地鐵工程蓋挖逆作法施工技術(shù)探討

張傳琦

(西寧城市建設(shè)開發(fā)有限責(zé)任公司， 青海西寧 810000)

地鐵工程蓋挖逆作法施工技術(shù)探討

張傳琦

(西寧城市建設(shè)開發(fā)有限責(zé)任公司， 青海西寧 810000)

地鐵車站是城市地鐵的重要組成部分，且修建施工技術(shù)尤為關(guān)鍵，特別是在建筑環(huán)境極其復(fù)雜的松散地層中，修建大型綜合性地鐵車站的施工技術(shù)問題越來越受到重視，在修建地鐵車站的多種工法中，蓋挖法是一種常用的施工方法，而其中的蓋挖逆作法是一種技術(shù)含量較高、施工較為復(fù)雜的施工技術(shù)。蓋挖法可以細分為蓋挖順筑法,蓋挖逆筑法、蓋挖半逆筑法等幾個分支。針對這些問題對地鐵車站蓋挖逆作法進行了研究。以某地鐵工程為例闡述蓋挖逆作法施工技術(shù),有關(guān)經(jīng)驗可供相關(guān)專業(yè)人員參考。

地鐵；蓋挖法；施工技術(shù)

0 引言

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，現(xiàn)代城市交通擁擠問題日益突出。修建地下鐵道已成為解決該問題的有效途徑之一，而且越來越多地要求考慮對地面和地下空間的綜合開發(fā)利用。因此，現(xiàn)代地鐵車站已不再是單純的地下交通建筑，而是集地鐵車站、地下商城、人行過街道、市政工程于一體的大型綜合性多功能建筑物。其體形龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，深埋地下，少則3～4層2～3跨，多則5～6層且多跨，總埋深可達20～50 m，總寬度可達30～60 m。地鐵車站是城市地鐵的重要組成部分，其修建技術(shù)尤為關(guān)鍵。特別是在建筑環(huán)境極其復(fù)雜的松散地層中，修建大型綜合性地鐵車站的施工技術(shù)問題越來越受到重視，也將得到更深入的研究和更廣泛的應(yīng)用。目前，國內(nèi)外修建城市地鐵車站的方法有暗挖法、明挖法、蓋挖法等。蓋挖法又分為蓋挖順作法和蓋挖逆作法兩種。

1 蓋挖逆作法的施工特點

先沿車站周圍施工地下連續(xù)墻或其他支護結(jié)構(gòu),同時建筑物內(nèi)部的有關(guān)位置澆筑或打下中間支承樁和柱,作為施工期間于底板封底之前承受上部結(jié)構(gòu)自重和施工荷載的支撐。然后施工地面一層的梁板結(jié)構(gòu),作為地下連續(xù)墻剛度很大的支撐,隨后逐層向下開挖土方和澆筑各層地下結(jié)構(gòu),直至底板封底。同時,由于地面一層的樓面結(jié)構(gòu)已完成,為上部結(jié)構(gòu)施工創(chuàng)造了條件,所以可以同時向上逐層進行地上結(jié)構(gòu)的施工。如此地面上、下同時進行施工,直至工程結(jié)束。

在基坑開挖面積過大、覆土較淺、周圍沿線建筑物較多,為避免引起臨近建筑物的沉陷,或需及早恢復(fù)路面交通,但又缺乏定型覆蓋結(jié)構(gòu),常采用蓋挖逆作法施工。

1.1 優(yōu)點

(1)圍護結(jié)構(gòu)變形小,能夠有效控制周圍土體的變形和地表沉降,有利于保護臨近建筑物和構(gòu)筑物；(2)基坑底部土體穩(wěn)定,隆起小,施工安全；(3)蓋挖逆作法施工一般不設(shè)內(nèi)部支撐或錨錠,施工空間大；(4)蓋挖逆作法施工基坑暴露時間短,用于城市街區(qū)施工時,可盡快恢復(fù)路面,對道路交通影響較小。

1.2 缺點

(1)蓋挖法施工時,混凝土結(jié)構(gòu)的水平施工縫的處理較為困難；

(2)蓋挖逆作法施工時,暗挖施工難度大、費用高。

2 工程概況

某地鐵2號線南北貫穿高鐵車站站房,結(jié)構(gòu)為兩層兩跨矩形結(jié)構(gòu),長度245 m,寬度11.4 m,高度10.65 m,見圖1。

3 蓋挖逆作法施工工藝

構(gòu)筑圍護結(jié)構(gòu)→構(gòu)筑中間立柱→構(gòu)筑頂板→回填土,恢復(fù)路面→開挖上層土→構(gòu)筑上層主體結(jié)構(gòu)→開挖下層土→構(gòu)筑下層主體結(jié)構(gòu)。簡言之,其施工步驟為：一柱、二蓋、三板、四墻、五底,見圖2［1-3］。

圖1 結(jié)構(gòu)布置圖(單位:mm)

圖2 蓋挖發(fā)縱向施工步序圖

3.1 冠梁施工

地鐵圍護樁樁頂設(shè)置鋼筋混凝土冠梁,將樁連為一體,冠梁截面尺寸為1 000×1 000 mm。先挖至冠梁底部,后進行冠梁施做。冠梁施工工藝流程見圖3。

圖3 冠梁施工工藝流程圖

(1)施工前測量人員放出開槽上口邊線,機械開挖配合人工清槽,開挖至設(shè)計標高。

(2)當(dāng)圍護結(jié)構(gòu)施工完成后,基坑開挖到冠梁標高后鑿除樁頂浮漿露出新鮮混凝土,冠梁鋼筋與灌注樁預(yù)留鋼筋搭接。混凝土澆注采用普通膠合板模板。

