高层住宅小区新增地下车库关键施工技术研究与应用

徐亨辉，包德军，孙建明，任盼龙，包国臻

兰州兰石建设工程有限公司，甘肃 兰州 730000

1 工程概况

某高层住宅小区设计有主楼5栋，地上有23～32层不等、地下有1层，结构主体高度为71.5～98.5m不等，地下室结构高度均为4.2m。采用桩筏基础，筏板厚度为1.5m，端承桩桩身长度平均为40m。此项目在主楼所有施工内容完成后重新调整规划设计，在小区红线范围内增加设计施工了整体地下车库。新增地下车库设计与北侧11#、12#、13#楼地下室外墙连接，南侧距离9#、10#楼分别为8.22m、9.73m，车库整体呈哑铃状布置，如图1所示，建筑面积约为8000m2，层高4.2m，为框架结构、桩基础。

图1 新增地下车库平面图

2 施工重点与难点

2.1 对钢筋混凝土结构植筋技术的应用

设计新增车库顶板和外墙与北侧主楼地下室外墙连接，底板与主楼筏板连接。按设计要求在新旧混凝土连接部位采用《混凝土结构加固设计规范》（GB 50367—2013）中的植筋技术连接。该项目存在大量的墙、梁、板、柱新旧混凝土植筋连接，植筋质量是影响项目结构安全的重要因素。

2.2 对预备注浆系统施工技术的应用

预备注浆系统是地下建筑工程混凝土结构接缝防水施工技术。该工程新增车库主体的施工与原有主楼未能同期施工，在混凝土接缝部位虽有沉降后浇带及微膨胀混凝土改善结构不均匀沉降带来的结构裂缝，但由于该工程在接缝部位大量使用了钢筋混凝土结构植筋，为避免接缝部位后期出现结构裂缝，该工程在植筋部位采用预备注浆系统。该系统通过设置PN腻子型遇水膨胀止水条和埋设QDM-ZT注浆管两种方式来满足地下建筑工程混凝土结构接缝防水需求。

3 解决方案

3.1 钢筋混凝土结构植筋技术的应用

（1）钢筋混凝土结构植筋深度计算。该工程植筋内容包括新建车库构造底板与原有主楼筏板连接植筋，新建车库顶板与原有主楼外墙连接植筋，新建车库外墙与原有主楼外墙连接植筋，主楼地下室外墙新增扶壁柱与原有外墙、筏板连接植筋。这四种结构连接均属于承重结构植筋，均需要经设计计算确定（新建车库连梁与原有主楼外墙连接机械锚固不在文章讨论范围之中）。这四种结构植筋连接涉及普通热轧带肋钢筋（HRB400E）C12、C14、C16、C18这4种规格，植入混凝土结构基材强度为C35。以C18为例，植筋深度计算如下：

式中：Ls为植筋的基本锚固深度，mm；αspt为防止混凝土劈裂引用的计算系数（现场所需植筋钢筋直径均小于C20），取1；d为植筋公称直径（以C18为例）；fy为植筋用钢筋的抗拉强度设计值，该项目植筋所用钢筋均为HRB400E，fy=360N/mm2；fbd为植筋用胶黏剂的连接抗剪强度设计值，现场使用A级胶，植筋间距S1≥7d=7×18=126mm，植筋边距S2≥3.5d=3.5×18=63mm，现场植筋间距、边距均满足要求，按内插法确定fbd=4.75N/mm2。故Ls=0.2×1×18×360÷4.75=272.84mm。

式中：ΨN为考虑各种因素对植筋受拉承载力的影响而需加大锚固深度的修正系数；Ψbr为考虑结构构件受力状态对承载力影响的系数，当为非悬挑的重要构件接长时，Ψbr取1.15；Ψw为混凝土孔壁潮湿影响系数，取1.1；ΨT为使用环境温度T的影响系数，当T≤60℃时，ΨT取1。故ΨN=1.15×1.1×1=1.265。

式中：Ld为植筋锚固深度设计值，mm；Ψae为考虑植筋位移延性要求的修正系数，当混凝土强度高于C30时，Ψae取 1。故Ld≥1.265×1×272.84=345.14mm。

根据以上以C18钢筋为例进行的植筋深度计算，并结合现场实际操作中有可能产生的不稳定因素，将设计植筋深度增加10%的富余量，确定C18钢筋的现场植筋深度为380mm（即Ld′≥ 345.14×1.1=379.654mm，取 380mm）。

通过以上计算方式得出C12、C14、C16的植筋深度，如表1所示。

表1 植筋深度及孔径设计值表 单位：mm

（2）钢筋混凝土结构植筋施工方案。为保证新旧混凝土结合面黏结牢固、传力可靠，植筋前需对原有混凝土基材进行凿毛处理，凿毛深度约为4～5mm并涂刷界面剂。按工序定位放线、钻孔、清孔、注胶、植筋。施工前应确认植筋锚固胶的产品合格证、出厂检验报告，各项性能指标应符合有关标准的规定。严格按照产品说明书使用植筋锚固胶，应按配合比准确计量，配胶由专人进行，搅拌均匀，配好的胶要在规定的时间内用完。植筋锚固胶配置时称量、搅拌用的容器应保持清洁。钻孔深度、孔径、钢筋处理、配胶等均要按设计要求及材料、工艺要求进行，由专人验收，合格后方可进行下一步工序施工。此外，还要确保养护质量，养护期间严禁扰动植埋好的钢筋，要按规范规定进行现场取样复试。

3.2 预备注浆系统施工技术的应用

（1）PN腻子型遇水膨胀止水条设置。该工程新旧混凝土连接部位有顶板、底板、外墙，均为后期与土壤接触部位，因此按设计要求在此部位设置遇水膨胀止水条。按设计要求，该工程采用PN腻子型遇水膨胀止水条，止水条体积膨胀率≥220%，高温试验（80℃×5h）无流淌、低温试验（-20℃×2h）无脆裂。

在该工程混凝土顶板、底板、外墙等部位的混凝土凿毛过程中，在混凝土截面居中剔凿一道30mm深V型槽，使用胶黏剂将止水条连接在槽内，待新结构混凝土浇筑后，止水条在48h后逐渐膨胀，与硬化中的混凝土形成压应力，满足防水要求。止水条在混凝土中具有较强的自愈功能，在结构出现新的细小裂隙而导致渗水时，会遇水持续膨胀而自行封堵裂隙。

（2）QDM-IT注浆管埋设。在橡胶止水条侧50～100mm迎水面混凝土中埋设注浆管，注浆管内径为8mm、外径为12mm，每回路长度≤4m，通过连接扣连接PVC注浆导管，注浆导管引出至新浇筑混凝土外表面，并封口保护，注浆时打开使用，相邻注浆管回路搭接20～30mm，注浆导管引出不可穿越止水条闭环。新增地下车库底板预备注浆系统如图2所示。

图2 新增地下车库底板预备注浆系统

该工程完工后注浆导管留置于构造底板地面、车库顶板下表面、外墙内表面，均通过建筑装饰隐蔽，目前无渗漏水现象，如出现渗漏水现象可及时打开注浆导管进行注浆封闭。

4 结束语

该工程于2020年9月经过竣工验收后投入使用，结构工作情况良好，满足使用要求。随着城市化进程的不断深入，对于城市地下空间的开发项目逐渐增多，该工程便是在原有住宅小区内新增地下车库。文章通过对混凝土结构受力钢筋植筋深度的计算，以及对施工重点内容的分析和新旧地下混凝土结构接缝防水施工技术要求的详细阐述，希望对同类型其他工程有一定的参考价值。