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浅谈地下连续墙内插劲性柱施工质量控制

发表时间：2020/8/19 来源：《基层建设》2020年第10期作者：赵文凯

[导读] 摘要：以上海市第一人民医院眼科临床诊疗中心项目地下连续墙内插劲性柱施工为例，对施工质量控制进行了介绍。

        上海市第一人民医院上海 200080
        摘要：以上海市第一人民医院眼科临床诊疗中心项目地下连续墙内插劲性柱施工为例，对施工质量控制进行了介绍。施工中优化了劲性柱和地下连续墙的施工方案，克服了劲性柱和地墙钢筋笼的固定以及如何实现整体吊装、准确定位等难题，并通过相应的施工措施，进一步提高了地下连续墙和劲性柱的施工质量。
        关键词：地下连续墙；劲性柱；施工技术
        引言
        随着建筑工程的发展，建筑结构形式越来越复杂，地下结构柱（特别是劲性柱）设置在围护体地下连续墙之中，给地下连续墙施工带来了极大的难度。
        本文以上海市第一人民医院眼科临床诊疗中心项目为例，针对地下连续墙内插劲性柱施工难度大、重量大、定位精准高等特点，着重介绍地下连续墙钢筋笼加工制作、吊装的全过程中，如何最大限度地避免施工质量通病，保证施工质量。
        1 工程概况
        1.1工程简介
        上海市第一人民医院眼科临床诊疗中心项目，位于海宁路100号第一人民医院院内，项目总建筑面积99843㎡，其中新建一幢A楼，地上22层，地上建筑面积67292㎡，一幢B楼，地上5层，地上建筑面积4621㎡；地下室地下3层，建筑面积27930㎡。
        1.2 地下连续墙概况
        本工程南区基坑地下3层，采用逆作法施工，基坑面积约8214㎡，基坑周长约563m，基本开挖深度约18.65米，。采用地下连续墙作为围护结构，同时兼作地下室外墙，为“两墙合一”地下连续墙，墙厚1200mm、1000mm，墙顶标高-0.7m，墙底标高-29.7～-46.7m，采用十字钢板接头，其中1200mm厚地墙有18幅内插十字钢骨柱。
        2 施工技术难点
        1200mm厚地下连续墙内有18根“十”字形劲性柱，柱顶标高-1.2m，柱底标高-16.70m，劲性柱重量达到11吨。主要施工难点在于：
        2.1 劲性柱定位和垂直度要求高
        劲性柱的定位精度和垂直度必须达到设计要求，否则与后续上部劲性柱连接难以处理。
        2.2 地下连续墙和劲性柱整体吊装难度大
        一幅6m段1200mm墙宽地下连续墙内插劲性柱，包括：地下连续墙钢筋笼、十字钢板、环梁插筋、劲性柱、结构暗柱等；整体重量达到70吨，且劲性柱和十字钢板对地下连续墙钢筋笼整体属于偏心受力，对钢筋笼吊装带来相当难度。
        3 劲性柱施工方法的选择
        3.1 劲性柱先插法
        即同地下连续墙钢筋笼一同制作、整体吊装后续再浇筑砼。
        1）优点：劲性柱和地墙整体定位、垂直度容易控制。
        2）缺点：劲性柱和地下连续墙钢筋笼整体焊接、固定、吊装难度大，同时对后续混凝土浇筑有影响。
        3.2 劲性柱后插法
        地墙钢筋笼调放完毕后，先行浇筑砼至指定高度，根据预留位置调放劲性柱，再继续浇筑砼。
        1）优点：整体吊装施工难度小。
        2）缺点：劲性柱定位和垂直度不易控制，浇筑混凝土对劲性柱垂直度影响较大。
        3.3 方案比选结论
        基于以上对方案比较以及对质量要求等方面的考虑，本着保质保量的原则，本工程地下连续墙内插劲性柱采用先插法施工。
        3.4 地下连续墙内插劲性柱选择
        地墙内插劲性柱的施工方法，地墙钢筋笼、劲性柱、结构柱暗笼、十字钢板接头等在钢筋笼平台先行加工完成后，整体一次性吊装、下放。由于劲性柱结合暗柱设置的位置及重量相较于地下连续墙钢筋笼整体分布不均匀，这对于地墙钢筋笼整体起吊非常有难度，因此需要对地墙钢筋笼整体及与劲性柱连接部位进行加固，同时考虑整体钢筋笼重心计算，如何进行吊点的设置。
        地墙钢筋笼整体加固：这需要进一步增强地墙钢筋笼整体刚度，减小变形，同时劲性柱与钢筋笼的连接也需要加强固定措施。
        钢筋笼吊点设置：根据钢筋笼分幅宽度、劲性柱位置、施工流程等因素，充分考虑吊点位置，保证起吊过程中安全。
        4 实施过程
        4.1 测量放线
        测量工程师根据监理工程师确认的导线点和水准点进行放样，用全站仪放出十字钢骨柱的坐标点和中心，并用墨斗线在导墙弹出控制线，同时根据地下连续墙的分幅引出测量控制点，以便校核地下连续墙位置。放样完成后测量点经监理工程师复核无误后方可施工。
        4.2 钢筋笼加工制作
        地下连续墙内插劲性柱的具体施工方法如下：
        地墙钢筋笼、劲性柱、结构柱暗笼、十字钢板接头等在钢筋笼平台先行加工完成后，整体一次性吊装、下放。由于劲性柱结合暗柱设置的位置及重量相较于地下连续墙钢筋笼整体分布不均匀，这对于地墙钢筋笼整体起吊非常有难度，因此需要对地墙钢筋笼整体及与劲性柱连接部位进行加固。
        1）对地墙钢筋笼桁架设置加强：钢筋笼宽度大于5m的纵向桁架设置5榀，小于5m设置4榀（比原方案增加1榀），所有桁架斜杆采用“X”形布置（原方案为纵横向吊点桁架“X”形，非吊点桁架“W”形布置），以进一步增强钢筋笼整体刚度，减小变形。
        2）对劲性柱与地墙钢筋笼连接加强：针对劲性柱与外包柱筋相对位置固定较困难的问题，采用方钢（100*50*4.750）制作支撑架，间距约3m，每根劲性柱设6个，支撑架底板与柱下排主筋点焊固定，三根立柱支撑劲性柱。
        3）对结构柱暗笼制作的措施：柱箍筋预制时在横向桁架位置空开300mm，以便横向桁架焊接时留出操作空间：
        4）对特殊部位补强措施：劲性柱外包柱筋较密，横向桁架斜杆无法穿过，造成劲性柱部位横向桁架刚度不足，在该部位设置两榀转换桁架代替横向桁架斜杆。
        4.3 钢筋笼整体吊装

