地下结构逆作施工时水平与竖向结构节点处理方法

刘继来

（山西四建集团有限公司，太原030006）

地下结构逆作施工时水平与竖向结构节点处理方法

刘继来

（山西四建集团有限公司，太原030006）

地下结构采用逆作法施工时，与常规的施工方法不同的是先施工水平结构，再施工竖向结构，水平与竖向结构节点施工质量对整个逆作法施工起到关键的作用。针对太原红星美凯龙项目地下结构采用局部逆作法施工，总结了逆作法结构相关节点施工工艺。可为北方地区类似工程提供参考。

逆作施工;节点设计;环梁节点

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.11.119

1 引言

目前，国内高层建筑正朝着超高层、大规模、大体量的方向发展，施工现场在施工过程中可利用的场地越来越受局限，因此，采用逆作法对地下结构进行施工将成为建筑施工的趋势。由于逆作法施工不同于其他施工方法，其要求先施工水平结构，后施工竖向结构，水平结构和竖向结构节点施工的质量对整个逆作法施工起到关键的作用。针对太原红星美凯龙项目地下结构采用局部逆作法施工，施工过程中通过研究与运用总结了逆作法结构相关节点施工方法。

2 竖向支撑柱与水平梁板节点处理方法

在逆作结构施工中,中间临时支撑柱与梁板节点的设计与施工,主要解决的问题是水平梁板的梁钢筋与中间临时支撑柱的连接问题,即保证梁柱节点混凝土结构施工完成后,水平梁板与临时支撑柱之间的梁柱节点的成型质量和所受内力分布同设计计算简图一致。

水平梁板与临时支撑柱之间的梁柱节点的设计和施工主要取决于中间临时支撑柱的结构形式。中间临时支撑柱通常采用型钢格构柱和钢管混凝土柱2种形式，水平梁钢筋与临时支撑柱连接方法通常采用:（1）预先钻孔法：在中间临时支撑柱型钢上钻孔，从中穿过梁钢筋；（2）传力钢板法：在中间临时支撑柱的型钢翼缘处焊接传力钢板，梁板受力钢筋焊接到传力钢板上。钻孔法节点简单、柱梁节点混凝土浇筑成型好，但是在型钢上钻孔可能会使柱截面受到破坏,导致承载力降低。而传力钢板法可以解决钻孔过多、削弱柱截面、降低承载力的问题,但是材料消耗比较大,钢筋焊接工作量大且传力钢板下面的焊缝施焊困难,施工工艺复杂,而且不能保证传力钢板下的混凝土浇筑密实[1]。中间临时支撑柱采用钢管混凝土柱时,还可以采用钢牛腿和接驳器2种形式。这2种方法在实际逆作法施工中也存在一些缺陷，如：材料使用量大、接驳器位置及不能保证焊接质量等。

3 地连墙与梁板节点的处理方法

逆作法施工是充分利用水平梁板水平支撑力无限大的原理作为地下连续墙的可靠水平支撑,结构设计中水平梁板与地下连续墙大多按固结考虑,所以此处的节点的可靠性非常重要,必须设法确保梁断面的抗弯、抗剪强度以及梁端受力钢筋的锚固或连接等满足设计要求。地下连续墙与梁板的连接节点形式通常有预埋钢筋法、预埋钢板法、齿形接头法、锥螺纹钢筋接头法等。

这些方法各自有它的优缺点：预埋钢筋法构造施工过程比较简单、方便。但是扳直直径较大的钢筋需采用较大的工具，而且扳出的钢筋不顺直,导致与水平梁板钢筋连接不规矩，甚至产生初始应力，对结构受力不利；预埋钢板法虽然施工方便、接头受力性能较好，但是对焊接人员和钢筋焊接质量要求高、现场焊接工作量大、施工进度缓慢，如焊接出现问题，也将导致受力不能满足要求；锥螺纹钢筋接头法施工速度较快、施工简便且不受气候影响，但是地下连续墙施工不能保证锥螺纹钢筋接头位置预埋准确，需采取较好的固定措施来保证。本工程综合以上几种做法的优缺点采用了预埋连接钢板、围檩梁与其焊接连接的做法。

4 地下连续墙与底板节点的处理

在逆作法施工中，基础底板是逆作施工的最后一层水平结构，由于逆作法施工的特殊性，连续墙埋深大于基础埋深，所以在基础底板与地下连续墙连接节点处，需要满足2个要求：（1）考虑结构本身的抗震作用，使基础底板与地下连续墙连成一个整体,达到和设计时假定的节点构造相一致；（2）使基础底板和地下连续墙连接更加紧密,确保防水质量，以避免地下水通过该节点进入地下室内，造成地下室渗漏，影响施工质量。本工程施工中,通过在地下连续墙施工时在基础底板位置处预埋直螺纹接头,底板钢筋利用直螺纹接头与地下连续墙连接,通过在地下连续墙上凿出凹槽、焊接止水钢板来增强防水能力。

