淺談階梯式地形建筑施工技術(shù)

李威震 湯仁軍

【摘要】現(xiàn)代建筑多追求與自然環(huán)境的協(xié)調(diào)，一些地勢(shì)存在較大高差的地方，在設(shè)計(jì)時(shí)多保留了原地貌特征，本文以某縣一住宅小區(qū)的設(shè)計(jì)及施工為例，分析了階梯式地形建筑施工中重難點(diǎn)，根據(jù)該工程施工經(jīng)驗(yàn)詳細(xì)介紹了階梯式地形建筑施工中的總平面布置、邊坡處理及臺(tái)地連接處結(jié)構(gòu)施工工藝，以供類(lèi)似工程參考。

【關(guān)鍵詞】階梯式;邊坡;結(jié)構(gòu)施工;總平面布置

1、階梯式地形的選用

在各個(gè)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?，?huì)選擇將山地分成若干臺(tái)階，建筑群呈階梯式延伸，即保留了原始地貌特征，同時(shí)也減少了土石方的工作量，是一直較好的設(shè)計(jì)方案。但此種階梯式設(shè)計(jì)方案會(huì)給施工場(chǎng)地的平面布置、施工期間場(chǎng)內(nèi)排水系統(tǒng)布置、建筑物的基礎(chǔ)施工等帶來(lái)不可避免地困難。

2、施工重難點(diǎn)分析

2.1土方開(kāi)挖及施工現(xiàn)場(chǎng)平面布置

若施工工期允許，土方開(kāi)挖宜采用由上至下的施工順序開(kāi)挖，根據(jù)各臺(tái)地的標(biāo)高分別為一個(gè)分區(qū)。各不同標(biāo)高臺(tái)地之間形成的邊坡，可根據(jù)邊坡設(shè)計(jì)圖紙邊開(kāi)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(kāi)挖具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）可避免臺(tái)階交接位置因上部臺(tái)階土方未開(kāi)挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高而形成過(guò)高的臨時(shí)邊坡;

（2）上部臺(tái)階開(kāi)挖完成后，可在開(kāi)挖下部臺(tái)階上邊開(kāi)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(mǎn)足坡度要求的行車(chē)坡道，并與最低及最高兩個(gè)臺(tái)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(shí)充分利用正式消防車(chē)道，提高道路運(yùn)輸能力。

2.1.1材料加工場(chǎng)及堆場(chǎng)布置

加工場(chǎng)及材料堆場(chǎng)布置應(yīng)遵循如下原則：

（1）每個(gè)臺(tái)地需單獨(dú)配置加工場(chǎng)及堆場(chǎng)，且加工及堆載能力應(yīng)可滿(mǎn)足該臺(tái)地及相鄰臺(tái)地中最大施工需求，因?yàn)殡A梯式臺(tái)地施工時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)利用相鄰臺(tái)地堆場(chǎng)及加工場(chǎng)進(jìn)行施工以避免因加工廠及堆場(chǎng)侵占施工場(chǎng)地而預(yù)留后做結(jié)構(gòu);

（2）加工場(chǎng)及堆場(chǎng)應(yīng)根據(jù)施工階段動(dòng)態(tài)調(diào)整，但應(yīng)根據(jù)施工順序提前規(guī)劃，盡量少對(duì)加工場(chǎng)及堆場(chǎng)進(jìn)行搬移;

不同臺(tái)地間交錯(cuò)使用鋼筋加工廠時(shí)需塔吊進(jìn)行配合，因此加工場(chǎng)及堆場(chǎng)布置時(shí)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(chǎng)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(wèn)題。進(jìn)行塔吊選型及施工現(xiàn)場(chǎng)定位時(shí)應(yīng)注意低處臺(tái)地塔吊與高處臺(tái)地的塔吊及主體結(jié)構(gòu)間的高度沖突問(wèn)題。

2.2施工現(xiàn)場(chǎng)排水系統(tǒng)

階梯式施工場(chǎng)地可充分利用場(chǎng)地的天然坡度規(guī)劃排水系統(tǒng)，場(chǎng)內(nèi)可沿臺(tái)地兩側(cè)道路邊緣隨道路坡度設(shè)置排水明溝，各臺(tái)地范圍內(nèi)排水可沿臺(tái)地內(nèi)臨時(shí)道路設(shè)置排水溝或在每個(gè)臺(tái)地邊緣設(shè)置截水溝，匯入臺(tái)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(gè)臺(tái)階劃分為一個(gè)施工區(qū)段，待土方開(kāi)挖完成后按照從最下面臺(tái)階向上逐級(jí)推進(jìn)的順序進(jìn)行施工。待相鄰較低臺(tái)階結(jié)構(gòu)施工至較高臺(tái)階基礎(chǔ)標(biāo)高時(shí)即可施工較高臺(tái)階基礎(chǔ)，從而和低臺(tái)階結(jié)構(gòu)相連形成整體結(jié)構(gòu)。

