超深超厚大型砼箱筏基础施工重点技术措施及质量控制探讨

马存林

（云南工程建设总承包公司，云南 昆明 650011）

超深超厚大型砼箱筏基础施工重点技术措施及质量控制探讨

马存林

（云南工程建设总承包公司，云南 昆明 650011）

超深超厚砼箱(筏)基施工的重点从土方支护、粗钢筋连接及上下层钢筋支撑、施工缝防水、后浇带留设等方面，通过工程实践总结施工中采取的相应技术措施，并通过工程实列证明其措施的有效性，并分析上部施工速度与砼箱（筏）基纵向弯曲裂缝产生的原因及其预防措施。

超深超厚砼箱(筏)基施工重点 措施 质量控制

随着国民经济的高速发展，新昆明、呈贡新区建设的不断推进，轨道交通、环湖截污涵、昆百呈贡新都汇、上海东盟大厦、实力心城、南亚第一城、新都昌广场、昆明明珠广场、中国移动云南公司呈贡通信生产楼等大批大型地下市政基础设施、超高层建筑（高度100～320米）涌现出来，这些地下构筑物和超高层建筑设计均采用砼箱(筏)基础，基础埋深5～24米、筏板厚2.0m～9.6m，万丈高楼平地起，地下室砼箱(筏)基础施工中的工程质量、安全保证必须成为工程项目施工中的重中之重。本人从2007年-2008年，2012年-2014年担任云南省中医学院教学楼群、中国移动云南公司呈贡通信生产楼项目经理，通过对这两个项目的全程组织编制施工组织设计、专项方案及实施，并对呈贡大型项目的参观学习，总结出超深超厚砼箱(筏)基础工程施工的如下重点和难点：深基坑支护结构方式适用性、粗钢筋连接及上下层钢筋支撑、后浇带留设、上部施工速度与砼箱（筏）基纵向弯曲裂缝产生的原因及其预防措施等；对以上施工重点、难点采取什么样技术和质量措施提出探讨，并通过工程实例来证明其措施的有效性及所取得的良好效果。

1昆明呈贡新区砼箱筏深基坑支护结构方式适用性及技术措施

呈贡近年来深基坑较多，埋深5～24米，其地质特点为杂土层厚1～2米；典型冲积湖堆积粘（粉质）土黄、褐色微膨胀性层厚2～8米；砂砾层2～3米；泥碳（草霉层）流塑状夹层厚1～3米，埋深5～8米；强风化泥岩；中风化砂岩；彩云路以东半山坡丘陵局部卡斯特地质多溶洞；地下水：冲积湖盆地地下水位较高（0.5～1米）涌水量大，遍布大量暗河；山坡丘陵地下水位较低。深基坑支护是指深度超过5米，保护周边建、构筑物、地下管网，给基础施工人员提供安全保障的临时支护结构；支护是否安全可靠、是否经济、是否利于快速施工，支护结构设计选型是关键。

1.1 喷锚支护结构选择和适用性

喷锚支护施工便捷快速、工艺成熟、较经济，多用于5～8米深、地质土层较好、地下水位较低、无泥碳（草霉）夹层、砂砾层等不良地质，对于透水性较好的土质，如圆砾层、粉砂层等则应考虑先做深搅止水帷幕，在进行喷锚支护。极限性：对于基坑深超过8米，有泥碳（草霉）夹层、砂砾层等不良地质，地下涌水量较大，周边建、构筑物、地下管网较近环境禁用，成功案例：呈贡呈达玻璃厂保障性住房7米基坑、中国移动云南分公司呈贡通信营生产楼8米基坑，无不良地质，地下水位较低，采用喷锚支护较成功。失败案例：呈贡中置信广场工程局部喷锚支护深7～12米，呈贡大成金融大厦工程局部喷锚支护深7～12米，支护5～7米深度揭示有泥碳（草霉层）不良地质夹层，且地下水位较高，涌水量丰富，采用喷锚支护，由于打入泥碳（草霉层）不良土层锚杆失效造成基坑坍塌，虽未造成人员伤亡，但经济损失较大，工期延误。

