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《施工技能（中英文）》好文引荐｜静水压力开释技能在地下工程中的运用

　　原标题：《施工技能（中英文）》好文引荐｜静水压力开释技能在地下工程中的运用

　　广州世界金融城AT090902地块项目坐落广州市天河区黄埔大路与科韵路交汇处，工程总修建面积35万㎡，包含塔楼、裙楼和变电站3部分，地下修建面积11.8万㎡，主塔楼地上65层、地下5层，裙楼地上9层、地下5层（底板标高为-26.700m）。依据勘测资料显现，场所地下水首要有孔隙水和基岩裂隙水两类。场所孔隙水首要赋存于第四系砂层，其透水性较好，含水量丰厚；基岩裂隙水首要赋存于层状强、中风化砂岩中，场所岩体完整性较好，裂隙一般发育，多闭合，属弱透水性，基岩裂隙水含量较匮乏。根底底板处于微风化砂岩中，岩层透水性弱。

　　项目归于超大深基坑，如选用添加自重法、抗拔桩或抗浮锚杆抗浮，存在地下结构费用过高、工期影响较大且具有潜在施工风险性。CMC静水压力开释层技能是近年比较老练运用于地下室抗浮的工艺，是集永久性改动土层动态渗流压，使基底水压坚持固定值、操控地下水浮力对结构体的影响和永久坚持地下室枯燥功用的方法。

　　静水压力开释技能需求必定的场所和工程条件，该技能可广泛运用于根底四周支护档土结构有接连全体性、可构成必定关闭的止水环境；支护挡土结构下端深化下卧地层，且根底下方到挡土设备底端，存在安稳、较大厚度且渗透系数≤10-5cm/s的土层或岩层的工程。后期对回填肥槽中上层部位亦进行黏土或素混凝土层阻水关闭，经过这些方法将根底与四周的基坑之间构成一个小范围全体关闭夹层空间，然后到达在不影响周围地下水文条件的状况下，运用夹层关闭范围内静水压力开释施工技能完结地下室安稳抗浮的意图。

　　静水压力开释技能选用“放”的思路来进行水浮力的处理，首要原理是在新建结构物根底下方架构具有过滤、导水、集水、出水等功用，且于结构物运用年限内具有永久性功用的主动排水体系，运用根底下低透水地层的透水特性，将根底下方积储的静态水压力转换成动态渗流压，并将渗流至基底的压力水以天然溢流的方法，经过滤、聚集后经过集水体系及可操控基底水头压力的气密式出水体系，排放到专用清水池水箱或原规划废水池中，再以修建物自身废水排放体系排出或以专设管道收回再运用的一种工艺技能。

　　考虑选用CMC静水压力开释层技能的地下结构，多为单纯浮力操控或部分大面积浮力操控的修建类型，且根底底部透水层多为黏性土、粉性土，为岩层透水较少。关于本工程而言，没有现成的事例可参阅。有必要结合现场实践状况，选用结构体系优化和满意静水压力开释技能适用条件，添补岩石透水缺点，到达地下室能在后续运用进程中具有安稳抗浮功用意图。

　　在进行静水压力开释技能规划时需求充沛进行考虑，当基底水浮力开释后，基底承载力是否能够契合结构物载荷要求。有必要确保静水压力开释层内只要基底渗透水。结构物存在凹凸层楼区配重不同，低层浮力过大，或许构成凹凸层区接口根底底板损坏的状况。补偿式根底坐落于低透水地层，结构物构筑进程中无法有用降水，当上部结构没有构筑完结（上部质量缺乏），或许遭遇长时间降水导致地下水浮力猛增，或许构成根底底板及地下室楼板损坏的状况。

　　工程选用岩石地基上的柱下扩展根底，塔楼上部结构选用钢管混凝土柱结构+钢筋混凝土中心筒混合结构，裙楼上部结构选用现浇钢筋混凝土结构剪力墙结构。

　　在地下室底板下规划静水压力开释层；施工滤水体系将滤水管道引进基坑周边的集水井排水体系，地下室底板下设置250mm高排水架空层（支墩+预制板），与设置的排水沟构成一个全体的排水空腔体系，将进入架空层的地下水经排水沟排至周边集水井后用潜水泵抽排走。运用此永久滤水降压体系作为地下室后浇带关闭之前的施工阶段降排水体系，直到竣工移送运转永久的静水降压体系。

