李梅交 韩铁峡
中国水利水电第十一工程局有限公司(472000)
三门峡职业技术学院新校区建设项目位于三门峡市职教园区内,共22栋单体建筑,其中6栋宿舍楼(6层)、2栋食堂(3层)为混凝土框架结构,无地下室。宿舍建筑面积为27 126.87 m2,首层建筑面积为4 662.56 m2,层高为3.55 m,地上6层,基础形式为条形基础;食堂建筑面积为11 340.81 m2,首层建筑面积为4 890.76 m2,层高为5.4 m,地上3层,基础形式为柱下独基;地基处理面标高均为-2.1 m。
宿舍楼:条形基础、连梁、房心回填、24砖墙、地沟、6 cm厚C15素混凝土垫层;食堂楼:独立基础、连梁、房心回填、24砖墙、地沟、6 cm厚C15素混凝土垫层。
根据各个楼栋实际施工进展情况,对±0.000 m以下基础施工采取了3种工序衔接技术。
1)-2.1 m工序衔接技术:条形基础、连梁浇筑至-0.9 m→1层模板支撑架搭设→外脚手架搭设→主体结构施工至3层→1层模板支撑架拆除→24砖墙砌筑至-0.9 m→房心回填至-0.9 m→24砖墙砌筑至-0.04 m→房心回填至-0.04 m→C15素混凝土垫层浇筑至-0.04 m→地沟施工→二次结构施工。
2)-0.9 m工序衔接技术:独立基础、连梁浇筑至-0.9 m→24砖墙砌筑至-0.9 m→房心回填至-0.9 m→1层模板支撑架搭设→外脚手架搭设→主体结构施工至3层→1层模板支撑架拆除→24砖墙砌筑至-0.04 m→地沟施工→房心回填至-0.04 m→C15素混凝土垫层浇筑至-0.04 m→二次结构施工。
3)-0.04 m工序衔接技术:条形基础、连梁浇筑至-0.9 m→24砖墙砌筑至-0.9 m→房心回填至-0.9 m→基础柱浇筑至-0.04 m→24砖墙砌筑至-0.04 m→房心回填至-0.04 m→C15素混凝土垫层浇筑至-0.04 m→1层模板支撑架搭设→外脚手架搭设→主体结构施工至3层→1层模板支撑架拆除→地沟施工→二次结构施工。
上述3种工序衔接技术分别用于1#宿舍、1#食堂、3#宿舍,实施中对每个楼栋在不同施工进展情况下的工序衔接技术进行了研究与应用。
1)1#宿舍楼自-2.1 m处施工条形基础、连梁后直接进行首层施工,10 d后主体的首层混凝土浇筑完毕,在混凝土强度满足模板支撑拆除要求后开始-2.1 m至±0.00 m基础施工内容的施工,此工序衔接技术首层主体施工开始的早,利于主体结构工期控制,但对二次结构施工造成很大影响。
2)-2.1 m至±0.00 m基础房心回填、砖墙砌筑、构造柱的施工进度异常缓慢,空间受限(层高为3.55 m)对后续二次结构施工的开始时间造成很大影响,施工成本增加30%。对二次结构施工的影响主要体现在-2.1 m至±0.00 m基础施工工期长,因受到外脚手、后浇带支撑体系的影响,只能局部预留施工通道,施工操作面受限,上下交叉作业安全隐患较大,此部分内容施工工期据统计为30 d。成本增加主要体现在-2.1 m至±0.00 m处砖墙、砂浆、钢筋等材料搬运不能利用垂直运输设备,房心回填土方倒运、摊铺、碾压不能采用大型机械,人工费用较-0.04 m工序衔接技术增加3倍,且施工效率低。
1)1#食堂-2.1 m处施工独立基础、连梁后,开始房心回填、24砖墙砌筑至-0.9 m处 (施工时间为5 d),8 d后进行首层混凝土浇筑施工,在混凝土强度满足模板支撑拆除要求后开始-0.9 m至±0.00 m基础施工内容的施工,此工序衔接技术首层主体施工开始时间较早(相对于-0.04 m工序衔接技术),对主体结构工期控制相对有利,对二次结构施工造成很大影响。
2)-2.1 m至-0.9 m基础房心回填、砖墙砌筑、构造柱的施工进度正常,-0.9 m至±0.00 m基础施工进度缓慢,空间受限(层高:5.4 m+0.9 m=6.3 m),对后续二次结构施工开始时间造成较大影响,施工成本增加。对二次结构施工的影响主要体现在-0.9 m至±0.00 m基础施工工期长,因受到外脚手、后浇带支撑体系的影响,只能局部预留施工通道,施工的操作面受限,上下交叉作业安全隐患较大,此部分内容施工工期据统计为20 d。成本增加主要体现在-0.9 m至±0.00 m处砖墙、砂浆、钢筋等材料搬运不能利用垂直运输设备,房心回填土方倒运、摊铺、碾压不能采用大型机械,人工费用较-0.04 m工序衔接技术增加2倍,且施工效率较低。