        4.4 转角幅钢筋笼方案
        对于4幅含劲性柱的转角幅，难以计算取得受力平衡点，为确保吊装安全，拟采用分节吊装、笼口拼接的方法施工。
        4.4.1分节位置在-25.2m处，位于坑底以下约6m。
        4.4.2由于地墙竖向主筋密度大，套筒机械连接难以进行，拟采用钢板等强连接方式连接，连接钢板置于钢筋笼内侧，施工顺序为：吊放下节笼→焊接钢板→吊放上节笼→调整对位→焊接钢筋（十字钢板）。
        （1）焊缝强度
        由于主筋并筋后无法进行双面焊，因此按10d单面焊将主筋焊接于钢板上，主筋全部为32mm直径HRB400级钢筋，设计强度fy=360N/mm2（混凝土结构设计规范），单根主筋设计强度=1/4πd2fy=290kN，焊缝长度L=320mm，焊缝有效厚度he=0.3*32=9.6mm，抗剪强度设计值

=120N/mm2（钢结构设计规范），焊缝强度=Lhe

=369kN，大于主筋强度。
        （2）钢板强度
        连接钢板采用20mm厚Q235级钢，强度设计值f=205N/mm2（钢结构设计规范），主筋平均间距75mm，则钢板强度=20*75*205/1000=308kN，大于主筋强度。
        4.4.3吊点布置
        上节笼采用主吊3点、副吊12点吊法，下节笼采用主吊2点、副吊8点吊法。
        4.5 混凝土浇筑与振捣
        本工程地下连续墙采用C35P8混凝土，自制10m振捣钢圈内置在劲性柱内，振捣棒采用9m长度型辅助振捣。
        由于柱体倾斜状并且柱体内钢筋密集，为确保混凝土质量，在劲性柱内置了2个辅助振捣钢圈，用于确保混凝土遇到劲性柱位置振捣密实，振捣时应严格按规范要求操作，并注意不得少振、漏振。混凝土振捣时，其移动间距不应超过振动器作用半径的1.5倍，每一部位混凝土须振动到密实为止。
        5 结语
        1）本工程地下连续墙内插十字钢骨柱，在结构体系中尤为重要，在对工程的整体围护受力体系上也是重要一环。
        2）本工程地下连续墙内插劲性柱施工，通过技术研究和方案优化，把难点做成了亮点，确保了地墙内插进行柱施工质量，得到了业主、和社会上的好评。
        3）地下连续墙内插劲性柱施工质量控制难度大，但只要充分重视，严格要求，通过精细管理及工艺创新，采取合理的施工技术，一定能有效保证十字钢骨柱的精准定位和地下连续墙的施工质量。
        作者简介：赵文凯（1987--），男，本科，工程师。