“土模法”在逆作深基坑地下室结构施工中的应用

刘 聪 李云峰 哈小平 裴忠武 刘嘉东

1. 中建八局第一建设有限公司 山东 济南 250100；2. 中建八局海外事业部 上海 200135

印尼一号项目为超大深基坑工程，有地下室7层（基坑最深为30 m），基坑占地14 000 m2。由于工程地处印尼首都雅加达核心区，施工场地极为狭小，故采用逆作法施工裙房地下室结构。

为实现工期完美履约，项目部经过综合分析，精密计算，创造性地提出“跃层开挖，顺逆结合”的思路[1]：在完成B1层结构施工后，同时开挖B2、B3层土方，而后跃过B2层结构施工，直接进行B3层结构施工，在B3层板施工的过程中，再组织B2层板流水施工。

为保证在跃层施工期间基坑的整体稳定，跃层仅开挖至B3层板底标高处，严禁超挖。同时将公路、铁路、水利等建筑工程中常用的“土模法”引用于B3层永久结构施工中[2]。在“土模法”应用过程中，项目部不断改进工艺，分析总结，形成了一套可用于永久结构施工的“土模法”施工工艺。

1 应用概况

1.1 土体状况

本工程“土模法”主要应用于B3层横向结构施工，根据地勘报告及现场土体取样试验分析，该土层（约－11 m处）土质多为中等密实的黄土，为三类土。土体相对坚硬，不易塌方，塑性较好，土体状况良好。

1.2 结构概况

本工程裙房地下室为大跨无梁楼板结构，板厚220 mm。其中柱帽174处，截面尺寸2 800 mm×2 800 mm，板厚350 mm；梁截面尺寸800 mm×800 mm（4根）、800 mm×1 000 mm（2根）、500 mm×800 mm（6根）、300 mm×800 mm（3根）、300 mm×600 mm（3根）。

按照板底高差区别将梁、柱帽等横向构件分为3类：高差≤10 cm，10 cm＜高差≤30 cm，高差＞30 cm。“土模法”细部节点做法根据不同分类略有不同。

2 工艺流程及方法

2.1 工艺流程

降水至B3板底标高以下1 m→跃层土方开挖→机械夯实→人工整平→定位放线→板垫层浇筑→梁、柱帽定位放线→支设侧模→回填土夯实→梁、柱帽节点垫层浇筑→地板革铺设→结构施工

2.2 工艺方法及控制要点

2.2.1 地基处理

利用挖掘机进行大面积土方开挖，开挖后将标高差控制在0～10 cm内；人工清理至－5～5 cm内；机械夯实，人工整平至－3～3 cm内。

2.2.2 定位放线

根据设计图纸进行定位放线，预留柱帽、梁等节点位置。利用竹签固定分隔条作为标高控制线，严格控制土模标高。

2.2.3 节点侧模做法

1）高差≤10 cm的节点做法：楼板垫层浇筑完成后，开挖节点位置，机械夯实，人工整平。支设高低板边缘侧模，利用木条（用于连接楼板垫层与侧模）＋铁钉固定侧模，此方法可达到确保侧模不偏移、控制垂直度的效果，并可以防止垫层阳角被破坏。回填侧模外侧土体，浇筑垫层填实。待垫层混凝土强度达标后，拆除定位木条（图1）。

图1 高差≤10 cm的节点做法

2）10＜高差≤30 cm的节点做法：土模施工工艺与上述基本相同，柱节点与柱帽节点混凝土垫层自上而下逐层浇筑。其中，侧模除利用木条＋钢钉加固外，还在侧模外侧固定木方（70 mm×50 mm）作为侧模龙骨，以防止梁、柱帽等结构混凝土在浇筑时，因混凝土侧压力过大而导致侧模偏移（图2）。

图2 10＜高差≤30 cm的节点做法

3）高差＞30 cm的节点做法：土模施工工艺与上述基本相同。其中，因高差过大，混凝土侧压力过大，故侧模固定2道木方作为龙骨，并沿侧模垂直方向均匀分布间距。为防止在木方龙骨连接处侧模产生过大挠度，现场要求木方龙骨必须采用重叠搭接并用长铁钉固定，龙骨需保持平行（图3）。

