预制混凝土胎模在桩基承台中的应用.pdf

预制混凝土胎模在桩基承台中的应用 黄世 明 陈无平 张文军 舒安 余军 中建三局第二建设工程有限责任公司 武汉4 3 0 0 7 4 摘要：某综合体写字楼主体结构在基础底板承台施工阶段因钢管混凝土巨型柱受力需要 ，承台设计较深，加之地下水 位较高、地质条件较差等一系列问题 ，使施工颇为困难。通过采用预制混凝土胎模施工工艺，有效克服了传统砖胎模 施工工艺的不足 ，且在保证施工质量、安全 目标的前提下，大大节约施工成本、提高了项目工期履约能力，具有较为 广泛的应用价值。 关键词：预制混凝土 承台胎模 承台施工 施工工艺 中图分类号：T U 7 5 5 2 文献标志码 ：B D Ol ：1 0 1 4 1 4 4 j c n k i j z s g 2 0 1 5 1 0 0 2 0 Pr e c a s t Co n c r e t e M o u l d i n g - Be d App l i e d t o Pi l e F o u nd a tio n Ca p HU A N G S h i mi n g C H E N Wu p i n g Z H AN G We n j u n S H U A n Y U J u n Th e Se c o n d Con s t r u c t io n Co ， L t d o f Ch i n a Co n s t r u c t i o n T h i r d E n g i n e e r in g Bu r e a u Wu H a n 4 3 0 0 7 4 1 工程概况 拟建禅城绿地金融中心二期工程坐落于广东省佛 山市 季华路 、南海大道两大城市中轴交会之处 ，为轨道交通3 号 线、4 号线地下区间上盖建筑 ，地处广佛核心区域。 结构基础形式为桩一 筏板基础 ，结构上部 由外围2 0 根 钢管混凝土巨型柱 ( 钢管混凝土巨型柱下桩基承台尺寸为 3 3 0 0 m m x 3 3 0 0 m m x 2 5 0 0 m m，如图l 所示 )、 钢筋混凝 土核心筒及钢筋混凝土大梁 ，三大主体共同组成框架一 核心 筒结构体系，基础筏板顶面标高为一 9 0 5 m、局部降板顶面 标高一 l 0 7 5 m，因毗邻主干道未采取大面积井点降水措施 而选择集水明排方式施工 。 图1 桩基承台大样 2 施工中存在的问题 由于工程所在地地质大部分为粉砂土 ，同时地下水 较为丰富，设计上考虑到巨型柱 的受力需求 ，承台深度达 2 5 0 m，导致在桩头开挖过程中粉砂遇水形成流砂 ，不断 向低处汇集 ，不仅无法挖至设计标高处 ，且 因积水无法砌 作者简介：黄世明 ( 1 9 8 9 一 )，男，硕士 ，助理工程师。 通信地址：湖北省武汉市 武昌区 和平大道8 4 O 号( 4 3 0 0 0 0 ) 。 收稿 目期 2 0 1 5 0 5 -l 6 一 j j = 。 圃建 筑 狍 工 第 3 7 卷 第 1 o 明 筑砖胎模。严重影响桩基承台施工进度 ，承台浇筑质量亦 无法得到保证。 3 新型施工工艺 综合上述各项因素 ，拟采用预制混凝土胎模代替传统 砌筑胎模。本工艺从模具材料本身 出发，弥补 了砌体材料 在水下作业 的弱点。同时利用塔吊吊装 ，胎模构件可以与 底部垫层瞬间形成封闭空间 ，阻止周围流砂继续侵入承台 内部 ，也为后期承台内部灌水清理泥沙创造有利条件。 4 工艺流程及操作要点 基本流程 ：预制混凝土胎模一桩头开挖一承台底部垫 层浇筑一承台平面位置放样一预制胎模吊装一 承台胎模二 次砌筑一承台内部二次清理一承台内集水 明排一承台防水 卷材铺设 】 。 4 1 施工； 隹备 1 ) 胎模需与桩基承台平面尺寸相匹配 ，这样既可作为 承台抵御砂土的支护结构 ，又可起到承台胎模作用 ； 2 ) 需考虑地下水位高度 ，以便确定预制混凝土胎模实 际高度 ； 3 ) 需考虑塔 吊吊装起重能力，以便确定混凝土胎模壁 厚 ； 4 ) 在初步确定混凝土胎模外形尺寸后进行简单土侧压 力验算并适当配筋 ，再结合计算结果进行结构优化 ； 5 ) 强度计算及配筋 ：根据地质勘察报告首先确定土重 度 ，其次 ，根据设计及现场施工要求 ，初步假定预制混 凝土胎模立面尺寸为高6 、长边为a 、壁厚d ，为考虑预制构 件框筒体整体效应 ，取胎模长边按两端固定正截面受弯构 重 堕 呈 堑 室 全 呈： 望 鳖圭 堕 壅 茎 鱼 件进行配筋计算 ( 图2 )。 