丁亚飞 赵小明 黄 瑞 马国清

甘肃第六建设集团股份有限公司 甘肃 兰州 730010

在建筑物地基施工过程中，渣土运输车辆需通过坡道进出基坑，将挖掘基坑时产生的土方运出，但渣土车辆在基坑内行驶后，车身底部及两侧往往会粘连大量泥土。这些泥土在车辆行驶过程中容易从车身掉落至道路以及坡道表面，对道路环境造成污染。所以渣土运输车辆在驶出坡道时，需对车身底部及两侧的泥土进行清洁，防止其污染道路环境。传统的坡道大多为土质坡道，但土质坡道在基坑施工结束后，挖除不易，需消耗大量的人力、物力。

目前，有采用钢结构架设坡道代替传统土质坡道供渣土车辆进出基坑的报道[1]，以克服传统土质坡道在施工结束后挖除不易的问题。但现有的钢结构栈道与车辆清洗台分离设置，在城市中心区域或繁华区域施工时，受到狭小空间的影响，无法留出较大的区域专门用于设置洗车台，在空间布局上给洗车台的设置带来了较大困难。

1 工程概况

西安广成国际中心项目，建设地点位于陕西省西安市未央区北二环西段6号，建筑物地下3层，地上28层，地上部分为酒店与办公写字楼，框架结构，建筑物高度99.7 m，建筑面积141 960 m2，占地面积14 843 m2，基坑开挖面积约13 540 m2，周长约455 m，基础采用桩筏或筏基形式，基坑开挖深度为16.67～18.57 m。

基坑北侧为北二环，基坑开挖下口线距离红线约2.7 m，距离道路边线约18.7 m；基坑西侧为邮政路，基坑开挖下口线距离红线约2.5 m，距离道路边线约6.5 m；基坑南侧为玄武门路，基坑开挖下口线距离红线约2.8 m，距离道路边线约7.0 m；基坑东侧为已建住宅楼，该楼为桩基础，基坑开挖下口线距离红线约3.2 m，距离住宅楼约12.0 m。

2 钢栈桥-洗车台集成系统设计方案

基于项目存在的空间狭小、周边环境和管线保护要求高、环保要求严格、工期紧张等一系列问题，设计了一套装配式基坑行车栈桥与洗车台集成系统。

该集成系统组成结构包括行车栈桥和洗车台。出土行车栈桥包括由多个6 000 mm×1 500 mm×200 mm的钢板路基箱、H700 mm×300 mm×13 mm×24 mm型钢主梁以及柱帽构成的桥体，栈桥桥面宽度为8 m，桥体包括水平段和倾斜段[2]；桥体水平段上设有洗车台，桥体水平段的一端固定于基坑顶部边沿处，另一端与桥体倾斜段的顶端连接；桥体倾斜段的底端位于基坑内部，倾斜段坡度为1∶7，钢栈桥桥面底部沿其长度方向均匀设有多个方钢管立柱（500 mm×500 mm×10 mm），方钢管立柱底端通过混凝土桩基深入固定在基坑内，其中混凝土桩基插入基坑底部的深度不小于8 m，方钢管支撑立柱插入混凝土桩基的深度不得小于4 m；钢栈桥桥体倾斜段的上表面沿其宽度方向设有多个防滑钢筋，防滑钢筋呈水平状且相互平行设置。钢栈桥桥面下方方钢管立柱的下部设有止水板，止水板可以有效防止水流进入支撑立柱与混凝土桩基之间的缝隙。装配式钢栈桥剖面如图1所示。

图1 装配式钢栈桥剖面示意

洗车台系统包括洗车台本体、集污槽和沉淀单元。洗车台本体设置于桥体水平段上，由镂空的顶板和侧板组成。镂空顶板与钢栈桥桥体水平段相连接，侧板位于镂空顶板沿长度方向的两侧。镂空顶板和侧板都是空心方管构成的网格状框架结构并且连接有输水管，其中空心方管相互连通并呈密闭结构。镂空顶板的上表面以及侧板的内侧均设有多个喷水孔，用于清洗出土车辆；镂空顶板与桥体水平段连接处设置有集污槽，集污槽用于收集洗车污水，底部为倾斜状且其底部较高一侧沿其边沿设有输水管，输水管在长度方向上设有多个清污喷头，集污槽远离输水管的一侧设有排污槽。为了节约用水，实现水资源的循环利用，洗车台还设置有沉淀单元。沉淀单元位于基坑顶部靠近洗车台本体处，包括通过溢流管依次连通的沉淀池和清水池。其中，沉淀池连接有排污管，排污管另一端与排污槽相连接，污水通过排污管流入排污槽，清水池通过回水管与输水管相连接，且回水管上设置有水泵。钢栈桥-洗车台集成系统结构如图2所示。

