地鐵項目車站主體結(jié)構(gòu)與附屬結(jié)構(gòu)交匯處圍護結(jié)構(gòu)拆除工藝研究

周虎

【摘? 要】地鐵施工中，車站附屬結(jié)構(gòu)通常在車站主體結(jié)構(gòu)后施工，附屬結(jié)構(gòu)與車站交界處存在原有主體圍護結(jié)構(gòu)，為打通附屬結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)，交匯處主體圍護結(jié)構(gòu)需要拆除。根據(jù)附屬結(jié)構(gòu)的受力要求，部分車站附屬結(jié)構(gòu)設(shè)計支撐對撐到交匯處主體圍護結(jié)構(gòu)、附屬支撐以及交匯處主體圍護結(jié)構(gòu)的拆除存在高風(fēng)險，對車站主體結(jié)構(gòu)與附屬結(jié)構(gòu)交匯處圍護結(jié)構(gòu)拆除工藝進行研究是必要的。

【Abstract】In subway construction， the subsidiary structure of the station is usually constructed after the main structure of the station. The original main enclosure structure exists at the intersection of the subsidiary structure and the station. In order to get through the subsidiary structure and the main structure， the main enclosure at the intersection needs to be dismantled. According to the stress requirements of the subsidiary structure， the design support of some subsidiary structure of the station is of high risk to the dismantling of the main support structure， subsidiary support and the main enclosure structure at the intersection， so it is necessary to study the demolition process of the enclosure structure at the intersection of the main structure and the subsidiary structure of the station.

【關(guān)鍵詞】附屬結(jié)構(gòu);交匯處圍護結(jié)構(gòu);拆除

【Keywords】subsidiary structure; enclosure structure at the intersection; demolition

【中圖分類號】TU64? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻標志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2020）02-0184-03

1 工程背景

石灣站1號風(fēng)亭為異形風(fēng)亭，共設(shè)置2道混凝土支撐（600mm×800mm）。支撐設(shè)計時考慮基坑受力將附屬與主體結(jié)構(gòu)冠梁采用中間支撐連成一體。因1號風(fēng)亭支撐與主體結(jié)構(gòu)冠梁相連接，車站主體圍護樁不能提前拆除，導(dǎo)致風(fēng)亭主體結(jié)構(gòu)分多塊施工。為完成附屬主體結(jié)構(gòu)的施工，需要結(jié)合基坑受力和支撐影響全面考慮施工工藝及流程。支撐設(shè)計如圖1所示。

2 正常情況施工工藝

地鐵施工中，一般附屬圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計階段盡可能在附屬與主體交匯處不設(shè)置支撐，方便交匯處圍護結(jié)構(gòu)破除以及附屬主體結(jié)構(gòu)的施工[1]。按照不設(shè)置支撐的情況整體施工流程為：圍護結(jié)構(gòu)拆除→底板施工→第二道支撐拆除→側(cè)墻施工→頂板施工→第一道支撐拆除。

附屬結(jié)構(gòu)無支撐對撐到主體結(jié)構(gòu)冠梁時，附屬結(jié)構(gòu)整體施工工藝流程銜接順暢，所有工序一步到位，附屬主體結(jié)構(gòu)可以一次澆筑成型，基坑防水效果好，安全風(fēng)險小，能夠快速實現(xiàn)基坑封閉。

3 方案比選

根據(jù)石灣站1號風(fēng)亭支撐體系的設(shè)置以及現(xiàn)場的實際施工情況，參照類似工程的施工經(jīng)驗，現(xiàn)場擬采用下列兩種方式施工。

3.1 擬采用方案一

風(fēng)亭與車站交匯處主體圍護樁分兩期破除，第一期破除不受力圍護樁，累計破除15根。破除清理完成后施工此處附屬主體結(jié)構(gòu)底板、側(cè)墻、頂板，將附屬主體結(jié)構(gòu)與車站主體結(jié)構(gòu)連接為一體，保證基坑安全。結(jié)構(gòu)穩(wěn)定后破除受力圍護樁，施工剩余附屬主體結(jié)構(gòu)（見圖2）。

