現(xiàn)澆樓板板面標(biāo)高控制標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格控制標(biāo)高。側(cè)模支設(shè)完成后，用B0級(jí)素混凝土填實(shí)找平磨光。因高差＞30 cm的構(gòu)件鋼筋、混凝土自重較大，故底部在墊層澆筑后鋪設(shè)厚15 mm木模板，以防止在鋼筋綁扎、混凝土澆筑過(guò)程中，因墊層破壞而導(dǎo)致脹模、結(jié)構(gòu)變形。

圖3 高差＞30 cm的節(jié)點(diǎn)做法

2.2.5 地板革鋪設(shè)

“土模法”施工地下室永久結(jié)構(gòu)存在下層土方開挖過(guò)程中墊層難以脫落剝離的現(xiàn)象。因此，在墊層混凝土終凝后，鋪設(shè)地板革（其他不易與混凝土粘貼的卷材亦可），利用鋼釘＋墊片進(jìn)行固定，確保地板革不打皺卷曲，陰陽(yáng)角貼合緊密。地板革拼接縫處應(yīng)重疊鋪設(shè)，接縫處用膠帶連接。混凝土澆筑前應(yīng)利用空壓機(jī)等將地板革表面清理干凈。

2.2.6 墊層剝離

在下層土方開挖過(guò)程中，大面積墊層會(huì)因自身重力自動(dòng)脫落。部分不易脫落的部分，利用挖掘機(jī)輕觸，助其脫落，切勿強(qiáng)行摳挖，以防損壞永久結(jié)構(gòu)。若遇節(jié)點(diǎn)處墊層難以脫落，則在土方開挖完成后，搭設(shè)腳手架，人工剝離脫落。

3 注意事項(xiàng)

1）土模法施工需通過(guò)計(jì)算，確保土體＋墊層可以承受鋼筋＋混凝土以及施工等荷載而不變形。清槽過(guò)程中如遇淤泥等土質(zhì)較差部位，應(yīng)擴(kuò)大20 cm范圍進(jìn)行土體換填，而后機(jī)械夯實(shí)，人工找平。

2）土模標(biāo)高控制分3次等級(jí)控制：挖掘機(jī)開挖時(shí)標(biāo)高控制；機(jī)械夯實(shí)，人工找平時(shí)標(biāo)高控制；墊層澆筑時(shí)標(biāo)高控制。逐級(jí)過(guò)程管控，最終達(dá)到可施工地下室永久結(jié)構(gòu)的要求。

3）墊層陽(yáng)角等損壞時(shí)，應(yīng)將損壞部位擴(kuò)大鑿毛，用砂漿填補(bǔ)，并利用陽(yáng)角抹子找角。

4）結(jié)構(gòu)鋼筋綁扎施工過(guò)程中嚴(yán)禁拖拉鋼筋、吸煙，嚴(yán)格控制動(dòng)火作業(yè)等，以防破壞地板革。鋼筋綁扎施工過(guò)程中如不慎將地板革破壞，應(yīng)利用膠帶＋小塊地板革進(jìn)行修補(bǔ)。

5）在墊層脫落剝離過(guò)程中，要時(shí)刻注意安全，以防砸傷。

6）土模施工若遇大雨將不易成模，且易變形坍塌。若無(wú)法避開大雨，應(yīng)采取以下措施[3]：合理布置場(chǎng)地，著重注意現(xiàn)場(chǎng)組織排水，土模面不可積水；適當(dāng)備些干土，墊層澆筑前，以干土覆蓋過(guò)于泥濘部位，隨覆蓋隨澆筑墊層；雨天施工應(yīng)搭設(shè)簡(jiǎn)易防雨棚，墊層澆筑后應(yīng)蓋塑料布，或在墊層表面刮上薄薄一層的防水漿。

4 總結(jié)分析

4.1 成本分析

“土模法”施工地下室永久結(jié)構(gòu)，僅使用少量模板、木方、混凝土相輔成模，與傳統(tǒng)木模相比，可節(jié)約木材90%以上，同時(shí)，節(jié)省用于支撐結(jié)構(gòu)的鋼材。

4.2 工期分析

“土模法”不受模板、支撐結(jié)構(gòu)等材料供應(yīng)的影響，亦不受材料周轉(zhuǎn)期的限制。同時(shí)，“土模法”與傳統(tǒng)施工工藝相比，工序簡(jiǎn)便，各工序間可組織流水施工，工期節(jié)省效果顯著。

4.3 質(zhì)量分析

土模較傳統(tǒng)模板體系整體穩(wěn)定，且不跑漿，構(gòu)件不易出現(xiàn)蜂窩麻面，表面光滑平整。但因永久結(jié)構(gòu)質(zhì)量要求較高，故而“土模法”工序用工較多，各工序環(huán)節(jié)均需嚴(yán)格控制質(zhì)量。雨季施工較為困難，應(yīng)考慮排水、防雨。因土模的混凝土施工完畢后無(wú)法調(diào)整高度，故土模施工的標(biāo)高控制要求非常嚴(yán)格。

5 結(jié)語(yǔ)

“土模法”在逆作深基坑工程施工永久結(jié)構(gòu)需結(jié)合地形和施工經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行[4-5]。印尼一號(hào)項(xiàng)目使用該技術(shù)取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和工期效益，對(duì)具備土模施工條件的基坑工程有較大的借鑒意義，值得推廣應(yīng)用。