2.2.4 垫层浇筑

素土夯实整平后，浇筑厚100 mm的B0级（相当于国内C15级）素混凝土垫层，收平磨光，按照规范中现浇楼板板面标高控制标准严格控制标高。侧模支设完成后，用B0级素混凝土填实找平磨光。因高差＞30 cm的构件钢筋、混凝土自重较大，故底部在垫层浇筑后铺设厚15 mm木模板，以防止在钢筋绑扎、混凝土浇筑过程中，因垫层破坏而导致胀模、结构变形。

图3 高差＞30 cm的节点做法

2.2.5 地板革铺设

“土模法”施工地下室永久结构存在下层土方开挖过程中垫层难以脱落剥离的现象。因此，在垫层混凝土终凝后，铺设地板革（其他不易与混凝土粘贴的卷材亦可），利用钢钉＋垫片进行固定，确保地板革不打皱卷曲，阴阳角贴合紧密。地板革拼接缝处应重叠铺设，接缝处用胶带连接。混凝土浇筑前应利用空压机等将地板革表面清理干净。

2.2.6 垫层剥离

在下层土方开挖过程中，大面积垫层会因自身重力自动脱落。部分不易脱落的部分，利用挖掘机轻触，助其脱落，切勿强行抠挖，以防损坏永久结构。若遇节点处垫层难以脱落，则在土方开挖完成后，搭设脚手架，人工剥离脱落。

3 注意事项

1）土模法施工需通过计算，确保土体＋垫层可以承受钢筋＋混凝土以及施工等荷载而不变形。清槽过程中如遇淤泥等土质较差部位，应扩大20 cm范围进行土体换填，而后机械夯实，人工找平。

2）土模标高控制分3次等级控制：挖掘机开挖时标高控制；机械夯实，人工找平时标高控制；垫层浇筑时标高控制。逐级过程管控，最终达到可施工地下室永久结构的要求。

3）垫层阳角等损坏时，应将损坏部位扩大凿毛，用砂浆填补，并利用阳角抹子找角。

4）结构钢筋绑扎施工过程中严禁拖拉钢筋、吸烟，严格控制动火作业等，以防破坏地板革。钢筋绑扎施工过程中如不慎将地板革破坏，应利用胶带＋小块地板革进行修补。

5）在垫层脱落剥离过程中，要时刻注意安全，以防砸伤。

6）土模施工若遇大雨将不易成模，且易变形坍塌。若无法避开大雨，应采取以下措施[3]：合理布置场地，着重注意现场组织排水，土模面不可积水；适当备些干土，垫层浇筑前，以干土覆盖过于泥泞部位，随覆盖随浇筑垫层；雨天施工应搭设简易防雨棚，垫层浇筑后应盖塑料布，或在垫层表面刮上薄薄一层的防水浆。

4 总结分析

4.1 成本分析

“土模法”施工地下室永久结构，仅使用少量模板、木方、混凝土相辅成模，与传统木模相比，可节约木材90%以上，同时，节省用于支撑结构的钢材。

4.2 工期分析

“土模法”不受模板、支撑结构等材料供应的影响，亦不受材料周转期的限制。同时，“土模法”与传统施工工艺相比，工序简便，各工序间可组织流水施工，工期节省效果显著。

4.3 质量分析

土模较传统模板体系整体稳定，且不跑浆，构件不易出现蜂窝麻面，表面光滑平整。但因永久结构质量要求较高，故而“土模法”工序用工较多，各工序环节均需严格控制质量。雨季施工较为困难，应考虑排水、防雨。因土模的混凝土施工完毕后无法调整高度，故土模施工的标高控制要求非常严格。

5 结语

“土模法”在逆作深基坑工程施工永久结构需结合地形和施工经验进行[4-5]。印尼一号项目使用该技术取得了显著的经济效益和工期效益，对具备土模施工条件的基坑工程有较大的借鉴意义，值得推广应用。