随着城市空间的需求不断加大, 土地资源紧张, 开发利用城市地下空间成为不可避免的趋势^[1]。进入21世纪后, 基坑工程逐渐呈现出面积大、深度大、功能多、工程周边环境复杂的特点, 各种适应基坑实际状况和要求的新支护技术不断涌现^[1]。半逆作法结合了顺作法和逆作法的优点, 利用主体结构地下室各层梁板系统形成对支护结构的有效水平支撑, 而在远离支护结构的部分, 主体结构仍然采用常用的顺作施工, 收到了良好效果^[2,3]。地下工程 (半) 逆作法的防水施工技术与传统防水设计、施工有本质上的区别, 在不同的实际工程中会遇到很多困难^[4], 而主要问题又集中在施工缝防水的处理上^[5]。半逆作法施工顺作部分与逆作部分交接位置积水较多, 且顺作法施工时底板防水预留及后续逆作法施工底板与顺作区域的防水连接难度较大。都匀福安凯莱大饭店项目的半逆作法施工区域东侧紧挨市政道路及山坡, 雨季施工作业面内水量大。防水问题处置不当, 将严重地影响建筑物的使用功能和寿命, 降低建筑物的安全性和耐久性, 因此, 防水设计和施工是必须考虑的重点。本文将结合都匀福安凯莱大饭店的实际工况, 对半逆作法施工的防水优化技术做简单介绍。

贵州都匀福安凯莱大饭店工程位于都匀市迎宾路1号 (原龙潭宾馆位置) , 东侧紧靠环东南路, 边坡最高13m, 原设计东侧边坡采用抗滑桩和锚索组成支撑土体水平下滑的抗侧力体系, 采用喷射钢筋混凝土作土层护壁阻止松土下滑固定土体。西侧紧挨都匀市的“母亲河”剑江, 基坑开挖高度较小, 边坡支护方式为喷锚支护。由于锚索钻孔、下锚索和注浆施工困难, 对地质条件重新进行调查, 发现该路段存在卵石层多、裂隙大等特点, 导致锚索施工成孔困难、成孔后锚索下锚困难、锚索安装后注浆量和注浆效果无法保证。在这种情况下, 经过建设单位、监理单位、设计单位、地质勘察单位和施工单位共同协商, 并经过专家论证决定:终止东侧锚索施工, 将基坑支护方案由原设计的桩锚支护改为半逆作支护。

本工程顺作法与逆作法的地下室底板施工间隔时间长达几年, 顺作法预留的防水接头处理以及顺作、逆作接缝位置的防水做法对保障防水效果至关重要。靠近支护桩的地下室外墙, 与每层的框架梁柱不同时浇筑, 与框架梁柱之间有大量的纵横接缝, 加上支护桩与主体结构之间水平连接构件的存在, 使外墙防水的施工难度加大, 而这也是保障地下室防水效果非常重要的环节。本工程有以下两大难点: (1) 由于施工次序的不同, 靠近支护桩一侧的地下室外墙是在框架梁柱浇筑完成后浇筑的, 在地下室外墙上, 有很多纵横施工缝。由于支护桩与主体结构之间水平连接构件的存在, 使得外墙防水施工困难; (2) 顺作部分和逆作部分交接处的连接处理困难。由于交接处两侧的地下室底板施工完成的时间间隔很大 (受工程规划设计调整影响) , 顺作法施工时底板防水的预留及后续逆作法施工底板与顺作区域的防水连接难度很大。

本工程中逆作法区域剪力墙施工顺序采用顺作法, 即地下3层墙体施工完成后施工防水层和保护层, 然后回填地下3层外墙与抗滑桩之间的缝隙, 再施工地下2层墙体。外墙施工的主要防水矛盾体现在:现场施工时发现拟施工剪力墙外侧在地下1层标高的边坡上有水渗出, 因此对地下2层和地下3层所留施工缝均需要妥善的防水处理措施。设计优化后的外剪力墙施工如图1所示。

竖向施工缝过多也是本次半逆作工程中的一个特点, 本文也对如何优化竖向施工缝的留置提出了设计方案。通过在外墙与柱相交处采用墙包柱的方式, 避免了竖向施工缝过多。外剪力墙在柱边处理 (墙包柱) 如图2a所示。