4 2 施 工过程 要点 4 2 1承 台胎模预 制 根据 设计方案 ，承 台混凝 土胎模在现场提 前进行预 制 ，可将关键线路工序直接转化为非关键线路工序 ，从而 大大缩短工期。若主体结构属于分区域 阶段性施工 ，则可 利用其他结构主体剩余尾料进行浇筑 ，节约建筑材料 ，同 时现场管理人员应及时安排杂工对胎模进行浇水养护，只 有待强度达到要求后才可吊装使用 ( 图3 )。 图2 胎模土侧压力验算 图3 胎模预制现场 4 2 2 定标 高开挖 桩头 定 出承台垫层底部标高后进行桩头开挖 ，考虑到塔吊 料斗下料 的粗放性 、开挖过程中泥沙向承台中心低洼处的 汇集速度 ，需进行一定量的超挖。 4 2 ， 3 承 台底部 垫层 浇筑 当地下水位较高、承台又处于降板 区域时 ，随着取土 的不断深入 ，地下水将会溢出 ，周围流砂也会随之汇集。 因此测量工程师在挖掘过程中需不断探测标高 ，同时垫层 混凝土需 随时待命 。当达到超挖标高后 ，应及时进行垫层 混凝土浇筑以便能压住下部砂土形成硬化面，此时测量工 程师跟进放 出承台四角位置并打下钢筋桩 ，为吊装定位做 好准备。施工时料斗应选择能一次下料完成一个承台垫层 要求的料斗 。 4 2 4 胎模 吊装 待垫层达到初凝 阶段稍有强度后 ，根据测量工程师前 道工序定 出的钢筋桩位吊装预制混凝土胎模 ，并利用胎模 与承台底部垫层瞬间形成的封闭空间阻止周围流砂侵入承 台内部 ，为后期承台内部灌水置换泥沙创造有利条件 ；同 时也无需担心因地下水存在 ，无法砌筑砖胎模及砌体长时 间浸泡削弱强度而带来倒塌、返工等危害。 4 2 5 胎 模 二 次砌 筑 考虑到塔 吊起重能力及地下水位高度在水位线上部 ， 故采用灰砂砖砌筑 ，同时应注意2 种材料交界面需凿毛后再 坐浆砌筑 ( 图4) 。 4 2 6铺设 卷材 因选用混凝土材料替换砖墙面，可不用进行面层抹灰 工艺 ，直接刷浆挂设防水卷材 ，从而节约工期及成本。 5经济效益分析 根据本工程实际工况 ，若采用传统砖胎模砌筑方案 ， t ： q - 次献箍 撷嗣滟凝士昭模 层 混 型 土 、 、 、 、 图4 立剖面示意 材料及人工成本共计 3 0 5 3 元人 民币 ，若采用预制胎模 ， 材料及人工成本共计1 0 0 8 元人 民币，2 0 个承台共计可节约 4 0 9 0 0 元人民币 ，约是传统工艺的1 ， 3 。 6 结语 通过以上阐述及实践表明，采用上述预制混凝土承 台 胎模工艺具有以下优点口 】 ： 1 ) 提高工期履约能力。根据设计图纸提前插入承台预 制混凝土胎模制作工艺 ，后期桩头开挖至设计标高后可直 接 吊装混凝土胎模 ，节约工人砌筑时间及工艺间歇时间； 2 )降本增效 。根据现场实际所需 ，合理设计预制混凝 土胎模尺寸 、配筋数量。相 比砖胎模工艺要达到相同受力 能力所投入的成本将大大减少 ，且可免除砖面抹灰工艺 ， 直接铺贴防水卷材 ； 3 ) 提高胎模质量 ，减少安全事故发生。随着市场熟练 砌筑工人数量的 日益减少 ，对砖胎模砌筑质量提 出了更高 的要求 。而现场也往往迫于工期履约压力 ，不待胎模达到 设计强度便开始 回填土方 ，导致砖胎模倒塌 ，甚至造成施 工人员伤亡。而采用预制混凝土胎模整体成型工艺 ，并利 用钢筋混凝土抵抗侧压力，完全可避免上述问题 的发生 ； 4) 有效解决砌筑过程 中遇到的局部降板 区 、高水位 问题。当遇到高水位、降板区域时，因开挖过程中周围流 砂不断地 向低处承台中心汇集 ，导致桩头很难挖至设计标 高 ，且砖胎模也因地下水影响无法正常砌筑。本工艺利用 承台底部垫层与预制混凝土胎模形成封闭空间 ，阻隔流砂 汇集 ，同时也可以长时间承受地下水浸泡 。另外 ，后期桩 头与承台可以通过高压冲水置换法进行二次清理 ，保证 了 承台浇筑质量。 参考 文 献 1 王剑峰 焦润日 月 I 贺小村， 等 斯托克曼商业中心土胎模冬期施工技术 【 J 施 工技术 ，2 0 1 0 ( 1 ) ：3 3 3 5 2 】 杨毅来 水泥土地胎模施工技 术 J 施工技术 2 0 0 6 ( 2 ) ：5 5 5 6 3 许辉， 田三川， 梁志国， 等 英标规范下阿联酋A I H ik ma 超高层建筑筏 板施工技术 J 施工技术， 2 0 1 3 ( 6 ) ： 8 5 8 9 【 4 】 陆汉时， 杨金兴 基础承台侧硅酸钙板胎模施工技术【 J 】 建筑技术， 2 0 1 3 ( 8 ) ： 7 0 2 7 0 4 ， n 1 1 n R “ r | ： 。r ， 、 。 t _ I 2 r 目