高架桥墩穿越地下结构分离式防水做法

2016-10-19陈浩

天津建设科技 2016年4期

□文/陈浩

高架桥墩穿越地下结构分离式防水做法

□文/陈浩

在地下结构工程与地面高架桥工程一体化设计后，高架桥桥墩在上部车流荷载的长期作用下会与主体结构产生不均匀沉降，从而导致地下结构局部裂缝和渗漏问题的出现。天津某深基坑工程地下结构与其上高架桥一体化规划后再经过设计优化，采取了桥墩与主体结构分离式施工，在交叉施工过程中同时优化了地下结构的细部防水做法，有效地解决了两者之间不均匀沉降裂缝和后期渗漏问题的出现。

高架桥墩；地下结构；穿越；离式；防水

当今城市基础设施建设大力兴起，城市交通枢纽工程一体化规划是一个必然趋势［1～2］，尤其是在航空港的建设过程中地铁、城际、公交与航站楼基本形成一体化施工和无缝衔接，此种规划形成的零换乘直接改变了人们的出行方式［3］。航空港交通一体化规划主要包括航站楼、地铁、城际铁路、公交等几个子单位工程，一体化规划带来一体化设计和交叉化施工，在设计和施工过程中不可避免的会遇见部分技术难题，如各单体工程的无缝衔接方式和不均匀沉降的避免以及后期渗漏的治理等，受其他因素影响在规划设计时当地面高架桥桥墩和下部地下结构一体化设计施工后，后期使用时受桥面车流等偶然荷载的作用高架桥桥墩必然出现不断下沉趋势，同时地下主体结构出现上浮趋势，这样高架桥墩和地下结构产生了不均匀沉降，从而导致局部开裂和后期渗漏出现，因此优化设计方案和施工方法解决这些问题势在必行。

1　工程概况

天津滨海国际机场扩建配套交通中心工程为天津市重点工程，位于新建T2航站楼北侧，主要包括地铁2号线机场站、京津城际铁路机场站、换乘大厅及地下停车场等车站主体工程，其中T2航站楼与车站之间通过地下集散大厅相连，集散大厅左右两侧为疏散口通道工程，在集散大厅上部是航站楼前配套高架桥，伴随新建T2航站楼工程整个区域为一体化规划和设计。

为保证集散大厅内视野开阔并尽最大程度拓展视觉空间，在规划设计时高架桥承台和桥墩放置于集散大厅结构之外，同时考虑高架桥最大跨度的限制，在东西两侧的疏散口通道结构部位各有一排高架桥墩，其中每侧有一个桥墩位于疏散口通道结构范围内，见图1。

图1　天津滨海国际机场扩建配套交通中心工程平面

2　方案选择

集散大厅结构设计完成后在考虑疏散口结构与高架桥桥墩交叉做法时，有两种设计施工方案。

方案一：疏散口结构与高架桥桥墩一体化做法，即把高架桥承台和疏散口底板结构合二为一形成整体，高架桥桥墩和顶板结构形成整体。

方案二：疏散口结构与高架桥桥墩分离式做法，即高架桥承台位于结构底板下部单独施工，然后高架桥桥墩穿越疏散口结构独立成柱，在疏散口结构与桥墩穿越处由内侧墙形成完整的封闭结构和防水界面。

根据现场实际情况，再结合以往同类工程施工经验，一体化设计整体式施工的结构，在后期使用过程中受高架桥上部车辆等偶然荷载的影响，高架桥桥墩和承台必然出现沉降趋势，而同时在地下水作用下集散大厅和疏散口结构势必出现微弱上浮，由此引发不均匀沉降从而导致高架桥桥墩和承台附近的疏散口结构出现裂缝及后期渗漏，而天津滨海区域富水软土地质条件更加剧了此种问题的严重性，而方案二采用两结构分离式做法很好地解决了这一问题。