1.2 SMW工法支护结构选择和适用性

SMW工法是采用高压旋喷或是深搅加芯桩的一种支护结构，成桩直径800～1200mm，芯筋骨采用工字钢或是焊接H型钢，型钢截面根据支护深度不同、荷载大小确定，一般选用200mm～600mm，适用于地下水丰富的软弱地质，芯筋骨在基坑回填后可回收，最大悬臂高度5米，超过5米深度采用钢筋砼梁或钢管内支撑，最大适用深度15米；超深芯筋骨截面积增大且回收困难不经济，内支撑道数多不利于土方开挖，影响施工进度。成功案例：环湖截污涵工程，典型软弱地质，箱涵截面4000×4500mm，基坑深9～14米，采用SMW工法（600mm工字钢加芯，加冠梁、加钢筋砼内支撑6米间距）支护，开挖后基坑稳定，基底干燥止水效果良好。

1.3 钢筋砼桩索锚支护结构选择和适用性

钢筋砼桩索锚支护，桩径采用800～1200mm，成孔方式采用钻孔灌注、人工挖孔、旋挖成孔等工艺，加冠梁、腰梁，打设土体锚，施加预应力靠坑外土体锚固力实现的一种支护结构；锚杆锁定力可根据试验确定。适用范围：地质土层较好、地下水位较低、无泥碳（草霉）夹层、砂砾层等不良地质，周边建、构筑物、地下管网在锚杆以外的，基坑深度在20米以内的适用；对于透水性较好的土质，如圆砾层、粉砂层等则应考虑先做深搅止水帷幕可用，反之禁用。采用钢筋砼桩索锚支护结构优点：15米～20米深度基坑可靠，不用内支撑有利于土方开挖和地下结构施工。缺点：当深度超过20米，周边建、构筑物、地下管网较近，有泥碳（草霉）夹层不良土质，地下室结构施工过长经过多个旱、雨季交替的，易引起锚索失效，支护变形过大（超规范预警值30mm），由于锚固土体破坏给加固工作带来相当大困难。成功案例：呈贡区域内采用钢筋砼桩索锚支护结构工程较多，深度20米以内的工程昆百呈贡新都汇、上海东盟大厦、实力心城、南亚第一城、新都昌广场支护稳定、变形10～25mm未超预警值，目前除南亚第一城还未进行土方回填外，其他项目已经回填完。失败案例：呈贡大成金融大厦工程东、北侧基坑深7～12米采用喷锚支护；南、西侧（距彩云路下轻轨盾构体38.9米）基坑深15～20米采用钢筋砼桩索锚支护结构，由于不良地质[支护5～7米深度揭示有泥碳（草霉层）夹层]，过度抽排地下水且不反补水，基坑超挖深（原支护设计最大开挖深度为20米，南、西侧大面超挖2米、局部超挖3米），时逢雨季（7月份），开挖速度过快等原因，造成东、北侧喷锚支护坍塌，南、西侧钢筋砼桩索锚支护结构变形过大（最大变形90mm)，彩云路下轻轨盾构体局部三环变形开裂，经济损失惨重。

1.4 地下连续墙内支撑支护结构选择和适用性

城市施工环境条件下最优首选支护结构，除弱风化以上岩层以外的任何不良地质均适用，特别是周边有重要建、构筑物，地下管网较近更应采用该支护结构。地下连续墙内支撑支护结构安全可靠性高、可进行超深支护，变形小，止水效果显著，支撑可根据内力变化增加，易加固。缺点：施工周期长，土方开挖难度大，对地下结构施工有一定影响。比较成功案例是昆明轨道交通1#线呈贡段明挖地下车站，基坑最深28米，开挖后监测显示最大变形量5～10mm ，基底干燥止水效果显著。

2超厚砼箱（筏）粗钢筋连接及上下层钢筋支撑技术措施

箱(筏)基底板一般配筋较大（Φ20～Φ40），强度较高400MPa～500MPa板厚2m～9.5m（核心筒局部），板上层筋四层；粗钢筋的可靠快速连接和上层稳定支撑方法的选择，将直接影响施工质量及施工速度。