1)3#宿舍楼-2.1 m处施工条形基础、连梁后,开始房心回填、24砖墙砌筑至-0.04 m处(施工时间为18 d),7 d后进行首层混凝土的浇筑施工,在混凝土的强度满足模板支撑拆除要求后开始-0.04 m至±0.00 m基础施工内容的施工,对主体结构工期控制无影响,且对后续二次结构施工开始时间无影响,施工成本相对其他两种技术减少。成本减少主要体现在±0.000 m以下基础施工空间开阔,既可以利用现场已有的塔吊浇筑混凝土及转运材料,也可以利用大型机械设备倒运、碾压土方,人工费大幅降低。
2)相较于另外两种工序衔接技术,-0.04 m工序衔接技术在安全施工方面优势明显。-2.1 m、-0.9 m工序衔接技术的模板支撑架体较高,钢管搭设在土基上,湿陷性地区架体地基的稳定性及排水是重点,首层5 000 mm×200 mm×50 mm垫板、钢管使用量增加,架体搭设、拆除难度增大;而-0.04 m工序衔接技术利用室内6 cm厚C15混凝土垫层为架体基础,架体地基稳固、平整,避免因地基不稳造成架体坍塌现象,无需大垫板,在每根立管下用15 mm×15 mm小模板做垫板以起到防滑作用即可。
综上所述,-2.1 m、-0.9 m、-0.04 m 这 3种工序衔接技术在相同的施工任务、开始时间下所需的施工工期分别为40 d、33 d、25 d,对整体主体结构封顶时间的影响分别为提前5 d、提前3 d、提前0 d,对后续二次结构工期的影响分别为滞后12 d、10 d、0 d;在相同的施工任务情况下所需的施工成本分别为增加3倍、增加2倍、不增加。
1)因条形基础(或独立基础)、连梁结构构件外露,首层模板支撑架搭设、拆除过程中需注意基础构件的成品保护工作,架体搭设在水泥土褥垫层上,架体地基相对稳定,在雨季需特别注意做好防、排水工作。
2)-2.1 m至-0.9 m砖墙砌筑完成后,墙体两侧房心回填需对称分层均匀进行,以免造成墙体变形、倾倒,柱子需用薄膜加以保护,以免土方运输、碾压时造成成品损坏。
3)-0.9 m至-0.04 m墙体砌筑时需注意预留地沟的位置,避免返工拆除地沟部位墙体;房心回填边角部位需处理到位,采用小型打夯机进行夯实,保证满足设计压实系数。
4)首层沉降后浇带需在结构主体封顶后封闭,根据沉降观测记录,由设计单位确认后方可封闭;首层收缩后浇带需在其两侧混凝士龄期达到45 d后方可封闭,后浇带处模板支撑体系不能拆除,对砖墙砌筑及房心回填造成较大影响,部分房间回填需分台阶搭接回填。
1)首层支架搭设在房心回填土上,架体搭设相对较高(4.45 m~6.7 m)。架体地基土的稳定性特别重要,房心回填土的碾压密实度是控制的关键,同时需做好防、排水工作。
2)-0.9 m至-0.04 m砖墙砌筑及房心回填过程中,需注意对基础上构造柱预埋钢筋的保护,避免机械设备碾压、破坏构造柱预留钢筋。
3)其余同4.1第2条、第3条、第4条。
1)在大面积房心回填过程中,需注意对基础后浇带预留钢筋、模板的保护,避免因土进入后浇带而造成清理困难,避免因机械设备碾压后浇带钢筋而造成返工现象。
2)在房心回填土方摊铺、液压夯设备施工中需注意保护柱子预留钢筋,以免因碰撞柱子钢筋而造成钢筋变形现象。
3)柱子结合部位的清理必须采用人工配合风机的方式,以免出现两张皮的现象,造成质量隐患。
4)6 cm厚C15混凝土浇筑时需预留地沟位置,否则后期地沟施工时需破除混凝土,造成浪费现象。
5 -0.04 m工序衔接技术的应用前景
1)在项目履约上:三门峡职业技术学院新校区建设项目共22栋单体建筑,其中16栋建筑为混凝土框架结构(南校区8栋,北校区8栋),地上3层至6层。通过研究,普遍认为-0.04 m技术在工期、成本、安全、质量综合管控上最为合理,对项目的履约最为有利。
2)在管理模式上:相对于-2.1 m、-0.9 m技术而言,砌体施工不连续,砌体作业人员在基础砌体施工完成后需等待一段时间才可以进行首层及以上楼层二次结构施工,对于主体结构与二次结构分开劳务分包的管理模式不利。经市场调查,主体结构与二次结构分开劳务分包的管理模式占比为30%。因此,-0.04 m工序衔接技术在市场劳务分包管理模式方面占有一定的优势,值得推广使用。
3)在多层公共建筑应用上:多层公共建筑以混凝土框架结构居多,具有房间开间大、进深深、相比住宅建筑楼层高、±0.00 m以下基础施工工序多且复杂等特点,-0.04 m工序衔接技术的应用效果较好。
通过对多层公共建筑±0.000 m以下工序衔接技术的研究与应用,针对±0.000 m以下基础工程工序多且复杂的特点,在实施中分别对-2.1 m、-0.9 m、-0.04 m工序衔接技术进行工期、成本上的对比分析,并总结出这三种技术的技术控制要点,认为-0.04 m技术在多层公共建筑混凝土框架结构中的应用前景广阔,对类似工程施工具有借鉴作用。