　　为了确保静水压力开释层的安全运用，规划要求在地下1层~地下3层地下室侧壁与支护结构间回填黏性土，并分层压实，回填后的黏土层渗透系数要求应≤10-5cm/s；在地下3层~地下5层地下室侧壁与支护结构间回填C15素混凝土，对地下室外侧基坑进行关闭（见图1）。在室外地坪方位沿修建物周边设置排水沟，阻断地表水的弥补，确保静水压力开释层内只要基底渗透水，避免基底周围地下水位下降而发生安全问题，确保该静水压力开释体系不影响原地下水文状况。

　　原规划预制板厚度为50mm，从加工厂到施工现场的运送间隔为90km，50mm厚的预制板在资料运送及装置进程中极易呈现损坏的状况，为了下降资料在运送及装置进程中的损耗，项目将预制板厚度修改为80mm。

　　原规划预制板尺度为1000mm×1000mm，现场施工中板与板之间的板缝数量较多，板缝处理不妥易构成底板混凝土漏浆状况的呈现；且预制板现场施工工程量较大，添加单块预制板的平面尺度可有用削减现场施工重复的工作量。 项目经过与规划交流，成功将预制板尺度修改为1000mm×2000mm。

　　经优化后的预制板在两个方面体现出优势：可有用确保预制板在资料运送及装置进程中削减呈现损坏的状况，有用下降资料的损耗；可削减板缝数量，加速现场施工进度，削减底板混凝土漏浆的事端。

　　预制板选用工厂化出产加工技能，履行修建工业化的规范，将现场湿作业转化为工厂干作业施工，选用主动化流水线、规范化出产定型预制构件，在满意预制构件的批量出产加工和会集供给的要求的一起，到达节省工期，绿色施工要求。一起为确保在预制板装置后有10mm左右的缝隙进行调位，1000mm×2000mm规范的预制盖板依照实践993mm×1993mm尺度进行出产，尺度精度要求操控在±3mm误差范围内。

　　本项目静水压力开释层首要设置在工程标高约为-27.000m处，施工时地下室梁柱没有完结浇筑，相关施工布置比较便利。在排水架空层施工完结后，在预制板上方浇筑厚300（400）mm底板。

　　在施工前选用CAD软件及BIM软件对整个现场预制板进行一致排板，以排版完结后整条预制板的边际线为轴线，以纵横轴线穿插点来确认支墩的方位；在满意工程精度要求及确保工作效率的前提下，本工程的支墩标高确认，选用惯例方法进行（见图3）。

　　疏水层内的水沟为素混凝土水沟，混凝土强度等级C15。水沟内侧吊模运用18mm厚胶合模板制造装置，底部垫好φ8马凳钢筋；排水沟方位可依据现场条件恰当调整，排水沟底部及旁边面素混凝土面层每隔10m设缝，缝宽30mm。留缝做法为：制造与水沟截面相同的定型模板插板，在浇筑混凝土前，在需求留缝的方位刺进定型模板插板，随即对称浇筑混凝土，在混凝土初凝后暨终凝前拔出插板，构成伸缩缝。

　　因为预制板尺度及质量较大，现场选用手动液压叉车+人工辅佐方法进行转移装置；关于设备难以施行装置部位，选用人工在预制板的四个预留孔处用拉杆进行抬放装置。

　　选用CAD软件进行开始排版，对外墙侧壁边际、基坑支护的格构柱、塔吊根底、施工升降机根底、上下基坑通道根底、承台及集水井等部分异型部位及不规则的方位，选用先铺2000mm×1000mm×80mm规范规范的预制板，再铺2000mm×500mm×80mm，2000mm×200mm×80mm，2000mm×100mm×80mm，1000mm×1000mm×80mm等非规范规范的混凝土预制板，对无法铺设混凝土预制板的方位，四周砌120mm墙然后现浇C15混凝土，现浇弥补的混凝土面与铺设的预制钢筋混凝土板面相平，尽量削减现场对预制板制品的切开糟蹋，使全体的观感效果及质量更佳。

