深基坑混凝土支撑腰梁和结构墙体二合一施工技术的应用

□文/王稹筠 张志威 吴天凯

1 工程概况

天津西站交通枢纽市政配套公用工程轨道交通地铁4号线西站站明挖段B区为地下3层，基坑最深达到28.5 m。围护结构为1 m厚地下连续墙，2道钢筋混凝土支撑，4道钢支撑，钢支撑采用壁厚14 mm直径609和800 mm的钢支撑管件，在土压力最大的-19 m的第5道支撑位置设置周圈1 500 mm×1 200 mm的混凝土腰梁和混凝土支撑梁。

混凝土腰梁全长151 m，紧贴地连墙设置，横穿主体结构侧墙，与1 m厚的外侧墙结构位置冲突。此种情况下需将腰梁底部的侧墙施工完毕后换撑，破除此临时腰梁后再向上继续施做侧墙，工序较多，施工周期较长。

为了节省工期，加快施工进度，在深基坑腰梁施工前，策划将临时腰梁在保证腰梁设计和功能要求的同时，还满足侧墙设计要求，作为永久结构施工，使腰梁与侧墙合二为一，即二合一的做法使得腰梁和该处侧墙一次性施工，不但避免了拆除腰梁结构后施工侧墙的工序，还缩短了工期。

2 施工难点

腰梁与侧墙合二为一，一次性施工完毕，腰梁下部混凝土墙体单侧支模逆做1 m厚侧墙结构，施工起来难度非常大，同时腰梁宽度比侧墙厚度大500 mm，使得下部侧墙混凝土的浇筑更加困难。

腰梁设置在基坑19 m深处，正处于地质6层微承压水范围，给结构防水带来更高的要求，腰梁与地连墙之间的防水处理、腰梁底部和下部侧墙顶部的防水处理，是施工的重点和难点。

腰梁既要满足基坑的支撑功能，又要满足永久结构侧墙的设计，使得此腰梁既有梁主筋和箍筋，又有墙体的竖向钢筋和拉钩密集，加上与原有地连墙预留相接钢筋，钢筋非常密集，使得钢筋绑扎和预留工艺复杂。

3 腰梁下部侧墙施工方案

由于混凝土腰梁的存在，使得腰梁以下的侧墙在明挖基坑内需要逆作施工。腰梁下部侧墙采用单侧支模体系进行混凝土模板支设。腰梁宽度1.5 m，侧墙宽1 m，既有0.5 m的腰梁悬于侧墙模板外。侧墙混凝土必须一次性浇筑至腰梁下并保证侧墙混凝土与腰梁下部混凝土充分咬合。对于腰梁下部侧墙混凝土的浇筑方案需要选择优化。

1）方案1。根据盖挖的施工经验，在模板与上部结构保留一定距离不安装模板。在此段距离内斜一定角度支设喇叭口。喇叭口上边缘要高于要浇筑的墙顶标高30 cm，保证多浇筑的混凝土有足够的压力使下部接茬处混凝土密实。浇筑时振捣棒顺着喇叭口垂直深入侧墙内部，从下至上振捣。浇筑完毕后将喇叭口处多余的混凝土剔凿，见图1。

图1 腰梁下侧墙采用喇叭口形式浇筑

根据以往的施工经验，采用喇叭口方式的施工缺点是材料损耗大，工序繁杂，后期修补麻烦且表观质量不佳，在B区采用喇叭口的方案，喇叭口高度将达到1.2 m，混凝土损耗严重，后期破除时间长。

2）方案2。在腰梁施工过程中预埋供侧墙混凝土浇筑的浇筑管。浇筑管为3 mm厚薄壁钢管，长1.5 m，直径0.2 m，在腰梁和侧墙重合的位置每隔1.5 m安装一个，见图2。

图2 腰梁内预埋浇筑管形式浇筑

侧墙混凝土浇筑时，只需将混凝土泵管插入浇筑管内，混凝土随浇筑管流入侧墙内。用两只振捣棒通过两侧的浇筑管进行墙内振捣。混凝土将浇筑管筑满后使用振捣棒插入浇筑口，插入深度2 m上下振捣，保证接茬处混凝土密实。此方案的混凝土浇筑密实性好，节省工及相关工序和材料，模板拆除后即可进行下步工序。

根据对比，在如此紧张的工期压力下，选用方案1即耗时又耗力且材料浪费严重。方案2施工速度快，浇筑效果好且不影响后序施工，此方法区别于往常的盖挖侧墙施工，有所创新，不但大大提高了施工速度，还可以有效地增收节支。因此选择施工方案2在腰梁内预埋浇筑管进行本工程腰梁侧墙二合一的施工。

4 施工流程

开挖至第5道混凝土支撑底标高→剔凿腰梁位置地下连续墙并清理墙内接驳器→地下连续墙墙面涂刷水泥基渗透结晶→平整夯实腰梁下场地→开挖填砂槽→侧墙插筋槽填砂子→在地下连续墙接驳器上连接腰梁钢筋→绑扎腰梁→支撑钢筋→在腰梁内插入侧墙内皮水平筋→放线→在腰梁内插入侧墙纵向主筋→在腰梁内埋设浇筑管→安装腰梁→支撑模板→浇筑腰梁混凝土→腰梁及支撑上强度后开挖下部土方到基底→清理剔凿腰梁下部砂土至露出混凝土施工面→在腰梁底部固定注浆管和遇水膨胀止水条→腰梁下部钢筋绑扎→安装侧墙模板并封堵接茬处缝隙→使用在腰梁上预留的浇筑管浇筑下部侧墙混凝土。

