超深地下室外墙防渗漏单侧支模施工技术 科技成果评价资料.pdf
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1、超深地下室外墙防渗漏单侧支模施工技术超深地下室外墙防渗漏单侧支模施工技术中建二局第三建筑工程有限公司中建二局第三建筑工程有限公司二零一二零一九九年年九九月月目目录录1 1、评价评价大纲大纲2 2、工作报告、工作报告3 3、研究报告、研究报告4 4、科技查新报告科技查新报告5 5、行业审批文件、行业审批文件6 6、经济效益证明、经济效益证明7 7、应用证明、应用证明8 8、科技科技获奖获奖情况情况9 9、工程照片、工程照片超深地下室外墙防渗漏单侧支模施工技术超深地下室外墙防渗漏单侧支模施工技术评价评价资料之一资料之一评价评价大纲大纲1评价评价大纲大纲一、评价项目名称超深地下室外墙防渗漏单侧支模施
2、工技术二、评价组织形式1、评价形式:专家会议评价2、组织评价单位:湖北省建筑业协会三、评价目的及内容评价目的:通过评价“超深地下室外墙防渗漏单侧支模施工技术”成果达到的水平,客观评价其在国内无法实现双侧支模施工的超深地下工程中的示范性、指导性。评价内容:本工程四层地下室,基坑开挖深度达 15.7m20.4m,且基坑开挖范围占建设用地比例极大,基坑支护结构体系为灌注排桩+双层水平支撑;地下室外墙厚度 500mm,外墙外沿与支护桩内沿之间净距仅 200mm,支护桩喷锚面层厚度 80mm,外墙外沿与支护桩喷锚面之间的净距仅 120mm。根据设计要求,外墙外防水层设置在喷锚面的找平层上,外墙与支护桩喷
3、锚面之间的间隙利用与外墙同强度的混凝土浇筑填充,无肥槽回填土回填。外墙与支护桩喷锚面之间的距离无法满足双侧支模的空间要求和技术要求,只能利用单侧支模体系进行外墙与支护桩喷锚面之间素砼、外墙砼的施工。本工程项目部通过对单侧支模体系进行反复探究、试验,确定采用钩头螺杆和单侧拉片杆进行模板系统的紧固、利用型钢三角架作为模板系统的主承力构件,通过地锚系统将力传至本层梁板混凝土结构的单侧支模体系进行外墙与支护桩之间素砼、外墙砼的施工。通过现场的实践、逐步改进,形成了完善的“超深地下室外墙防渗漏单侧支模施工技术”,该技术不但保障地下室外墙的施工安全和施工质量,降低渗漏隐患,而且支模体系施工方便、周转快、周
4、转率高,大大降低施工成本。四、评价会议程序1、评价委员会主任主持技术评价,会议开始2、超深地下室外墙防渗漏单侧支模施工技术技术汇报23、评价委员会对成果质疑,完成单位答疑4、评价委员会讨论并形成评价意见5、宣读并通过评价意见6、宣布会议结束五、评价技术文件5.1、评价大纲5.2、工作报告5.3、研究报告5.4、科技查新报告5.5、行业审批文件5.6、经济效益证明5.7、应用证明5.8、科技获奖情况5.9、工程照片超深地下室外墙超深地下室外墙防渗漏防渗漏单侧支模施工技术单侧支模施工技术评价评价资料之二资料之二工作报告工作报告1工作报告工作报告1 1、工程概况、工程概况本工程为武汉市汉阳王家湾中央
5、生活区的核心项目,即居住、办公、商业、车库为一体的综合性项目,包括整体地下室(-4 层)、1#4#楼超高层住宅(58 层、52/56层、53 层、43 层)、5#楼超高层办公楼(40 层)、6#楼商业综合体(7 层),总建筑面积 35.2 万平方米,地下室为框架结构、住宅为剪力墙结构、办公楼为框架剪力墙结构、商业楼为框架结构。本工程四层地下室,基坑开挖深度达 15.7m20.4m,且基坑开挖范围占建设用地比例极大,基坑支护结构体系为灌注排桩+双层水平支撑;地下室外墙厚度 500mm,外墙外沿与支护桩内沿之间净距仅 200mm,支护桩喷锚面层厚度 80mm,外墙外沿与支护桩喷锚面之间的净距仅 1
