單一墻圍護結(jié)構(gòu)逆作法在地下人防工程中的應用

桑 沖

(中鐵四院集團西南勘察設計有限公司，云南 昆明 650000)

0 引言

隨著城市的快速發(fā)展，土地資源越來越稀缺，很多城市將開發(fā)轉(zhuǎn)移到了地下空間。地下人防工程(平時作為地下商業(yè)，戰(zhàn)時為地下人員掩蔽所)的建設在城市建設中的比例逐年加大。這些人防工程往往建設于城市人口密集區(qū)或繁華地帶，周邊為已成形的商業(yè)區(qū)和人口密集區(qū)，復雜的周邊環(huán)境，造成地下商業(yè)工程的基坑設計控制難度加大。

在國外[3]，日本在1935年首次提出逆作法施工工藝的概念。經(jīng)歷70余年的研究和工程實踐，逆作法技術(shù)目前已廣泛地應用于高層和超高層的多層地下室、大型地下商場、地下車庫、地鐵、隧道、大型污水處理池等結(jié)構(gòu)。在國內(nèi)[3]，1955年哈爾濱地下人防工程中首次提出應用逆作法施工技術(shù)。從1993年至2000年，國內(nèi)共有50個工程采用了逆作法施工技術(shù)。

1 工程概況

三市街公共人防工程位于昆明市的五華區(qū)和西山區(qū)。占地8 500 m2，建筑面積17 000 m2，為地下2層人防工程。工程總長350 m，總寬度145 m，平面位置及周邊環(huán)境詳見圖1。

本項目周邊環(huán)境比較復雜，共有7座商業(yè)建筑。分別為益瓏大廈、昆明藥材酒店、昆百大廈、昆明國際商務酒店、柏聯(lián)大廈、金碧輝煌大廈。其中柏聯(lián)大廈和昆明藥材酒店采用的是筏基，其余采用的為樁基。

本工程位于繁華鬧市區(qū)，受場地的限制，基坑采用蓋挖逆作法施工。

2 圍護結(jié)構(gòu)選型

2.1 工程水文地質(zhì)情況

場地內(nèi)土層自上至下為雜填土、粉質(zhì)粘土、粉砂、圓礫土、粉砂等土層。基坑深度14 m，基坑底主要位于圓礫土層。根據(jù)土層的情況，本工程蓋挖逆作法基坑的圍護結(jié)構(gòu)對單一墻、疊合墻和復合墻三種圍護結(jié)構(gòu)形式進行比選。

2.2 基坑計算

基坑的計算選取了具有代表性的孔點三市街-10勘探點進行計算，采用同濟大學深基坑設計軟件Frws7。

對于單一墻，進行施工階段的基坑安全計算，得到墻厚為800 mm。對于主體結(jié)構(gòu)進行正常使用階段的驗算，外墻厚度800 mm 滿足主體結(jié)構(gòu)正常使用階段的強度和裂縫的計算要求。

對于疊合墻，進行施工階段的基坑安全計算，得到墻厚為600 mm，需在地下連續(xù)墻的內(nèi)部附加內(nèi)襯墻，內(nèi)襯墻墻厚為300 mm。

對于復合墻，進行施工階段的基坑安全計算，得到墻厚為600 mm。對于主體結(jié)構(gòu)進行正常使用階段的驗算，防水層內(nèi)部需附加400厚的內(nèi)襯墻。

單一墻、疊合墻和復合墻的計算結(jié)果見表1。由表1中的計算結(jié)果可知，單一墻從配筋經(jīng)濟性和空間的利用率上均要優(yōu)于疊合墻和復合墻。但是單一墻對連續(xù)墻施工的要求較高，需滿足較高的垂直度要求并且滿足在基坑土體開挖后背土面墻體表面較平整。疊合墻和復合墻在內(nèi)襯墻施工完畢后可以獲得比較平整的內(nèi)表面。

表1 結(jié)構(gòu)墻計算結(jié)果匯總

3 關鍵節(jié)點的處理

3.1 頂板降板處的擋土處理

對于一般的基坑工程，連續(xù)墻側(cè)面常采用連續(xù)墻導墻兼作基坑開挖后的擋土墻。本工程存在降板區(qū)域，降板后頂板的埋深達到了3 m，導墻的常規(guī)深度僅為2 m，常規(guī)做法無法滿足擋土需求，且本工程場地比較局促，頂板開挖施作時沒有放坡條件。

為解決此問題，本工程將降板區(qū)域的連續(xù)墻做了加高處理，在加高部位設置擋土墻鋼筋，并且綜合考慮了連續(xù)墻與頂板連接部位的構(gòu)造做法。采用此方案，較好的解決了狹小場地內(nèi)結(jié)構(gòu)降板區(qū)域的擋土問題，詳細處理節(jié)點見圖2。

3.2 連續(xù)墻和頂板連接措施

對于逆作法結(jié)構(gòu)，頂板承擔的荷載較大，在施工階段主要為施工荷載、材料堆放，渣土車的活荷載等；在使用階段主要為覆土自重、人流的活荷載及廣場的綠化荷載。所以，頂板處的連接節(jié)點處理尤為重要。本工程采用后澆法對連續(xù)墻和結(jié)構(gòu)頂板進行處理，保證連接節(jié)點能夠穩(wěn)定傳遞節(jié)點處的彎矩和剪力。詳細的處理措施見圖2。

對于施工縫處的計算，采用《高層建筑混凝土技術(shù)規(guī)程》7.8.5的規(guī)定，進行了施工縫的抗剪驗算。

3.3 連續(xù)墻和中底板連接措施

對于本工程，中板和底板部位均采用預埋鋼筋接駁器保證后期中板、底板和連續(xù)墻的可靠連接，考慮到連續(xù)墻施工過程中對標高的控制有一定的難度，在中板和底板與連續(xù)墻連接處均設置環(huán)梁，降低連接的難度并增加連接的可靠性。中板和底板與連續(xù)墻的連接設計詳見圖3，圖4。

4 防水處理措施

本工程采用單一墻，無法設置外包防水卷材。為解決上面的防水問題，本工程主要從以下幾方面入手：

1)連續(xù)墻接頭迎土側(cè)，設置3根高壓旋噴樁止水帷幕(高度范圍自地面以下1 m至基坑底以下2 m)以減少連續(xù)墻接頭處的滲漏水。

2)連續(xù)墻接頭處采用十字鋼板，保證連續(xù)墻連接的可靠性，在措施1)的基礎上進一步減少接頭處的滲漏水。

3)背水側(cè)連續(xù)墻表面處理平整后，涂刷水泥基防水涂料，減少墻體的漏水。

4)在連續(xù)墻內(nèi)側(cè)設置100 mm寬的導流溝，保證滲水的排出。并在導流溝內(nèi)側(cè)砌筑150 mm厚的內(nèi)襯磚墻(或裝修隔板)作為防潮隔離層，保證內(nèi)部使用空間的干燥和平整。導流溝和內(nèi)襯墻的處理措施詳見圖4。

5 結(jié)論和建議

1)單一墻在地下工程逆作施工中有一定的優(yōu)勢和應用價值，尤其是在地下空間及施工場地比較局促的地方，可較大程度的增加使用空間。

2)相比于疊合墻和復合墻，單一墻有一定的經(jīng)濟優(yōu)勢。