5 施工要点

5.1 墙面及基层处理

由于土方是分部开挖，当基坑局部开挖标高已达到腰梁位置且具备工作面时，便开始腰梁位置地下连续墙接驳器的清理。使用风镐将地下连续墙墙面凿毛并凿出预留的接驳器。接驳器上下两排，每个接驳器相距20 cm。遇到接驳器位置不符合腰梁位置的，须及时在地下连续墙上植筋。将墙面清理干净，涂刷1.5 mm厚水泥基渗透结晶。夯实腰梁下土方并在侧墙两排纵向主筋的位置刨挖20 cm的沟槽，腰梁下部机构槽内回填中砂。

5.2 腰梁钢筋绑扎

将腰梁钢筋与地下连续墙接驳器连接并绑扎腰梁钢筋。水平主筋按照从外到内的顺序绑扎，同时将侧墙内侧水平筋提前绑扎，预留好浇筑管的位置。经过放线确定侧墙轮廓线，然后根据定位线在腰梁上插入侧墙纵向主筋。侧墙纵向主筋上下两端均套丝并配戴保护帽，插入下部回填中砂的沟槽，砂子可以保护钢筋不受混凝土和湿土的污染并保持顺直。侧墙主筋插入完毕后焊接固定牢靠。

5.3 安装浇筑管

钢筋绑扎完毕后，将预先切割好的浇筑管在腰梁钢筋上每隔1.5 m一个插入，插入下部土壤5 cm，上部露出腰梁顶20 cm并焊接固定。浇筑管采用直径20 cm、壁厚3 mm的钢管。

5.4 腰梁混凝土浇筑

浇筑管埋设完毕后便可进行后序腰梁的模板安装和混凝土浇筑。在浇筑腰梁混凝土的时候要注意保护腰梁上部的侧墙钢筋不受污染，同时要采用废木板将浇筑口盖严，以免混凝土流入。浇筑后完成了混凝土支撑腰梁与结构侧墙二合一施工，待腰梁和混凝土支撑达到设计强度后便可进行下部的土方开挖。

5.5 结构墙体施工

土方开挖完毕后，进行主体结构底板的施工。底板混凝土浇筑完毕后，将腰梁底部的残留砂子清除并凿毛处理，绑扎侧墙的钢筋。侧墙钢筋上部与之前预埋的侧墙钢筋通过正反丝口直螺纹套筒机械连接。在腰梁下侧安装遇水膨胀止水胶条和注浆管并涂刷水泥基渗透结晶。封模后，在模板与腰梁的接缝处采用泡沫条封堵严实。检查合格后进行侧墙混凝土浇筑。侧墙混凝土浇筑时，将混凝土泵管插入浇筑管内，混凝土随浇筑管流入侧墙内。用两只振捣棒通过两侧的浇筑管进行墙内振捣，同时使用振捣进行外振。混凝土将浇筑管筑满后使用振捣棒插入浇筑口，插入深度2 m上下振捣，保证接茬处混凝土密实。

6 防水处理

为保证接茬处侧墙结构防水性能良好，除加强在接茬处混凝土振捣保证混凝土密实外，还需在接茬处增加一些防水措施。侧墙混凝土、腰梁混凝土采用强度等级C45、抗渗等级P10混凝土浇筑。将地下连续墙、腰梁上下面进行凿毛处理，侧墙防水卷材做到腰梁后，向腰梁水平方向平铺至侧墙钢筋根部，用密封膏密封收边并在拐角处双层加强。在侧墙位置处，腰梁上方预留中埋式注浆止水带，腰梁下侧安装遇水膨胀止水胶条并在上下面涂刷水泥基渗透结晶。同时，在腰梁上下安装注浆管，见图3。后期如有渗漏，可采用纳米水泥通过注浆管进行注浆堵漏。

图3 混凝土支撑腰梁与结构侧墙二合一防水措施

7 总结

天津西站交通枢纽配套市政公用工程土建一标段地铁4号线西站站B区深基坑采用混凝土支撑腰梁和结构墙体二合一做法，充分解决了复杂支撑体系中腰梁施工与主体结构侧墙施工的矛盾。“二合一”的做法大大节省了破除临时腰梁的费用，使主体结构施工不受拆除围护结构的制约，很有效地缩减了施工工期。此外“二合一”墙体节点处防水的处理，消除了结构后期接茬处渗漏水的隐患，大大提高了侧墙的施工质量，施工效果良好。“二合一”的做法是二次设计的创新亮点，有别于传统的支撑与结构矛盾的处理做法，显著地提高了施工速度，技术含量高，有效地节省开支，适用于深基坑设置腰梁的情况，在质量要求高，工期紧的工程值得推广实施，有较高地推广意义。