6、20mm。根据设计要求,外墙外防水层设置在喷锚面的找平层上外防水层采用双面自粘,外墙与支护桩喷锚面之间的间隙利用与外墙同强度的混凝土浇筑填充,无肥槽回填土回填。2 2、施工特点难点、施工特点难点(1)外墙与支护桩喷锚面之间的距离无法满足双侧支模的空间要求和技术要求,只能利用单侧支模体系进行外墙与支护桩喷锚面之间素砼、外墙砼的施工;而地下室层高大,地下室外墙设计厚度大,混凝土一次浇筑量大,浇筑过程中产生的侧压力大,单侧支模体系必须具备足够的强度、刚度和稳定性,以保障施工安全、和施工质量。(2)地下室层高大,且各层层高不一致,单侧支模体系的设计和拼装必须全面考虑,确保支模体系能满足不同层高的施工要
7、求,而不导致材料浪费,且材料周转次数多。(3)工程施工工期异常紧张,地下室外墙量大、长度长,单侧支模工程量大,占用工期长。(4)地下室外墙单侧支模施工过程中,外墙结构与梁板结构分开施工,先浇筑外墙结构至板面以下,再浇筑梁板结构,则外墙与梁板之间存在一道水平施工缝,存在渗漏隐患。(5)地下室外墙单侧支模施工过程中,如果采用普通对拉螺杆进行模板体系的支设,外墙完整性受到硬性,存在渗水隐患。(5)混凝土一次浇筑厚度大,温度应力大,容易开裂;地下室外墙与支护桩之间2的沉降不一致,设置在支护桩喷锚面找平层上双面自粘防水卷材施工质量必须保障,从而形成隔离层,释放不均匀沉降,减小外墙被拉裂风险。(6)地下室
8、外墙和楼板混凝土浇筑完成后,混凝土强度逐步增长,在混凝土强度未达到设计要求之前,受支护桩传来的水平压力影响,极易开裂,单侧支模施工过程中须加强地下室外墙变形监测,做好成品保护。3 3、施工技术成果、施工技术成果本工程在地下室外墙与支护桩之间素砼、地下室外墙的施工工程中,总结技术成果,获得奖项:序号序号类类 别别成成 果果 名名 称称获获 奖奖 情情 况况1论文地下室外墙型钢三脚架单侧支模技术的应用2钢筋混凝土地下室外墙裂缝分析及防治3工法河南省工程建设省级工法超深地下室外墙超深地下室外墙防渗漏防渗漏单侧支模施工技术单侧支模施工技术评价评价资料之三资料之三研究报告研究报告目目录录1.立项背景.1
9、1.1.工程概况.11.2.基坑及地下室外墙设计概况.11.3.地质概况.21.3.1.工程地质条件.21.3.2.水文地质条件.21.4.地下室外墙施工重难点.32.课题提出及主要解决问题.43.主要研制内容.43.1.单侧支模体系对比选择.43.2.单侧支模体系要点.53.3.主要研制思路.53.4.BIM 技术应用利用 REVIT 软件进行施工方案模拟.63.5.技术创新点.94.技术应用实践.94.1.型钢三角架模数设计.94.2.单侧支模体系设计.124.3.细部节点处理.124.4.工艺流程.134.5.工艺要点.134.5.1.埋件部分安装施工.134.5.2.预埋地脚螺栓.14
10、4.6.模板及单侧支架安装施工.144.7.搭设混凝土浇筑平台.154.8.墙体混凝土浇筑及施工缝留置.154.9.单侧支模体系拆除及砼养护.164.10.现场实施图.174.11.外墙集水坑处单侧支模做法.185.地下室外墙防渗漏和防开裂施工技术.195.1.防温度裂缝.195.2.防拉裂缝.195.3.施工缝防渗漏.195.4.混凝土结构完整性.195.5.混凝土自防水.196.实施效果.206.1.经济效益.206.2.社会效益.206.3.推广应用前景.201超深地下室外墙防渗漏单侧支模施工技术1.1.立项背景立项背景1.1.1.1.工程概况工程概况十里铺城中村二期改造 K3 地块项目