施工步驟：①基坑開挖見底后先進行一期圍護樁拆除，拆除至風(fēng)亭底板底下20cm;②一期圍護樁拆除后進行一期底板鋼筋綁扎及混凝土澆筑，封閉部分基底;③底板達到設(shè)計混凝土強度時進行風(fēng)亭第二道支撐拆除，拆除完成后施做側(cè)墻防水、鋼筋及混凝土的澆筑;④側(cè)墻施工完成后進行一期頂板的鋼筋綁扎和混凝土澆筑，此時附屬結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)連接為一體，結(jié)構(gòu)受力相對穩(wěn)定;⑤一期頂板澆筑完成達到設(shè)計強度后進行第一道所有支撐拆除;⑥第一道支撐拆除完成后圍護樁無其他影響因素，進行二期圍護樁破除;⑦二期圍護樁破除完成后進行二期主體結(jié)構(gòu)施工，此時所有結(jié)構(gòu)施工完成。整個施工過程中施工縫數(shù)量多，必須加強施工縫處防水處理，確保底板不滲漏。

3.2 擬采用方案二

風(fēng)亭與車站交匯處主體圍護樁一次性破除，過程中采用雙拼工25進行換撐施工，保證基坑受力穩(wěn)定（見圖3）。

施工步驟：①1號風(fēng)亭基坑開挖見底后先進行一期底板鋼筋綁扎及混凝土澆筑;②1號風(fēng)亭基坑一期底板澆筑完成采用雙拼工25工字鋼在原混凝土支撐投影位置進行換撐，防止因第二道支撐拆除后底板發(fā)生位移;③底板達到設(shè)計混凝土強度時進行第二道支撐拆除，拆除過程中密切關(guān)注軸力計的軸力變化;④第二道支撐拆除完成后進行側(cè)墻防水、鋼筋施工及混凝土澆筑;⑤側(cè)墻施工完成后進行頂板鋼筋綁扎及混凝土澆筑，此時風(fēng)亭形成整體，受力穩(wěn)定;⑥一期頂板澆筑完成達到設(shè)計強度后進場第一道支撐以及底板換撐拆除;⑦支撐拆除完成后進行冠梁及樁基破除，破除工作一次到位;⑧冠梁及樁基拆除完成后進行二期主體結(jié)構(gòu)施工，完成車站與主體結(jié)構(gòu)的連接。換撐雙拼工字鋼必須焊縫飽滿，符合焊接技術(shù)要求，同時必須安裝軸力計，每天監(jiān)測2次，軸力不允許超過2000kN。遇到軸力突然增大超過2000kN時，加密雙拼工字鋼，澆筑C35素混凝土，確?；臃€(wěn)定。

3.3 方案分析

方案一和方案二各有優(yōu)缺點，根據(jù)現(xiàn)場實際情況以及受力分析對兩個方案進行對比。

方案一：

優(yōu)點：一期結(jié)構(gòu)部分附屬主體結(jié)構(gòu)與車站主體結(jié)構(gòu)及時連接為整體，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，基坑安全可以得到保證。

缺點：①圍護結(jié)構(gòu)破除隊伍需要2次進場成本增加約10萬元;②施工縫過多，不利于結(jié)構(gòu)防水，容易導(dǎo)致結(jié)構(gòu)滲漏，造成質(zhì)量缺陷，增加結(jié)構(gòu)堵漏成本;③工序煩瑣，涉及2次工序轉(zhuǎn)換，工期增加15天左右。

方案二：

優(yōu)點：①底板分段處留在原有設(shè)計變形縫位置，減少施工縫，保證結(jié)構(gòu)自防水的有效性;②工序較方案一轉(zhuǎn)換少，工期較方案一減約15天;③圍護結(jié)構(gòu)一次性拆除到位，避免作業(yè)隊伍2次進場造成成本增加。