(3)冠梁施工順序為：挖土→樁頂浮漿鑿除→鋼筋制作安裝→模板安裝→澆筑混凝土→拆模養(yǎng)護。

(4)冠梁施工前應(yīng)將灌注樁頂部混凝土鑿除至設(shè)計標高,圍護樁樁應(yīng)伸入冠梁底面內(nèi)5 cm,樁身主筋在頂板內(nèi)的錨固段900 mm。

(5)冠梁采用組合鋼模板,模板圍檁采用Φ42鋼管,模板拼接處要進行防漏漿處理。現(xiàn)場綁扎鋼筋,商品混凝土運至現(xiàn)場灌注,采用滾漿法澆筑,插入式振動器搗固密實。

(6)冠梁混凝土一次澆筑完成,灑水養(yǎng)護的時間不少于14 d,以確保混凝土施工質(zhì)量。

3.2 結(jié)構(gòu)施工

施工時,在地鐵頂板底以上明挖基坑開挖到底后,即可施作蓋挖結(jié)構(gòu)圍護體系,樁位布置時應(yīng)避開管線,施做地模,并施做頂板。

頂板是本次設(shè)計的重點,施工時禁止設(shè)南北向施工縫,可設(shè)東西向施工縫,橫縫間距過大混凝土收縮將引起部分樁體變位,因此按照國鐵站房底板后澆帶劃分施工流水段。施工中必須嚴格按有關(guān)規(guī)范、規(guī)程、標準操作,在蓋挖開挖時各分部結(jié)構(gòu)混凝土強度必須達到設(shè)計值,方可進行下步施工。由于頂板是在地面先作,施作頂板時應(yīng)與一段邊墻結(jié)構(gòu)同時施作,此邊墻下必須預(yù)留與整個邊墻鋼筋接駁器、墻外防水層搭接甩茬。

地鐵頂板施工時可根據(jù)工程工期要求在頂板設(shè)置出土孔,空洞尺寸為5 500 mm×4 400 mm。

4 蓋挖結(jié)構(gòu)施工步序圖

第一步：施工地鐵圍護樁、工程樁、頂板支撐柱,然后進行頂板上方土方開挖及施工樁頂冠梁,見圖4。支撐樁可選用形式：

(1)混凝土支撐柱：可與工程樁同時施工,一次澆筑完成；缺點是柱面觀感較差,后期裝修工程量較大。

(2)鋼管支撐柱：在工程樁鋼筋籠安裝后進行吊裝固定,同時澆筑混凝土。可根據(jù)支撐柱承載力情況靈活設(shè)置永久和臨時支撐柱。缺點是鋼管柱安裝垂直度及標高精度要求高,柱端與混凝土結(jié)構(gòu)連接處節(jié)點較為復(fù)雜。

第二步：利用地膜施作頂板、頂縱梁及部分下掛墻體,并預(yù)留下部側(cè)墻甩筋。下掛墻體留內(nèi)斜面,便于后期墻體混凝土澆筑,見圖5。

圖4 蓋挖結(jié)構(gòu)第一步施工圖

圖5 蓋挖結(jié)構(gòu)第二步施工圖

第三步：待地鐵頂板混凝土強度達到設(shè)計強度后,再通過出暗挖,土方開挖至中板圈梁相應(yīng)位置,施作中板圈梁結(jié)構(gòu)、預(yù)留上下墻體甩筋及上部側(cè)墻防水,見圖6。

圖6 蓋挖結(jié)構(gòu)第三步施工圖

第四步：施工中板圈梁以上側(cè)墻,見圖7。

圖7 蓋挖結(jié)構(gòu)第四步施工圖

第五步：待中板圈梁及上部側(cè)墻達到設(shè)計強度后,土方開挖至結(jié)構(gòu)底板以下,并施工基礎(chǔ)墊層、底板防水,見圖8。

圖8 蓋挖結(jié)構(gòu)第五步施工圖

第六步：施作底板結(jié)構(gòu)及剩余墻體防水層,見圖9。

第七步：待底板達到設(shè)計結(jié)構(gòu)強度后,施工剩余的下部側(cè)墻結(jié)構(gòu),見圖10。

5 結(jié)論

隨著現(xiàn)代城市建設(shè)步伐的加快,城市交通越來越向地下空間發(fā)展。但是,在網(wǎng)狀城市中興建地鐵工程受制約因素較多,采用蓋挖蓋挖逆作法既克服了施工條件的限制,又緩解了局部交通壓力,并使得后續(xù)的主體基坑開挖及結(jié)構(gòu)施工順利完成。

圖9 蓋挖結(jié)構(gòu)第六步施工圖

［1］ 呂高樂.蓋挖逆作法在城市地鐵車站施工中的運用［J］.應(yīng)用技術(shù)，2010(9):128-129.

圖10 蓋挖結(jié)構(gòu)第七步施工圖

［2］ 倪冰玉，王明勝.大跨度地鐵車站蓋挖逆作法施工探討［J］.地下空間與工程學(xué)報，2008(8):706-710.

［3］ 曾令標.地鐵車站蓋討它逆作法施工技術(shù)研究［D］.四川成都:西南交通大學(xué)，2002.

U231.3

B

1009-7716(2015)09-0172-04

2015-05-18

張傳琦(1973-),男,四川滎經(jīng)人,工程師,從事市政基礎(chǔ)設(shè)施項目建設(shè)管理工作。