11、地处武汉市汉阳区王家湾核心商业圈,位于汉阳大道与永丰路交叉口西北角,占地面积约 33601.58 平方米,总建筑面积约 352128.96平方米,地下室建筑面积为 107006 平方米,地上建筑面积为 245122.96 平方米。项目四层地下室,地上包括四栋超高层住宅楼、一栋超高层综合办公楼、一栋七层商业楼。图图 1.1.11.1.1项目效果图项目效果图1.2.1.2.基坑及地下室外墙设计概况基坑及地下室外墙设计概况项目地下室为地下四层,深基坑,基坑开挖深度 15.7m20.4m,本工程四层地下室,基坑开挖深度达 15.7m20.4m,且基坑开挖范围占建设用地比例极大,基坑支护结构体系为灌注排
12、桩+双层水平支撑;地下室外墙厚度 500mm,外墙外沿与支护桩内沿之间净距仅 200mm,支护桩喷锚面厚度 80mm,外墙与喷锚面之间距离仅 120mm;根据设计要求,外墙与喷锚面之间的间隙利用与外墙同标号的混凝土浇筑填充。2图图 1.2.11.2.1基坑及地下室外墙设计情况基坑及地下室外墙设计情况1.3.1.3.地质概况地质概况1.3.1.1.3.1.工程地质条件工程地质条件项目场地地貌单元属于长江三级阶地,微地貌单位属长江古河道,场地原为纽宾凯酒店及居民区,经近期拆迁堆填,场地地势局部起伏较大,地面标高 25.29m29.34m,相对高差 4.05m。场区内土层由上至下大体可分为:(1)杂
13、填土;(2)粉质粘土;(3)粉质粘土;(3)a 粉质粘土夹粉土;(4)粉细砂夹粉土;(5)中粗砂夹卵砾石;(6)黏土夹碎石;(7)中风化泥岩;(8)1 中风化灰岩;(8)2 中风化泥灰岩;(8)a溶洞。1.3.2.1.3.2.水文地质条件水文地质条件根据工程勘察资料及区域水文地质资料综合分析,在勘探孔揭露的深度范围内拟建工程场地地下水主要为上层滞水、孔隙承压水及岩溶裂隙水。上层滞水主要赋存于场地上部杂填土中,主要接受大气降水入渗补给,水位、水量与地形及季节关系密切,无统一自由水面,其水位随降水季节而变、幅度不一,并受人类活动影响明显。勘察期间实测场地上层滞水水位埋深为 0.42.2m。上层滞水
14、对拟建工程基坑开挖施工影响较小,但在雨季时对基础施工有较大影响。3(3)a 粉质粘土夹粉土为弱透水层,该层上下均为(3)粉质粘土层,属相对隔水层,导致该层呈封闭状态,无地下水补给来源,勘察过程中未见地下水。孔隙承压水主要赋存于(4)粉细砂夹粉土及(5)中粗砂夹卵砾石层中,与汉江水无水力联系,属区域性补给,对工程施工有一定影响。岩溶裂隙水主要赋存于灰岩及泥岩裂隙中,主要接受其上部含水层中的地下水的下渗及侧向渗流补给。图图 1.3.11.3.1工程地质及水位剖面工程地质及水位剖面1.4.1.4.地下室外墙施工重难点地下室外墙施工重难点1、地下室外墙与支护桩喷锚面距离仅 120cm,无法满足双侧支模