因后续施工剪力墙时剪力墙外包框架柱, 而且连续浇筑, 解决了传统施工方式因会在剪力墙与框架柱交接处全部存在施工缝, 而二次混凝土浇筑时无法做到完美咬合的情况, 消除了前期施工框架柱与后期施工剪力墙施工缝位置的渗水隐患。

墙体与梁相交处也面临着由于施工缝留置带来的防水不利影响, 也可采用墙包梁的方式处理, 避免将施工缝直接留设在梁底, 而直接留设在每层板面处。外剪力墙在梁边处理 (墙包梁) 如图2b所示。

该处理方式因最终混凝土浇筑面略高于剪力墙顶部, 在混凝土自重作用下, 避免了后续施工的剪力墙与之前施工的框架梁梁底因无法浇筑密实而产生内部缝隙的情况, 消除了使用过程中发生渗水隐患的可能。

因混凝土浇筑质量在很大程度上影响防水质量, 该工程因竖向剪力墙施工时上部梁结构已施工完成, 导致剪力墙无法按照正常的施工方式进行浇筑, 如何保证后续剪力墙施工时混凝土的浇筑便捷并振捣密实是一个必须解决的问题。根据现场实际情况, 充分利用楼层斜支撑梁板的操作平面, 在沿外剪力墙外侧的斜支撑梁板紧靠剪力墙外侧面位置预留100mm×500mm的空洞作为剪力墙混凝土浇筑通道, 每个通道间距为800mm, 如图3所示。

本方式既仿照构造柱混凝土浇筑原理, 解决了混凝土进料口的位置问题, 同时因预留洞口高于剪力墙上部约700mm, 较大的高差配合浇筑时上部预留口位置振动棒振捣以及下部墙体模板的敲打振捣, 保证了剪力墙混凝土的密实, 防止因进料口位置及尺寸不到位、振捣不充分产生蜂窝、麻面等质量通病, 进而保证了墙体自防水的施工质量。

因施工缝位置是顺作主体结构 (底板) 与预留土方的交接位置, 此位置积水较多, 必须考虑排水问题。在考虑排水问题的同时还要综合考虑防水卷材的预埋及成品保护问题。经综合考虑, 决定在交接位置设置排水沟, 排水沟作为排水设施的同时兼具有成品保护的作用。排水沟侧壁兼作底板防水保护层, 后续施工逆作法区域时排水沟需凿除, 同时将原来预留的防水卷材外露出来, 完整地与后续逆作法区域主体结构防水连接, 如图4所示。这样既有效地保证了预留防水卷材的成品保护质量, 同时可以使逆作法区域做到有组织排水。

因本工程东侧紧挨市政主干道, 标高低于市政主干道超过10m, 且工程所处区域雨季长且年降水量大, 逆作法土方开挖完成后, 施工底板范围内地下室水很多, 根据初步方案, 项目部将需开挖地梁沟位置作为临时排水沟使用, 按照图纸设计位置开挖临时集水坑, 以保证地下室水位能及时降低, 如图5所示。但现场水量远远超过原设想, 现场地梁土方开挖完成后一直处于有水状态, 根本无法进行地梁垫层及砖胎模的施工。经多次现场查看及综合考虑后, 决定采用石子换填原始土壤作为地梁下部滤水层以保证地梁内水能顺畅排出, 同时与现场临时集水坑联通配合降低地梁内水位, 最终取得了很好的施工效果。

本文从影响半逆作区域剪力墙及底板防水质量的因素出发, 基于“合理设防、防排结合、因地制宜、综合治理”的原则, 对原剪力墙设计及底板施工缝位置防水预留保护进行了细部优化调整, 采用“墙包柱”“墙包梁”的方式封闭了施工缝, 着重解决了施工缝位置的混凝土浇筑密实, 保证了混凝土自防水的质量, 同时对施工缝处长时间防水预留的保护及后期连接进行了设计优化, 使施工缝位置的渗水率降至最低。又鉴于地下水丰富, 影响现场施工的情况, 合理地做到有组织疏导排水以及石子换填, 有效地降低了作业面水位。现场试验表明, 提出的防水优化设计完全满足实际需要, 可供类似复杂环境下深基坑半逆作法防水设计及施工参考。