2.1 粗、高强钢筋接头

直径≥Φ20、强度大于400MPa的钢筋接头优先采用锥螺纹、直螺纹连接、冷挤压机械连接等方法。淘汰热作接头。

2.2 上下层钢筋支撑

(1)根据不同的底板厚度，对于1m至3m以内的底板，钢筋绑扎前先设置钢筋支撑，按纵横向1.5m间距设置，支撑钢筋顶部位置设置通长钢筋，作为底板上层钢筋支撑，该通长钢筋直径为Φ28，钢筋支撑如下图所示：

(2)对于厚度大于3m底板，根据筏板厚度须采用工字钢做钢筋支架系统，经验算，筏板厚度为3m至5m底板采用10号工字钢，5m至7m底板采用14号工字钢，7m至10m底板采用16号工字钢，纵横向间距均为2m。为了防止工字钢失稳，工字钢底加焊一块300×300×10钢板，工字钢中间根据底板厚度加设1～3道Φ25钢筋斜撑，支撑钢筋如下图所示：

3基础后浇带留设施工难点采取技术改进措施

3.1 施工难点

(1)现在超厚、大面积砼箱（筏）基础层出不穷，留设结构变形缝设计多采用后浇带。

(2)后浇带留设高度随筏板厚不同而不同，一般为0.6m～4.5m，筏板钢筋较密给后浇带留设施工带来很大难度。

(3)通常留设方式采用木模，但木模加固支撑较团难，砼浇灌后胀模多，打凿清理后浇带工作量大。若采用插木条、插钢筋、用铁丝网片隔设等，砼浇灌漏浆严重，打凿清理费工、费时，且不能保证质量。

3.2 后浇带留设采取技术改进措施针对以上难点，采用后浇带预制钢筋网成品模板技术措施能有效解决问题：(1)该模板以废旧短钢筋及钢板止水带为骨架，再将密目钢丝网片绑扎固定在其上，在场外加工好。钢筋可充分利用废旧短钢筋，节约成本。

(2)按设计要求大样制作成凹槽形状，使新老混凝土紧密结合，达到良好的泌水效果，对后浇带部位渗水的隐患起到很好的约束作用，杜绝了传统施工技术钢板止水带位置及凹槽不准确的质量通病。

(3)基础垫层浇筑时，后浇带部位垫层比其余部位低50mm左右，预留凹槽，以防止少量混凝土浆流入后包裹钢筋，杜绝传统施工工艺封闭后浇带时需大量人工清除混凝土浆的弊病。

(4)基础垫层浇筑后，提前将模板安装就位，简单快捷，技术要求及劳动强度低，普通工人即可加工和安装，钢筋安装时将钢筋从钢丝网中穿过，但需提前根据钢筋规格引孔，避免工人随意乱穿钢筋，使缝隙加大，占用时间少，缩短基础施工时间。

(5)模板整体加工，成型尺寸准确，整体安装，缝隙严密，不易漏混凝土，模板牢固不会崩模，整体质量好。

(6)混凝土浇筑后，模板不需拆除，减少施工工序。(7)提高工效，缩短工期，节约成本。

3.3 后浇带砼施工

(1)施工中必须保证后浇带两侧混凝土浇筑质量，防止漏浆，或混凝土疏松。后浇带两侧应采用钢筋支架钢丝网隔断，并由结构设计人员确定两侧断面形式，当地下室有防水要求时，地下室后浇带不宜留成直槎。施工单位应指派专人负责保持后浇带内的清洁，防止后浇带内的钢筋锈蚀，或钢筋被压弯、踩弯。在封闭施工后浇带之前，应将后浇带内的杂物清理干净，做好钢筋的除锈工作，并将两侧混凝土凿毛，涂刷界面剂，后浇带混凝土应比两侧混凝土强度等级增大一级，并且采用掺加了微膨胀剂的补偿收缩混凝土浇筑。后浇带混凝土浇筑时，宜控制其环境温度低于两侧混凝土浇筑时的环境温度，并应有专人负责。后浇带混凝土浇筑完毕后，应注意做好养护工作。

