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      中心城區(qū)地鐵車站在場(chǎng)地受限條件下的工法研究

      2012-07-24 06:11:58
      四川建筑 2012年3期
      關(guān)鍵詞:長(zhǎng)順側(cè)墻型鋼

      于 健

      (廣州地鐵設(shè)計(jì)研究院有限公司,廣東廣州510000)

      在地鐵建設(shè)的過(guò)程中,由于線路往往穿越中心城區(qū)建、構(gòu)筑物較集中的地段,使得地鐵車站的規(guī)模受場(chǎng)地的限制,在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的地區(qū),一般采用先期拆遷、后期還建的方法來(lái)解決此類問(wèn)題,但有些城市為了節(jié)約投資,采用調(diào)整車站輪廓以及選取適當(dāng)?shù)墓し▉?lái)建設(shè)受限場(chǎng)地條件下的地鐵車站。本文以某市地鐵4號(hào)線的長(zhǎng)順街站為例,描述的車站周邊的環(huán)境,通過(guò)多方案比選,最終確定適宜的施工工法。

      1 工程概況

      長(zhǎng)順街站是某市地鐵4號(hào)線一期工程的第10個(gè)車站,位于該市中區(qū)的長(zhǎng)順街、商業(yè)后街的交叉口處,毗鄰省委、軍區(qū)干休所、著名旅游景區(qū)等,其中長(zhǎng)順街站為重要交通干道,交通十分繁忙。商業(yè)后街道路紅線寬20 m,長(zhǎng)順街道路紅線寬30 m,車站主體沿商業(yè)后街路中布置,呈東西走向。周邊建筑物密集,且建設(shè)年代均為20世紀(jì)90年代或更早期。

      2 邊界條件

      2.1 盾構(gòu)區(qū)間與車站的銜接

      考慮車站東端長(zhǎng)順街方向的交通,以及車站西端施工場(chǎng)地的限制,車站無(wú)法采用盾構(gòu)吊出或始發(fā)的形式,而采用盾構(gòu)站內(nèi)過(guò)站形式,盾構(gòu)過(guò)站在主體結(jié)構(gòu)施工完成后進(jìn)行。

      2.2 交通疏解的要求

      車站方案設(shè)計(jì)的前期,地鐵建設(shè)部門與市交委進(jìn)行了多次的協(xié)商,綜合考慮了車站周邊的環(huán)境以及地鐵車站建設(shè)的困難等因素,決定對(duì)長(zhǎng)順街采用倒邊交通疏解的要求,每次倒邊,均需保證15 m道路寬度。

      3 車站建筑平面方案介紹

      車站為地下3層,采用單柱島式站臺(tái),車站長(zhǎng)度136.5 m,軌面埋深21.05 m,結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)段寬23.1 m,深23.74 m,頂板覆土約3~3.2 m。西端盾構(gòu)擴(kuò)大端最寬26.411 m。東端盾構(gòu)擴(kuò)大端最寬20.75 m。結(jié)構(gòu)西高東低,坡度0.2%。

      4 車站結(jié)構(gòu)方案研究

      為了能夠盡量減少對(duì)周邊居民的影響,車站的結(jié)構(gòu)施工方案考慮了兩個(gè)方案。

      4.1 半蓋挖順做法方案。

      為解決車站西端長(zhǎng)順街方向的交通問(wèn)題,在車站西端約60 m范圍內(nèi),采用蓋挖方式,車站其余部位采用明挖方式。本結(jié)構(gòu)基坑一般段采用1200@1350 mm密排鉆孔樁圍護(hù)結(jié)構(gòu),基坑安全等級(jí)為一級(jí)。由于基坑深度達(dá)24 m左右,因此共設(shè)置4道內(nèi)支撐,其中第一、三道支撐采用鋼筋混凝土支撐,第二、四道支撐采用鋼管支撐(圖1)。

      圖1 長(zhǎng)順街站基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)剖面

      本方案的主要問(wèn)題在于,由于車站規(guī)模受站內(nèi)條件限制,已無(wú)法再壓縮,但車站圍護(hù)樁的施工仍需拆遷某建筑物的外墻,導(dǎo)致車站施工實(shí)施困難。

      4.2 H型鋼樁全蓋挖逆作法方案

      在盡量減少車站施工范圍,但又不縮小車站規(guī)模的前提下,考慮采用基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)兼做后期車站結(jié)構(gòu)側(cè)墻的思路,先期采用H型鋼圍護(hù)樁支護(hù),在蓋挖逆作的施工過(guò)程中,將圍護(hù)樁的混凝土逐步破除,并利用其中H型鋼做成車站側(cè)墻的施工方案。

