裝配式結構地下室擋墻鋼柱下插施工技術

邱水平 詹仲滋 張凱 張炳宏 王昊林 顧川瑜

【摘 要】?隨著裝配式結構的推廣，鋼結構作為裝配式結構的一種，已廣泛地被用到各類建筑中。由于地下室外圍擋墻和地下室頂板必須采用混凝土結構或者勁鋼結構進行施工，而結構嵌固端又基本都設置在地下室基礎內，為避免轉換層的存在，鋼柱必須在基礎內開始設置，提高結構整體穩定性。在施工過程中，地下室外圍擋墻與鋼柱結合時，主要在基礎和擋墻導墻施工時，鋼柱與導墻的施工順序，會影響施工的措施和施工質量。先施工鋼柱需要增加鋼柱下部支撐措施，先施工導墻需要將導墻柱子位置留出，存在滲漏風險，且處理困難。文章綜合考慮成本、工期、施工難度等，為后續該類型地下室施工節點處理提供借鑒，對于當下施工方案進行對比研究，最終根據現場實際施工條件，選擇最優的施工方式。

【關鍵詞】裝配式; 鋼結構; 地下室外墻; 鋼柱下插

1 工程概況

眉山東部新城起步區三中心一基地項目位于四川省眉山市天府新區貴平鎮，包含市民中心、人才中心、會議中心、產業鄰里中心、圖書館以及總部基地等單體（圖1）。其中市民中心、人才中心、總部基地三個單體包含地下室，為筏板基礎，其他單體主要為樁承臺基礎和獨立基礎，主體結構均為鋼框架結構。本項目地下室總建筑面積約2.8×104 m2，主要為車庫和功能用房，地下室勁鋼柱約240根，與地下室外墻相連的下插鋼柱有53根。鋼柱下插施工主要難點在于導墻施工時，是否先裝與墻體相連的鋼柱，若先行安裝，則鋼柱需要焊接角鋼支架到基礎鋼筋內，進行鋼柱支撐。若鋼柱后裝，則需要在導墻上留置施工縫，從而影響外墻根部鋼板止水帶安裝，影響地下室外墻自防水性能，地下室底部水壓最大，從而增加地下室滲漏風險。

所謂鋼柱下插，主要是鋼柱底部與地下室外墻導墻部分有交叉的部分。地下室外墻必須分兩次澆筑完成，考慮到結構自防水性能，在墻體水平施工縫位置安裝止水鋼板，提高施工縫的防水性能（圖2～圖5）。

2 下插鋼柱施工

（1）方案1：鋼柱提前安裝，在筏板鋼筋內設置角鋼支撐。

這種做法不影響鋼柱分段，按既定鋼結構方案進行鋼柱分段安裝，但是需要將地下室外墻的鋼柱在基礎鋼筋綁扎完成之前加工好運抵現場，與地下室內部的其他鋼柱施工節奏不一致。施工工藝順序為：基礎底部鋼筋施工—鋼柱支架焊接或成品支架定位安裝—基礎面筋施工—鋼柱埋件安裝—鋼柱吊裝固定（若鋼柱高度較大，需加纜風繩或剛性支撐等固定鋼柱）—導墻鋼筋施工—止水鋼板施工—導墻模板安裝—導墻混凝土澆筑。

由于鋼柱先于導墻施工，導墻施工時止水鋼板和導墻水平鋼筋能直接按圖紙與鋼柱連接，理論上不存在沒有止水鋼板的施工縫，無防水滲漏點。但是此做法需要增加支撐措施材料用量，基礎內的支架不可拆除，會產生較大措施費用。鋼柱纜風繩及剛性支撐固定難度較大，對施工操作存在一定影響。

（2）方案2：增加鋼柱分段，在導墻以上的位置設置一道分段。這種做法將地下室外墻上的下插鋼柱增加一段分段，地下室筏板鋼筋通過增加馬凳方可實現鋼柱支撐，施工工藝基本與方案1一致。該施工最終主要的劣勢在于增加了鋼柱分段，鋼柱施工縫增加一道，焊接鋼柱需要影響施工工期，增加焊接成本。分段增加之后，吊次增加，對現場工期有一定的影響，對于搶工項目，一般不建議采用此種方式進行施工。該方案能有效的減少現場措施，保證外墻方式施工節點的施工質量，雖然增加焊接量，但是鋼柱焊接可以與地下室外墻墻柱鋼筋穿插施工，基本不會影響地下室施工總工期。