(2)施工后浇带的封闭时间，一般来讲，对于收缩后浇带，不宜少于两个月，通常认为这时候混凝土的收缩变形已经完成60%以上；对于沉降后浇带，应等高层建筑主体结构封顶后再浇筑后浇带混凝土，即要求高层建筑先施工、先沉降，以释放一部分高层与裙房之间的差异沉降；或者根据沉降观测，当高层建筑结构施工到一定高度时，若高层建筑的沉降量较小，预估高层与裙房之间产生的差异沉降量处在控制范围之内时，亦可以提前浇筑后浇带混凝土。

(3)在封闭后浇带之前，应注意后浇带附近一定范围内不应允许施工堆放材料，限制施工荷载，并做好后浇带两侧的临时支护。特别是目前很多工程中，施工采用快拆体系的模板，这时候更要注意后浇带附近的支护质量，防止在拆除模板过程中，由于支撑松动、移位等造成结构开裂。

4施工缝防水措施

(1)施工缝是地下工程防水最薄弱的地方，且施工中不可避免的产生施工缝，那么尽可能减少施工缝的出现，施工中采取相应措施能够减少施工缝的数量。施工缝的防水处理是解决地下工程防水的重要环节。

(2)施工缝的防水问题，在必不可少的施工缝上，应用传统的钢板止水带进行施工，能够取得良好的效果。近年来推广使用的膨胀橡胶止水带使用效果也很好。

(3)应该指出，钢板止水带的方法，必须出现吊模。吊模下角如何保证混凝土质量是地下工程防水的重要环节。吊模下角是混凝土最难保证其质量的地方，稍有不慎，总会造成露筋渗漏砼疏松等质量事故。施工中应控制好浇筑吊模砼的节奏，浇得过早，砼易出现从吊模底部溢出，浇得过晚，便容易产生冷缝。一般采取先将砼浇筑至吊模的下口，待其初凝后，初凝前进行吊模内砼浇筑，浇筑后严禁再次扰动，确保混凝土密实度而又不产生其它质量问题。

5箱(筏)基纵向弯曲裂缝的产生及控制

无论是箱基、筏基的施工质量已经按优良标准组织实施完毕，并取得优良效果，要确保箱(筏)基的工程质量，还与上部结构施工的速度有直接关系，上部工程加荷过快，箱(筏)基础一、二层砼尚未达到龄期，整体刚度较差，上部荷载又相对较大，在这样的情况下，箱(筏)基容易沿短边方向产生纵向弯曲裂缝。裂缝呈上宽下窄，一般出现在柱距跨中1/3范围内，特别是筏基，相对刚度较弱，更容易出现纵向弯曲裂缝，对箱(筏)基结构带来一定影响，直接造成地下室渗漏。因此，在箱(筏)基施工完毕后，应严格控制上部施工速度，待上部一、二层砼达设计强度70%，方可组织上部结构的快速施工。

6结束语

深基坑支护应以安全可靠为第一要素，其次考虑经济成本和施工速度；并结合工程自身特点、不同地域、不同地质水文情况及周边环境因素，选用相适用支护结构、并严格按设计施工、严禁超挖等是基坑支护成败关键；粗钢筋连接及支撑方式有效快束；施工缝防水、纵向弯曲裂缝质量控制好坏直接影响到结构安全和今后使用功能；后浇带整体式成品模板施工技术干净整齐效果显著，具有很好推广示范作用。

[1]杨宗放.建筑施工手册 [M]，北京：中国建筑工业出版社，1997： 365-369.

[2]徐帆.建筑施工手册[M]，北京：中国建筑工业出版社，1997：468.

[3]江正荣.建筑施工手册 [M]，北京：中国建筑工业出版社，1997：343-346.

[4]薛振东.建筑施工手册 [M]，北京：中国建筑工业出版社，1997：425.

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1007-6344（2015）05-0349-02