　　针对预制盖板与侧壁的衔接方位，首要依照排地图进行进行放线定位，放出砖胎模的定位线混凝土的回填，最终组装预制板（见图4）。

　　在格构柱的区域，格构柱桩根底混凝土凿平至预制板面标高，沿格构柱桩根底四周边砌120墙砖模，砖模内侧选用现浇回填C15素混凝土（混凝土面平预制板面标高），砖模外侧选用20mm厚1:2水泥砂浆抹平，各格构柱砖模的宽度及深度按现场实践尺度。

　　在柱独立承台的区域，首要进行丈量放线放出整板后，依据每个格构柱的不同截面在周边进行砖胎模的放线混凝土。针对单个预制板尺度不符的状况，现场选用切开机进行切开处理。针对柱子周边的砖胎模宽度最少砌筑240mm墙，首要为避免混凝土浇筑后砖胎模坍毁。

　　为确保混凝土预制板板缝密实不漏浆，板缝选用贴100mm宽丙纶布。施工次序为：板缝方位涂刷水泥浆1道，宽度200mm→张贴100mm宽丙纶布→丙纶布面上涂刷200mm宽水泥浆保护层1道。

　　在现场施工进程中，针对非规范板的装置现场施工难以确保铺装质量，现场采纳先铺装规范板块，再运用切开机进行裁切的方法，确保了预制板铺装的质量和漂亮。

　　本工程底板静水压力开释层需求分区分段进行施工，为避免已完结的排水架空层涌入杂物，运用防汛砂袋对已装置预制板的区域进行封堵。

　　在本工程地下室后浇带悉数关闭后，项目经过近半年的运用及数据搜集，统计分析得到静水压力开释层排水量约为16.05m³/h，在运转进程中经过对整个地下室底板进行调查，未发现地下室底板开裂、变形及梁柱损坏等异常状况，能够满意地下室正常运用要求，抗浮效果杰出。但在施工进程中，需不断对开释层进行抽排水，除部分运用于现场暂时用水以外，其他需排至市政管网中，无法充沛重复运用，构成资源糟蹋。

　　经过设置架空层的方法代替了传统的底板抗浮锚杆规划，削减了很多钢筋混凝土的本钱投入。在工厂内进行预制板加工，现场全体吊装装置，节省了人力、资料，确保了装置精度，并且节省了很多工期；将静水压力开释层中开释的水从基坑下的集水井中抽到沉积池会集，经过沉积之后用作项目施工用水及生活区厕所用水等。此进程极大程度地节省项目用水，到达节省项目本钱意图。

　　工程选用工厂化预制PC板，为现场节省了施工空间，有利于工程质量和施工进度，并且削减了施工现场加工和焊接所发生的光污染、有害气体污染，对施工现场的文明施工、环境保护起到了严重效果，契合修建工业化的开展趋势和节能环保的开展理念。

　　静水压力（岩层）开释层技能作为一种改进式的排水抗浮技能，运用“截”和“放”的原理在根底下方建构有过滤、导水、集水、出水功用的人工排水层，与运用抗拔桩、配重法等的传统抗浮技能相比较，具有以下优势。

　　1）在不影响结构安全的状况下，下降了根底底板厚度，削减了根底底板的钢筋混凝土用量及基坑的开挖深度，缩短了施工工期；根底底板以及静水压力开释层施工速度快，远快于抗拔桩和锚杆等传统工艺的施工速度。

　　2）不会因为地下水的腐蚀效果而构成根底底板抗浮防渗功用失效，能安稳持久运用。确保根底底板抗渗防水的功用永久性，给地下室供给杰出的运转环境。

　　3）天然渗流的地下水由集水井会集后，能够经过抽排用于美化、冲刷、消防等二次运用，确保了绿色施工。

　　‍静水压力开释技能在地下工程中的运用‍（全文刊登于《施工技能（中英文）》2022年第1期）

　　张延欣,梁全雷,丘志东,张龙.静水压力开释技能在地下工程中的运用[J].施工技能(中英文),2022,51(01):85-88.