（3）方案3：在剪力墻上預留鋼柱位置，形成施工縫，待基礎混凝土澆筑完成之后安裝鋼柱。現場一般比較傾向于后裝鋼柱的做法，主要是鋼柱基礎形成之后安裝基本無需采取措施，能與地下室中部其他鋼柱同時吊裝施工，對鋼柱施工最為有利。但是這種做法最大的問題在于柱底抗滲性能降低，存在較大的抗滲風險。主要的問題在于：①鋼柱后施工，導墻在鋼柱兩側留置施工縫，施工縫長度明顯增加;②鋼柱形成的豎向施工縫需留設止水鋼板，增加止水鋼板用量;③緊貼鋼柱兩側位于地下室底板上的施工縫，由于不能斷開基礎鋼筋，止水鋼板無法進行安裝;④導墻水平鋼筋施工預留之后，在鋼柱安裝的時候需要掰開，若鋼筋直徑較大，恢復的難度較大，與鋼柱的連接質量無法保證。

方案3的施工方式，必然會在柱子兩側形成施工縫，主要的節點施工矛盾轉變為防水節點處理。由于該節點位置位于擋墻根部，也是地下室外墻一側水壓最大的地方，防滲要求較高。除了豎向施工縫采用鋼板止水帶之外，主要處理基礎底板上面的水平施工縫。現在主要的處理方式包括2種：①在水平施工縫留設凹槽，在施工縫位置設置膨脹止水條;②采用施工縫后注漿封閉防滲施工措施。

兩種施工縫防滲處理方式，都能起到一定的抗滲效果，但是由于膨脹止水條施工質量往往無法保證，止水效果往往不佳，效果較好的是后注漿施工方式，但是成本相對較高。兩種施工方式可以根據現場情況進行選擇。

（4）方案4：從設計角度，分離地下室擋墻與鋼柱。這種方案是將地下室擋墻與鋼柱分兩次澆筑混凝土。從建筑上來說，若地下室緊貼建筑用地紅線的情況，將不利于地面建筑平面布置，柱子未在結構最邊緣，影響建筑內部使用空間。從結構上來說，地下室擋墻與柱子分開澆筑，墻柱連接較差，只能通過墻體預留鋼筋，與鋼柱進行連接。但是這個方案在于地下室擋墻一次澆筑完成，不存在滲漏風險。

3 各方案施工成本及工期影響分析

由于幾種方案都存在一些措施費用，本次對比主要考慮單根鋼柱，在500 mm厚筏板基礎上施工的措施費用，工期主要考慮工藝增加必須的工期（表1）。

（1）方案1：成本增加主要在于鋼柱下的支座措施費用增加，包括支座用角鋼材料以及支座支座和安裝的費用，另外，鋼柱臨時支撐安裝也會產生一定的成本。工期方面，支座安裝和支撐加設對有一定影響。

（2）方案2：成本增加主要是鋼柱分段之后的焊接需要產生額外的費用，由于施工工藝可以穿插進行施工，對地下室總的施工工期基本不會造成影響。

（3）方案3：主要費用在于施工縫增加之后，多產生鋼板止水帶和模板施工工程量，另外與基礎之間的施工縫需要進行處理，采用膨脹止水條和后注漿，都會有費用和工期上的影響。

（4）方案4：分兩次澆筑混凝土，最終形成整體，混凝土用量和鋼筋用量等會增加，施工措施成本也會加大，對工期影響也會更大一些。

4 結論

綜合前面所述，下插鋼柱施工可以有多種施工方式，但是每一種方案都各有優劣，現場影響因素較多，施工難易程度也不一致。為了保證結構整體性，兼顧結構抗滲性能，選擇適合現場生產環境的施工方式，是比較重要的。方案2是一種比較好的選擇，對于基礎施工基本不會造成影響，施工質量也更易保證，在現場機械設備滿足要求的情況下，值得考慮。方案3主要是施工縫處理方面比較麻煩，但是如果能保證施工縫處理質量，這種方案對于施工來說是最容易最簡便的，鋼柱可以全部一批次吊裝，對于現場組織更為有利。在現場施工條件允許的情況下，優先考慮方案2和方案3，對于施工質量和成本控制能起到一定的作用。在三中心一基地項目施工采用了方案3，施工縫采用膨脹止水條進行處理，項目地下室外墻設置有連續盲溝，極大程度的消除了地下室外墻壓力水，未見施工縫處有明顯滲漏痕跡。

參考文獻

[1] ?GB 50017-2017 鋼結構設計規范[S].

[2] GB 50205-2020 鋼結構工程施工質量驗收規范[S].

[3] GB 50755-2012 鋼結構施工規范[S].

[4] GB 50204-2015 混凝土結構工程施工質量驗收規范[S].

1599501705346