      具體施工步驟如下:

      (1)采用人工挖孔成孔,孔為900 mm×900 mm,跳樁開(kāi)挖,成孔完畢后,放入型鋼。護(hù)壁厚不小于200 mm,配置雙向16@150鋼筋,并橫向方向預(yù)留接駁器,豎向建議采用電渣壓力焊,并按規(guī)范控制同一鋼筋連接區(qū)段的鋼筋接頭。

      (2)在放入型鋼的孔內(nèi),澆筑C15素混凝土。在樁頭施做冠梁。在施做上述工作的同時(shí),施做蓋挖鋼管柱。

      (3)鋼管柱施工完成后,開(kāi)挖土方,至頂板底標(biāo)高,利用土模施做頂板。在開(kāi)挖土體的同時(shí),邊開(kāi)挖邊打花管,并進(jìn)行注漿。在側(cè)墻處,鑿除與型鋼連接的混凝土,鑿除圖示范圍后,割除花管頭,鋪設(shè)防水卷材,綁扎鋼筋,澆筑側(cè)墻、頂板混凝土。

      (4)待側(cè)墻、頂板混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后,繼續(xù)向下開(kāi)挖土體,并鑿除樁內(nèi)與型鋼連接的C15素混凝土,同時(shí)撥出已澆筑墻體的鋼筋接頭。在開(kāi)挖土體的同時(shí),邊開(kāi)挖邊打花管,并進(jìn)行注漿。在鑿除圖示范圍后,割除花管頭,鋪設(shè)防水卷材,綁扎側(cè)墻鋼筋,澆筑側(cè)墻混凝土如圖2。

      圖2 H型鋼樁蓋挖逆作法

      (5)待步驟(4)中側(cè)墻達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后,繼續(xù)向下開(kāi)挖土體,至負(fù)一層板底標(biāo)高,利用土模施做負(fù)一層板。在開(kāi)挖土體的同時(shí),邊開(kāi)挖邊打花管,并進(jìn)行注漿。在側(cè)墻處,鑿除與型鋼連接的混凝土,鑿除圖2所示范圍后,割除花管頭,鋪設(shè)防水卷材,綁扎鋼筋,澆筑側(cè)墻、負(fù)一層板混凝土。

      5 方案優(yōu)缺點(diǎn)分析及結(jié)論

      (1)方案一,該方法采用了傳統(tǒng)的蓋挖法與明挖法的結(jié)合。蓋挖段解決了長(zhǎng)順街方向的交通疏解問(wèn)題,同時(shí)也利用蓋挖頂板解決了部分施工場(chǎng)地的問(wèn)題。明挖段可以快速的出土與下料,施工工期短,效率高,造價(jià)較低。

      但由于受本站周邊建筑物的限制,需拆除南側(cè)建筑物的外圍墻方可施工圍護(hù)樁,且圍護(hù)樁距離建筑物十分接近,建筑物的沉降難以控制,最終基坑建成后,可能會(huì)導(dǎo)致附近樓房開(kāi)裂。且施工過(guò)程中,對(duì)周邊環(huán)境以及居民居住條件的影響也是值得考慮的問(wèn)題。

      (2)方案二,H型鋼樁全蓋挖逆作法省去了傳統(tǒng)方法的圍護(hù)樁的施工,縮小了施工場(chǎng)地范圍。利用型鋼,使得基坑的安全性得到了保障。同時(shí)利用蓋挖逆作法,使得車站結(jié)構(gòu)在由上至下的施工過(guò)程中,對(duì)周邊建筑物的影響相對(duì)明挖法較優(yōu),安全性也得到了保障。

      但由于蓋挖逆作法分段較多,各施工縫處防水的效果難以控制。另外,由于先期采用人工挖孔方樁,條件受限,危險(xiǎn)性較高。蓋挖逆作過(guò)程中,由于工序較多,條件較差,導(dǎo)致施工工期加長(zhǎng)。在經(jīng)濟(jì)方面,雖然蓋挖逆作法比半蓋挖挖法減少了一排樁,但由于增加了注漿、型鋼等方面的工藝,兩者的施工費(fèi)用相差不多。

      綜上所述,在不拆除圍墻的情況下,單從技術(shù)角度而言,方案二是可行的。

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