图2 钢栈桥-洗车台集成系统结构示意

3 钢栈桥-洗车台集成系统结构稳定性分析及优化

出土行车钢栈桥-洗车台集成系统，钢栈桥桥面设计1∶7放坡至基坑第2层支撑，原来设计的钢栈桥竖向立柱间只设置了纵向剪刀撑，通过PLAXIS 3D对钢栈桥及钢栈桥周围基坑内土体位移变化进行模拟计算，其整体稳定性较差，剪刀撑的连接件变形过大，安全风险系数较大。

为保证其能够更加安全地使用，针对钢栈桥的下部剪刀撑进一步进行了优化，增加了横向剪刀撑的设置，按照原设计的钢栈桥各构件计算参数进行取值，对桥身结构变形及其下部基坑内土体位移变形进行模拟，其坑内土体沉降量以及钢栈桥结构变形均明显减小，整体稳定性得到了进一步提高。

4 施工工艺

4.1总体施工工序

测量放线→钢栈桥立柱桩施工→土方开挖到设计标高→钢栈桥柱帽安装→钢栈桥型钢主梁安装→路基箱安装→洗车台安装→土方开挖→立柱剪刀撑焊接→钢栈桥-洗车台集成系统拆除（随基础及地下室主体施工进度）[3]

4.2重点工序

4.2.1 钢栈桥立柱桩施工

立柱桩采用旋挖钻孔桩成孔，为保证方管立柱安放位置准确及标高控制正确，方管柱接至地面标高。钢管桩浇筑混凝土时，采用汽车起重机吊起钢管并控制在设计桩底标高位置，同时采用混凝土导管浇筑混凝土，确保钢管桩标高准确。混凝土浇筑完毕后，在其初凝前将方钢管立柱插入混凝土中，立柱在穿越底板的范围内设置止水片[4]。

4.2.2 钢栈桥安装

柱帽依次插入方钢管柱，安装牢固后，用25 t汽车式起重机吊装型钢主梁到位，将柱帽与型钢主梁采用螺栓连接，再间隔500 mm在长度方向上焊接型钢主梁加劲肋（厚16 mm），最终吊装路基箱，与型钢主梁焊接。钢栈桥节点如图3所示。

图3 钢栈桥节点示意

另外，随着钢栈桥下部土方逐层开挖，当每段钢坡道下土方开挖至方钢立柱桩间剪刀撑后，及时对桩间剪刀撑进行焊接施工。

4.2.3 钢栈桥-洗车台集成系统拆除

常规情况下，该系统在土方开挖完成即可拆除，但由于本项目建设场地狭小，无钢筋料场等，遂将该系统充当临时钢筋料场，随基础及地下室主体施工进度逐段进行拆除。拆除时采用25 t汽车式起重机及塔式起重机配合拆除，每一段栈桥坡道按照以下顺序进行：洗车台拆除→路基箱拆除→钢栈桥型钢主梁拆除→钢栈桥柱帽拆除→立柱剪刀撑拆除→钢栈桥立柱桩拆除。

5 结语

本文以实际项目为载体，针对工程实际中出土及环保要求等问题，提出了一种切实可行且十分有效的解决方法：

1）通过数值模拟计算分析钢栈桥-洗车台集成系统的结构稳定性，为提高结构稳定性，对钢栈桥结构进行了优化设计，可知桥体稳定性与构件连接方式密切相关。为提高钢栈桥整体稳定性，应在立柱支撑间设置横向剪刀撑、纵向剪刀撑。

2）此新型钢栈桥-洗车台集成系统将行车栈桥与洗车台结合设置，节省空间，可适用于空间狭小的建筑施工场地。零部件大多为标准件，易替换，适用性广。在洗车台底部设置便于清洁淤泥的集污槽，清洁效果好、速度快。通过沉淀单元将集污槽内的污水进行过滤，节能环保、节约水资源。采用装配式钢结构栈桥代替传统土质坡道，在基坑施工结束后便于拆除，高效便捷、节省人力，同时可循环利用以及作为临时料场。