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部分顶板先做在轨道交通建设中的应用

2022-12-02李军LIJun

价值工程 2022年32期
关键词:立柱车站顶板

李军LI Jun

(中铁十五局集团城市轨道交通工程有限公司,徐州 221008)

0 引言

近年来,随着城市化的发展,城市交通压力越来越大,轨道交通作为解决城市交通拥堵的重要措施之一,其建设工程量逐年增加,目前全国已有40 个城市开通运营轨道交通,而已有地铁运营的城市也在不断建设新线路和延长线路。地铁线路是连接城市各个商业区和生活区的纽带,在规划时许多线路都要穿过建筑密集区,地下车站也往往设在重要交通路口,这样无形中给车站施工造成很多困难。

一般情况下,交通路口管线比较密集交错,施工时需要多次改迁,然而地面交通压力较大不允许地面交通断交施工。明挖顺做法以及盖挖法[1]均需要频繁地导改道路,一般的箱梁盖板由于体积及承载力的要求无法满足,因此采用先做一段顶板,在顶板上方敷设各类管线的施工方法,将道路导改到顶板上方,实现可兼顾地面道路交通,又减少迁改工作量,且可持续至车站施工结束。

1 工程概况

以苏州轨道交通6 号线苏站东路站为例,车站位于苏站东路与江宇路交叉口,沿江宇路路中呈南北向布置,为地下三层岛式站台车站。车站一共设计布置4 个出入口、3组风亭,其中3 号出入口与I 号、II 号风亭合建,均位于苏站路与江宇路交叉路口东北侧;2 号出入口与III 号风亭合建,位于苏站路与江宇路交叉口东南侧娄门派出所地块内;4 号出入口位于苏站路与江宇路交叉口西北侧官渎大厦地块内;1 号出入口为远期预留出入口。

苏站东路站周边地下管线较多,现状管线主要为江宇路与苏站东路交叉路口的市政管线,主要现状管线见表1所示。

表1 苏站东路站主要管线

2 先做顶板设计

车站主体结构施工期间,为不中断交通设置苏站东路与江宇路交叉路口临时道路,并架设临时便桥跨苏站东路站。先做段顶板下沉布置,跨基坑管线沿东西向布置在先做顶板上方,具体见图1 所示。先做段顶板通过地下连续墙顶的冠梁与地下连续墙连接,顶板两端支撑在地下连续墙上,同时辅以顶板下12 跟立柱桩支撑,可有效减少由于地面车辆荷载造成的顶板下沉。

3 施工工艺及重难点分析

3.1 施工工艺

根据设计和规范要求结合现场实际条件拟定先做段施工顺序如图2 所示。

施工时,先将道路一侧临时封闭,将先做段区域范围内的管线临时改迁到不影响施工的道路一侧,然后施工地下连续墙以及立柱桩和降水井等。地墙完成后为保证墙缝止水效果需要在墙缝处施工高压旋喷止水,然后进行土方开挖,无冠梁的两侧放坡施工并喷射混凝土护坡。开挖至顶板底设计标高后,浇筑垫层铺设顶板底模,之后绑扎顶板及冠梁钢筋然后浇筑顶板混凝土。

先做顶板施工完成后在其上方敷设各类管线的管沟,同时与基坑外侧的改迁线路连接,然后覆土回填,另一侧预制箱梁安装后恢复道路路面。路面恢复后围蔽其他施工区域进行剩余围护结构和主体结构的施工。

底板下方的土方随基坑其余土方一起开挖,见底后自下向上依次施工车站底板、侧墙、中板等结构。

3.2 施工重难点分析

3.2.1 安全方面

首先设计方面,先做段顶板由于重量大,下方需要设更多的立柱直撑。顶板跨度较大仅靠两侧的地墙承重无法满足要求,并且顶板上方有车辆动荷载[2],对顶板承重要求也较高,因此在顶板下方设置4×3 共计12 根直径1200mm 立柱桩增加顶板稳定性。

其次地面通行段由于两侧均为施工区域,需要设置防撞墙防止车辆意外进入施工区域;

另外施工过程中还需要做到以下安全措施:

①土方开挖时需要用小挖机从铺盖下方向外倒土,因此铺盖下方和紧邻铺盖处2 根钢支撑必须要等到铺盖下土方挖到位后才能架设,因此开挖时需在基坑两侧同时装土尽量早的清理完成铺盖下方的土方,给钢支撑架设提供工作面。

②顶板下钢支撑架设和主体结构施工均需要使用大型吊车调运材料,由于靠近道路吊装时需安排专人盯控起吊区域,严禁吊车吊物转向从道路上方经过。

③混凝土浇筑使用的地泵泵管悬吊高度较高,需要做好固定措施,且混凝土和易性要求高以免堵管。混凝土塌落度要高一些,骨料不能离析,否则极易堵管,难以清理,并且有可能爆管存在较大安全隐患。

④由于顶板设计下沉了1.4m 再加上顶板厚0.9m,造成第一道钢支撑跟顶板下沿的距离只有1.8m,钢支撑架设安装空间较小,最经济的做法是顶板预留吊环,如未设计有吊环钢支撑拼装时要使用短臂挖机,额外增加机械费用。