15、的空间要求和技术要求;2、地下室外墙与支护桩之间的间隙使用与外墙同强度等级的混凝土进行浇筑,若外墙与间隙混凝土一次浇筑,浇筑厚度大,混凝土开裂控制较困难;若外墙与间隙混凝土分两次浇筑,施工成本极高;3、地下室各层层高不一致,地下室支模体系的设计和实施必须全面考虑,确保支模体系能满足不同层高的施工要求,而不导致材料浪费,且材料周转次数多;44、施工工期异常紧张,地下室外墙量大、长度长,工程量大,占用工期长,提高外墙施工效率,对保障工期至关重要;5、地下室深度大,必须严格控制外墙防渗漏情况,保障地下室不积水,不影响正常运行。2.2.课题提出及主要解决问题课题提出及主要解决问题随着城市建设的发展,城
16、市建设用地量逐步下降,建设单位对建设用地的利用率要求不断提高,为充分利用建设用地,建设项目寻求更多的地下空间,地下室层数增加,且地下室单层面积相较于建设用地面积比例不断提高,地下室外墙与支护结构之间的空间极其狭窄,地下室外墙无法采用传统双侧支模体系进行施工,且无法在地下室外墙施工完成后进行肥槽回填施工。寻求一种在保障施工安全、施工质量和降低渗漏风险的前提下,加快材料周转、提高施工效率的的单侧支模体系及施工方法,是比较急切的问题,也是以后的施工趋势。项目根据实际情况,提出一种应用范围广、效果显著的课题,旨在在项目施工中探索、实践、改进,在保障施工安全、施工质量的基础上,完成本工程地下室外墙的施工
17、,同时节约成本、加快进度;通过项目的实践、改进、总结,为本行业相同概况的超深地下室外围护结构及工程中所有无法实现双侧支模条件的结构施工提供技术经验和技术支持。课题主要的研究范围和内容如下:(1)超深地下室外墙单侧支模施工技术(2)地下室外墙防渗漏和防开裂施工技术3.3.主要研制内容主要研制内容3.1.3.1.单侧支模体系对比选择单侧支模体系对比选择工程在基坑支护设计和地下室设计阶段,总承包单位即与建设单位、基坑设计单位、设计单位,就地下室外墙与支护桩之间的间距设计、肥槽施工进行商定,最终地下室外墙与支护桩之间间隙设计为 200mm,支护桩喷锚面厚度 80mm,间隙之间采用与外墙同强度的素砼进行
18、浇筑回填。从拿到基坑支护设计蓝图和地下室设计蓝图开始,总承包单位即与建设单位就地下室外墙及外墙与支护桩喷锚面之间素砼的施工方案和施工措施进行研究讨论,最终确定地下室外墙及外墙与支护桩喷锚面之间的素砼采用单侧支模体系进行施工,由总承包单位上报专项施工方案,经监理单位、建设单位审批后实施。5总承包单位对传统钢管支设单侧支模体系、型钢三角架支设单侧支模体系,从用工量、材料占用量、材料周转率、施工工期等方面进行对比,确定采用型钢三角架支设的单侧支模体系施工。单侧支模体系组成:模板采用 15mm 镜面模板,次龙骨采用 40mm*90mm 木方竖向布置,主龙骨采用A48*3.0mm 双钢管横向布置;模板与
19、木方之间采用钢钉紧固,整体成型,整体吊运。主龙骨与模板之间采用“L”形钩头螺杆和“T”形拉片螺杆进行拉结,形成地下室外墙的模板系统。“L”形钩头螺杆和“T”形拉片螺杆的利用,可实现多次周转使用,且对混凝土成型面造成的影响极小;不再需要使用对拉螺杆,不会影响外墙完整性。采用工厂定尺定型加工的型钢三角架作为主承力构件,对模板系统进行支撑加固,配以地锚、型钢、斜撑杆件等,直接承受模板系统主龙骨传来的力。在梁板混凝土结构上型钢三角架底部角点部位埋设地锚螺栓,地锚螺栓与型钢三角架之间利用型钢作为传力横梁,将型钢三角架承载的力传至梁板结构上。3.2.3.2.单侧支模体系要点单侧支模体系要点地下室各层层高不