3　设计参数

根据既定方案二再经过设计抗浮验算，最终确定疏散口通道结构与高架桥桥墩分离式做法设计见图2。

图2　疏散口通道结构与高架桥墩分离式设计

位于结构底板下方的高架桥承台尺寸为12 000 mm×7 500 mm×2 500 mm，其承台顶标高与底板底标高相一致，高架桥桥墩直径2 000 mm，集散大厅结构底板厚1 200 mm、侧墙厚1 200 mm，疏散口通道结构底板厚1 200 mm，外侧墙厚为1 000 mm，与桥墩隔离处内侧墙厚800 mm，集散大厅结构净高8 950 mm，疏散口通道前厅净高6 200 mm。整个疏散口通道与集散大厅结构形成一个整体坐于高架桥承台之上，而高架桥墩通过疏散口内侧墙穿越主体结构并与其分离，其中桥墩与集散大厅侧墙有300 mm空隙，其他三面距离疏散口内侧墙各预留100 mm空隙。

4　主要施工步骤

集散大厅与疏散口以及高架桥墩承台结构在一个深基坑内交叉施工，主要施工过程见图3。

图3　交叉施工主要施工步骤

按照设计施工图先施工整个基坑的围护结构，然后施工集散大厅、疏散口通道以及高架桥承台下部桩基，在基坑降水作业完成之后开始土方开挖。根据设计标高开挖至承台底面后剔除桩头并施工高架桥承台和桥墩，然后施工集散大厅及疏散口通道结构底板垫层，在施工结构底板之前先对承台及桥墩做细部防水处理。

5　桥墩穿越处细部做法

按照设计图纸施工完毕后高架桥桥墩四周与疏散口内侧墙之间有100～700 mm的空隙，后期整个顶板上部土方回填后此处必然形成地下水聚集，从而造成内侧墙结构阴渗隐患，因此必须对其进行处理。经过设计优化并考虑施工过程中的可操作性，此处采用与内侧墙同强度的防水混凝土回填来处理。考虑后期在地下水的作用下集散大厅与疏散口通道会产生上浮趋势，而在桥面荷载作用下承台与桥墩发生下沉，最后直接导致疏散口内侧墙与桥墩产生相反运动趋势，因此两者之间的结构必须分离，同时对内侧墙防水层加以增强，在此处桥墩上缠绕无纺布然后铺设内增强型耐根穿刺卷材和改性沥青防水卷材，不但能使两结构分离、减少相对沉降摩阻力，还能增强内侧墙的防水效果，具体做法如下：

1）首先对高架桥承台柱与承台的阴角做抹灰处理，倒角曲率半径为100 mm；

2）采用无纺布在高架桥桥墩底部至疏散口结构顶板顶之间均匀缠绕两层，此为防水卷材保护第一层；

3）采用内增强型耐根穿刺防水卷材在无纺布外侧由上到下均匀缠绕一层，卷材缠绕仰角≯30°，卷材边搭接宽度≮100 mm，然后固定卷材防止滑落，此为防水卷材保护第二层；

4）在耐根穿刺防水卷材外侧再由上向下均匀缠绕一层高聚物改性沥青防水卷材，卷材防水面朝向高架桥墩包裹，卷材仰角≯30°且与内层耐根穿刺仰角相同，卷材边搭接宽度≮150 mm然后固定卷材防止滑落，卷材缠绕至桥墩下缘后再向四周承台上扩展2 m；

5）按设计图绑扎疏散口结构底板钢筋并预留内侧墙钢筋和中埋式钢边止水带，在底板浇筑完成后绑扎疏散口侧墙钢筋和内侧墙钢筋，支设模板浇筑侧墙和内侧墙混凝土，对内侧墙和其内部填充混凝土完成一次性浇筑，在浇筑和振捣内侧墙混凝土时注意对防水卷材的保护，防止卷材滑落损坏；

6）在疏散口顶板结构浇筑完成之后施做顶板和侧墙防水层时，把缠绕于高架桥墩上的外层高聚物改性沥青防水卷材和内层耐根穿刺防水卷材分别和顶板改性沥青卷材、耐根穿刺卷材搭接，使疏散口通道结构的内外两层防水卷材在整个结构以及桥墩穿越处形成整体防水。