缺點：換撐采用臨時工字鋼，基坑穩(wěn)定性較方案一差，需要增加應(yīng)急措施。

根據(jù)現(xiàn)場實際工期要求以及成本控制，選擇方案二更為妥當。

4 方案實施

按照方案二施工的整體施工流程為：一期底板施工→雙拼工字鋼換撐→第二道混凝土支撐拆除→一期側(cè)墻施工→一期頂板施工→第一道混凝土支撐拆除→圍護結(jié)構(gòu)拆除→二期底板、側(cè)墻、頂板施工。

現(xiàn)場施工時，換撐工字鋼處放置軸力計，每天測算軸力變化，根據(jù)軸力變化采取相應(yīng)措施。該工程施工過程中軸力一直保持穩(wěn)定，無須采取其他措施。

正常流程施工時，主體圍護結(jié)構(gòu)在開挖過程中邊挖邊用炮機破除，因1號風(fēng)亭與車站主體結(jié)構(gòu)相交的圍護樁基承受支撐軸力，開挖過程不能破除，所以必須支撐拆除后才允許施工。因一期底板、側(cè)墻、頂板施工完成后，作業(yè)空間限制，炮機無法作業(yè)，所以采取水鉆、繩鋸配合吊車施工，分段切割樁基，逐步完成樁基的拆除。

施工時，首先使用PC120挖機開挖出冠梁位置，冠梁周邊采用45°放坡開挖，開挖后鋪設(shè)100mm×100mm鋼筋網(wǎng)片，斜坡澆筑20cm厚C20混凝土面層，防止邊坡滑坡、坍塌。

邊坡支護完成后，進行冠梁和圍護樁拆除。在每兩條樁間的位置穿進鋸繩進行冠梁切割。冠梁切割完成后采用？準22鋼絲繩吊住冠梁，吊車處于預(yù)受力狀態(tài)。在冠梁底下2m位置切割圍護樁，質(zhì)量Q=3.14×0.5×0.5×2.5+1×0.8×1×2.5=6t，切割完成后吊車吊至板車運輸出施工場地。為方便切割，把切割設(shè)備放置在站內(nèi)站廳層和風(fēng)亭內(nèi)部。

冠梁拆除完成后開始樁基拆除，先在樁頂下30cm處樁中位置水平鉆孔？準100吊裝孔，穿進？準22鋼絲繩預(yù)吊裝，在樁頂下3m位置進行鉆孔樁切割，單根質(zhì)量Q=3.14×0.5×0.5×2.5=5.9t。切割原則遵循：從上至下，單根切割，先吊后割原則。逐根拆除圍護樁，直至所有圍護樁拆除完成，滿足出入口、風(fēng)亭與車站銜接的要求。

圍護樁破除前必須做好地面擋水坎，不得低于30cm;站廳層出入口做好臨時圍蔽，避免車站內(nèi)部作業(yè)人員進入施工區(qū)域;為防止車站涌水，現(xiàn)場必須配置不小于5.5kW水泵2臺;同時要做好防揚塵的相關(guān)措施，破除期間及時防揚塵灑水。

5 結(jié)語

地鐵施工存在許多難點，車站主體與附屬交界處圍護結(jié)構(gòu)的拆除屬于高風(fēng)險施工。設(shè)計階段充分考慮支撐的方式，在保證結(jié)構(gòu)安全受力的前提下盡量避免附屬支撐與車站圍護結(jié)構(gòu)相連接，方便圍護結(jié)構(gòu)的破除及后續(xù)附屬主體結(jié)構(gòu)的施做。本文主要依托佛山地鐵2號線石灣站1號風(fēng)亭附屬與主體交匯處圍護樁拆除施工中的經(jīng)驗進行科學(xué)的總結(jié)，從而達到安全、高效地完成基坑封閉。

【參考文獻】

【1】劉建航，侯學(xué)淵.基坑工程手冊[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，1997.