20、一,故在进行方案确定时,必须根据层高确定型钢三角架的各种尺寸和组合,以确保最少的尺寸形式和合理的组合,满足所有的施工需要;层高较高时,为进一步确保施工质量,可在型钢三角架外边再支设斜撑钢管对型钢三角架进行二次加固,斜撑钢管端部埋设 C28 钢筋头,将斜撑钢管的力传至本层梁板结构。型钢三角架底部角点部位埋设地锚螺栓时,必须位置准确;地锚螺栓设计为两段式,以进行接长,保障允许偏差范围内支设稳定。地下室外墙单侧支模施工过程中,外墙结构与梁板结构分开施工,先浇筑外墙结构至板面以下,再浇筑梁板结构,则外墙与梁板之间存在一道水平施工缝,在水平施工缝标高处外墙外沿与支护桩之间的素混凝土加设一道止水钢板,避免
21、渗漏隐患。5混凝土一次浇筑厚度大,温度应力大,容易开裂,必须做好养护工作;地下室外墙与支护桩之间的沉降不一致,设置在支护桩喷锚面找平层上双面自粘防水卷材施工质量必须保障,从而形成隔离层,释放不均匀沉降,减小外墙被拉裂风险。3.3.3.3.主要研制思路主要研制思路结合项目地下室施工特点和复杂程度,课题组对单侧支模体系逐步开发、改进,形成完善的施工技术。课题组利用 BIM 技术对单侧支模体系的实施进行模拟,确保可实施6性、合理性,并进行优化,提升经济性。3.4.3.4.BIMBIM 技术应用技术应用利用利用 REVITREVIT 软件进行施工方案模拟软件进行施工方案模拟确定单侧支模体系后,利用 R
22、EVIT 软件进行施工方案的模拟,从地脚螺栓定位预埋、模板构造组成、型钢三角架就位、型钢三角架与地脚螺栓加固等工序进行论证,确定地脚螺栓预埋的正确定位和角度、优化模板构造的紧固方式、优化型钢三角架的加固方式,确保施工方案现场的实施可行性、合理性、便利性。(1)地脚螺栓的预埋:在每层梁板混凝浇筑前,即放线、定位,准确埋置固定地脚螺栓,地脚螺栓的埋设角度必须准确。浇筑混凝土时,若地脚螺栓受到扰动,必须在混凝土初凝前进行调整,使符合方案要求。见下图 3.4.1。图图 3.3.13.3.1(2)模板构造紧固:模板与次龙骨木方利用钢钉加工成大模板,便于一次吊装,提升效率;模板、次龙骨与主龙骨的紧固不再使
23、用对拉螺栓(若使用对拉螺栓,需在支护桩上剔凿焊接或植筋,效率低、成本高),利用“L”型钩头螺栓进行紧固,浇筑的混凝土墙体不再存在螺栓孔,整体性好。见下图 3.4.2、3.4.3。图图 3.4.23.4.27图图 3.4.33.4.3(3)型钢三角架就位:根据预埋的地脚螺栓定位,在已浇筑的梁板混凝土结构上放线,确定型钢三角架的安装点位,型钢三角架就位后及时与模板构造系统进行连接紧固,并调整垂直度。见下图 3.4.4。图图 3.4.43.4.4(4)地脚螺栓与型钢三角架加固:预埋地脚螺栓为两段式接长型式,根据型钢三角架与地脚螺栓之间的位置关系,对地脚螺栓进行加长,通过双型钢做支撑横梁,将地脚螺栓与
24、型钢三角架加固,将型钢三角架承受的力传至已浇筑的梁板混凝土结构。见下图 3.4.5、3.4.6。8图图 3.4.53.4.5图图 3.4.63.4.6(5)支撑加固:为确保支撑体系稳定、可靠,当支模高度、混凝土浇筑高度较大时,在型钢三角架外侧设置支撑斜钢管,工厂加工时型钢三角架上相应位置焊接短钢管,支撑斜钢管一端与型钢三角架上短钢管扣件连接、一端支撑在预埋的 A28 钢筋上,支撑斜钢管将型钢三角架上承载力传至梁板混凝土结构。见下图 3.4.7。图图 3.4.73.4.793.5.3.5.技术创新点技术创新点定型架代替钢管斜撑进行承力,构成单侧支模体系,在房建工程超深基坑、超深地下室中的利用还很
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