5 后期地下竖向结构施工缝处理方法

逆作法施工中，竖向结构后期施工时由于上下水平梁板已经施工完毕，所以竖向结构顶部与两接头处会出现施工缝，由于混凝土会因为收缩在上表面形成空隙，使梁柱接触面存在质量缺陷。为了保证混凝土结构受力，保证竖向构件在垂直方向将应力有效地向上、下构件传递，并保证混凝土密实度。这也给施工单位提出了更高的要求，因此，深入研究逆作法后期地下竖向结构施工缝的处理方法也成为施工单位的一个课题。

现阶段常用的接缝处理方式主要有注浆法、灌浆法和超灌法等。

5.1 注浆法

注浆法是竖向结构按照常规做法施工完成以后，等到混凝土收缩基本完成，采用高强度注浆材料对接缝处进行处理的施工方法。注浆材料需使用高流动状态低收缩性的材料，强度一般高于原混凝土结构至少一个等级以上。注浆法主要适用于后期施工的竖向结构承载能力和变形要求较高的混凝土构件或几何尺寸大的混凝土构件，比如逆作法施工时，上下同步施工的结构柱以及存在渗漏水隐患的墙体等。

5.2 灌浆法

灌浆法与注浆法不同的是地下竖向结构混凝土浇筑完成时，后期浇筑墙柱与水平结构之间需预留大于50 mm的空间，再用高于原结构等级的高强无收缩灌浆料填充密实。灌浆法使用的灌浆料流动性能好，基本无收缩、强度高、浇筑密实性好，能够保证施工质量，在混凝土浇筑、振捣条件差、几何空间狭小、施工受限制等特殊部位，采用此种方法最能体现它的优势，但是，有学者提出：人为地把原本1条施工缝变成了2条施工缝，是否会对结构受力有影响，并且灌浆料价格昂贵，会增加施工成本。

5.3 超灌法

超灌法是受混凝土框架结构填充墙构造柱浇注方法的启发，在水平结构施工时提前预留混凝土浇捣孔、在地下竖向结构支设模板时上口预留喇叭口的措施。进行后期地下竖向结构混凝土浇筑时，喇叭口处的混凝土浇筑面需超出施工缝300 mm[2]。超灌法是逆作法后期竖向结构施工中比较常用的施工缝处理工艺，这种方法能够较好地保证施工质量，成本也较低，但是对使用的材料、操作工人的责任心和施工操作的工艺等有比较高的要求。

超灌法是逆作法施工中最常用的地下竖向结构接缝处理方法。本工程通过提前预留浇捣孔以及在支设模板时留设喇叭口等措施，采用本方法进行地下竖向结构混凝土浇筑，效果较好。

6 结语

通过在太原红星美凯龙项目的实施应用，本文介绍的这些深基坑逆作法施工中的节点处理方法，保证了逆作法施工过程中各种受力结构的合理连接,达到了设计规范的要求，从而满足了各主要节点的受力要求,又与逆作法施工的施工工艺相匹配。这些节点处理办法的产生及应用从施工工艺角度保证了节点的施工质量,也使红星美凯龙项目逆作法施工的成功应用成为本地区的应用典范，从而为逆作法在北方地区的发展和应用奠定了坚实基础。

【1】沈咏，王祺国，李明华，等.特大型商业地产建筑深基坑逆作法施工实践[J].建筑施工，2012(6):509-511.

【2】曹少卫.高层建筑逆作法施工技术研究[D].西安：西南交通大学，2007.

Handling Methods of Horizontal and Vertical Structure Nodes in Underground Structure Top-Down Construction

LIU Ji-lai
(Shanxi Sijian Group Co.Ltd.,Taiyuan 030006,China)

There is a difference between top-down construction and traditional construction on underground structures,in construction sequence the vertical structure construction is after horizontal.The horizontal and vertical structure nodes play key role in top-down construction. This paper summarizes the construction technology of structure nodes in top-down construction according the top-down construction apply on underground structure of Macalline engineering in Taiyuan city.It can provide a reference to related engineering in north area.

top-down construction;node design;ring beam node

TU753

A

1007-9467（2016）11-0038-03

2016-09-27

刘继来（1972～），男，山西太原人，高级工程师，从事建筑施工技术管理研究。