⑤由于地面一直存在有动荷载,主体结构施工完成后,铺盖下方钢管支架及盘扣架需要保持28 天以上才能拆除,且钢立柱拆除时间也不宜太早。

3.2.2 质量方面

除常规的质量通病外,先做顶板施工中还存在的质量问题及解决措施有以下几个方面:

①先做段和后做段地墙接缝易发生渗漏水[3]等问题,由于先做段地墙为封闭,顶板完成后上部覆土恢复通车对地墙产生扰动,新老墙接缝处容易产生质量问题。处理措施有一方面后施工的地墙加强刷壁措施,另一方面在接缝两侧地墙预埋注浆管及时注浆。

②由于先做顶板完成后需要回填顶板及两侧放坡土方,再开挖时对顶板防水预留防水接头造成破坏。保护措施可以采用在接头处多预留一段防水层,预留的卷材用聚苯板包裹一起浇筑,后续施工时清除掉表层砼及聚苯板即可;另一方面就是在接头位置采取多重防水措施同时使用的方法增加防水效果,如在接缝处设置被贴式止水带、钢边止水带、接缝混凝土用水泥基渗透结晶、顶板下侧墙和柱子跟顶板接缝处灌注微膨胀混凝土。

③由于顶板下方采用顺做法自下而上施工,顶板下的立柱及侧墙由于上下均有约束,增加钢筋及混凝土施工难度易出现质量问题。预留钢筋机械连接上下对接困难,施工时采用上下方机械连接,在中间位置采用焊接连接。混凝土浇筑要求振捣密实,连接处混凝土浇筑空间较少,模板上的浇筑空洞需要用微膨胀混凝土封孔,否则容易产生缝隙漏水。

4 方案优劣分析

①可兼顾车站连续施工和地面交通畅行。

苏站东路站车站设计位于苏站路与江宇路交叉口,路口四面距离小区民宅都很近,沿路口管线错综复杂,涉及雨污水、自来水、电力、燃气、弱电等。同时苏站路又是主要的交通道路,很难实施断交施工,周边建筑物密集没有空间新建导改道路,因此在车站上方道路位置采用半边铺盖半边顶板可以保证交通通行。

②管线集中布置迁改方便。

车站周边各类管线密集,各个方面均有涉及,由于雨污水和自来水管径较大,无法从铺盖的箱梁孔内穿过,从车站外围绕过大大增加了管线迁改的费用,因此设计先做一段下沉顶板,将各类管线集中在顶板处布置不但减少管线迁改的费用,还由于集中施工减少道路导改次数。

③施工难度增加。

相对于明挖施工,铺盖段施工增加的施工难度主要有以下几方面:1)铺盖下方围护结构地下连续墙需要先施工,二期施工时接缝位置处理要求较高;2)顶板处立柱桩较多(设计4 排每排3 根),出土和架撑的空间较小,难度增加;3)先做顶板接缝处防水处理要求较高;4)结构施工时侧墙无法使用大钢模,只能用木模板,加固用满堂盘扣架加对撑杆,且混凝土浇筑只能使用地泵泵送。

④造价成本变化。

施工中增加的成本主要有:首先由于是暗挖,挖土需要增加挖机配合往外倒土,增加挖土费用。其次钢支撑架设时不能使用吊车,需要两台挖机配合吊运直撑;最后是结构施工时,钢筋等材料不能一次吊到位,只能人工倒运增加费用。

同时也有以下几方面成本节约:一是减少了交通导改次数,可以节约部分导改费用;二是管线迁改线路缩短,相比较绕基坑迁改大大减少了管线迁改工程量,并且管线一次迁改到位无需迁回,也节省了回迁的费用。

5 过程监测及周边环境影响

在监控与测量的施工管理下,加强施工阶段的周边环境调查,使施工数据信息能够得到较为全面的反映,以此为基坑施工及其管理提供必要的安全信息。苏站东路站基坑开挖时周边小区住房及西侧官渡大厦均无沉降倾斜变形。先做顶板西侧路面有部分下沉但是未对路面造成影响,先做段地墙倾斜均未超过设计预警值。

基坑变形监测方面,从地下连续墙测斜及土体测斜数据来看,地墙变形主要发生在地面以下20-30m 位置,累积最大变形为35-50mm,符合规范允许范围。墙顶位移累计20-30mm,立柱桩桩顶位移累计25-35mm。

6 总结

①采用部分顶板先做可以有效减少交通导改的次数,保障重要交通道路不断交,减小地铁施工对交通的影响。

②将穿过车站基坑的各类管线集成布置在先做段上方,一次性迁改到位简化了周围管线改迁方案,同时相比较绕基坑迁改的方案减少管线临迁的工程量。并且先做段的管线即为永迁,减少管线恢复迁回的费用。

③施工中虽然会增加部分难度及费用,但是综合效益良好,在有复杂交通及管线的地铁车站施工时是比较好的解决方案。

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