2.3.2臺(tái)階交接處基礎(chǔ)施工

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

（1）臺(tái)階相接處的邊坡為臨時(shí)邊坡，下部臺(tái)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(tái)地結(jié)構(gòu)先施工，待下部結(jié)構(gòu)施工至超出上部臺(tái)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(jì)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(tái)地結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的施工。

（2）臺(tái)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(wú)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(guò)搭設(shè)臨時(shí)支撐體系將上部臺(tái)地結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與下部臺(tái)地結(jié)構(gòu)進(jìn)行同時(shí)施工。

3、工程應(yīng)用實(shí)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(gè)場(chǎng)地的附屬地下室。根據(jù)場(chǎng)地周邊地質(zhì)調(diào)查，場(chǎng)地原始地形呈緩坡，地面標(biāo)高為1222.12～1239.91，相對(duì)高差17.79m。

本工程設(shè)計(jì)方案充分保留了該地塊的南高北低地形特征，通過(guò)合理分析原始地形特征，把山地分成若干臺(tái)級(jí)，建筑分置于臺(tái)級(jí)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(jì)文件，該工程場(chǎng)地共分為四個(gè)臺(tái)地，各臺(tái)地間最小高差1米，最大高差達(dá)到6.9米。各臺(tái)地間邊坡為臨時(shí)邊坡，地下室外墻兼做擋土墻。

根據(jù)場(chǎng)地地形地勢(shì)及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)情況，結(jié)合總平面布置原則，在滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)施工、運(yùn)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(chǎng)地內(nèi)不受當(dāng)?shù)匮雌谟绊憽?/p>

3.2.1場(chǎng)內(nèi)道路及排水布置

（1）土方開(kāi)挖階段道路布置

土方開(kāi)挖施工階段現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置兩個(gè)進(jìn)出場(chǎng)大門(mén)，場(chǎng)區(qū)西側(cè)為1#大門(mén)，大門(mén)位置設(shè)洗車(chē)槽，主要為土方車(chē)出入通道，場(chǎng)區(qū)東側(cè)為2#門(mén)，由于東側(cè)毗鄰安置小區(qū)，無(wú)車(chē)輛出入條件，因此2#大門(mén)設(shè)置門(mén)禁系統(tǒng)，主要為人員進(jìn)出大門(mén)。

場(chǎng)區(qū)內(nèi)根據(jù)各個(gè)臺(tái)地劃分土方作業(yè)段，每個(gè)臺(tái)地設(shè)置單獨(dú)的出土道路，各臺(tái)地運(yùn)土車(chē)匯于西側(cè)主道路后經(jīng)1#大門(mén)出場(chǎng)。東側(cè)硬化道路主要用于工人及管理人員經(jīng)1#大門(mén)進(jìn)出場(chǎng)。

3.2.2臺(tái)地間臨時(shí)邊坡

本工程各臺(tái)地間的邊坡均為臨時(shí)邊坡，邊坡支護(hù)形式為噴錨支護(hù)，土方開(kāi)挖時(shí)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(jì)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(jì)概況

該工程基礎(chǔ)形式為人工挖孔樁，臺(tái)地之間邊坡為臨時(shí)邊坡，地下室外墻兼做擋土墻。高低臺(tái)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(tái)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(tái)地間高差較大，臺(tái)地間相接部分結(jié)構(gòu)施工無(wú)法遵循常規(guī)施工工藝，因此該工程地下室施工順序?yàn)閺牡团_(tái)地向高臺(tái)地逐級(jí)進(jìn)行施工。

臺(tái)地間邊坡支護(hù)施工時(shí)提前預(yù)留低臺(tái)地結(jié)構(gòu)施工工作面，邊坡上的孔樁通過(guò)向上支模的方式澆筑至設(shè)計(jì)標(biāo)高，待低臺(tái)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(jì)要求后在回填區(qū)域施工高臺(tái)地承臺(tái)及底板結(jié)構(gòu)，并與低臺(tái)地結(jié)構(gòu)預(yù)留鋼筋相連，以保證施工質(zhì)量。

結(jié)語(yǔ)：

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

參考文獻(xiàn)：

[1]混凝土結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范GB50666-2011.

[2]建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范GB50202-2002.