大型地鐵上蓋項目施工場地布置技術研究

聶文高

上海涇東建筑發(fā)展有限公司 上海 201114

建筑活動是人類改造自然、影響自然的活動之一。施工平面布置圖是擬建工程施工過程中，根據(jù)現(xiàn)場及周邊環(huán)境條件，在建筑平面圖上規(guī)劃布置施工機械、材料構(gòu)件堆場、臨時設施等，是施工方案在現(xiàn)場的空間體現(xiàn)，它是擬建工程、臨時建筑、臨時設施與已有建筑、周邊環(huán)境相鄰空間關系最直觀的反映。近年來，隨著我國地鐵建設的迅猛發(fā)展，地鐵車輛段建設占用了大量城市土地，這與日益緊缺的城市土地資源相矛盾，地鐵車輛段上蓋進行開發(fā)建設迫在眉睫。同時，由于地鐵車輛段預留蓋板各區(qū)域標高不一，蓋板預留設計荷載值較小，導致地鐵上蓋項目施工場地布置較為困難，材料的水平運輸和垂直運輸極為不便，現(xiàn)有的常規(guī)解決辦法主要是通過增加塔吊或汽車吊數(shù)量進行施工材料多次接力駁運，材料運輸車輛僅允許駛?cè)氲罔F車輛段蓋板四周范圍，禁止駛?cè)肷w板上，該方法雖可滿足施工要求，但經(jīng)濟成本高，施工效率低，需大面積占用蓋板四周下部區(qū)域空間，不利于現(xiàn)場施工作業(yè)，因此，布置蓋上施工場地以降本增效成為迫切需要[1-3]。

1 工程概況

1.1 工程建設概況

位于上海市青浦區(qū)徐涇鎮(zhèn)的軌道交通17號線徐盈路站車輛段上蓋綜合開發(fā)項目（圖1），總建筑面積445 710.83 m2，包括06-01商業(yè)樓及辦公樓、06-02住宅、06-03辦公樓、06-04住宅這4個地塊（圖2），蓋板上4個地塊同時開發(fā)。其中，06-01商業(yè)樓及辦公樓總建筑面積186 816.61 m2，包括1棟20層辦公樓、1棟4層商業(yè)樓及配套地下車庫；06-02地塊總建筑面積67 864.04 m2，共6棟住宅，1棟1層物業(yè)辦公樓及地下車庫；06-03地塊總建筑面積79 642.44 m2，包含3棟12層辦公樓，10棟3層商業(yè)樓；06-04地塊總建筑面積111 387.74 m2，10棟住宅，1棟1層社區(qū)配套及地下車庫，新建地下車庫均位于預留地鐵上蓋蓋板上方。

圖1 地鐵上蓋預留狀況

圖2 項目分區(qū)示意

1.2 周邊環(huán)境概況

北側(cè)紅線緊鄰運營的軌道交通17號線，與紅線最近距離僅為6.5 m，再往北為崧澤大道。南側(cè)為上達河，與紅線最近距離僅為15 m，再往南為徐涇老鎮(zhèn)。東側(cè)為河道，與紅線最近距離僅為6.0 m，再往東為徐盈路。西側(cè)為在建徐涇05工地，工地間僅相隔1條施工道路，道路寬僅為14 m，如圖3所示。

圖3 項目周邊概況

2 工程特點與難點

1）本工程建設規(guī)模大，周邊環(huán)境復雜，施工場地為車輛段上蓋，對蓋下地鐵車輛段保護要求高，蓋板上設計預留荷載較小且預留范圍較小，蓋板上翻梁及預留柱分布密集，僅存在1條西側(cè)Y形主匝道用于蓋上運輸，給整個現(xiàn)場的施工組織、場地布置帶來較大的難度，施工材料水平運輸困難。

2）工期節(jié)點要求緊張，新建地庫夾層施工階段需合理分區(qū)，分塊施工，實現(xiàn)區(qū)域結(jié)構(gòu)之間的階梯施工、搭接施工；上部結(jié)構(gòu)施工時，主體結(jié)構(gòu)與裝修工程進行穿插施工，需做到不減少單項工序工期的同時有效縮減總工期。

3）商業(yè)樓棟采用鋼結(jié)構(gòu)框架形式，高層辦公樓采用鋼框架核心筒結(jié)構(gòu)形式，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件最大吊重5.24 t；住宅采用裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)形式，預制剪力墻外墻構(gòu)件最大吊重5 t；構(gòu)件運輸車荷載大，構(gòu)件垂直運輸困難，所選塔吊型號較大，塔吊及施工電梯設置需因地制宜。

4）場地北側(cè)為軌道交通17號線徐盈路地鐵站，蓋板底下為地鐵車輛段，由于地理位置的特殊性，環(huán)境安全級別高，施工中對地鐵保護要求高，地鐵蓋板要求“零開裂”“零滲漏”，需避免地鐵上蓋因施工荷載產(chǎn)生結(jié)構(gòu)裂縫，使蓋上施工不妨礙下方地鐵的運營。

3 施工場地布置主要內(nèi)容

新建項目施工場地布置既要統(tǒng)一規(guī)劃，合理分配利用有限的地鐵上蓋場地空間，也要考慮與不同施工階段特點相適應，滿足不同階段施工流程要求，最大程度減少不同工序之間的相互牽制和影響。在不影響施工的前提下，系統(tǒng)考慮施工區(qū)域的劃分，合理設置材料構(gòu)件堆場、周轉(zhuǎn)場地。

此外，因不同階段施工的界面不同，需合理規(guī)劃施工道路，最大程度確保材料運輸?shù)缆吠〞?，滿足施工用料需求。同時，根據(jù)地鐵上蓋環(huán)境、結(jié)構(gòu)等特點進行現(xiàn)場機械布置，以滿足整個現(xiàn)場水平運輸及垂直運輸?shù)男枰?，本工程施工場地布置主要包括以下?nèi)容。

3.1 塔吊基礎設計及安裝

擬建樓棟較多，建筑總體規(guī)模大且同時施工，材料周轉(zhuǎn)頻繁，塔吊的選型及布置需結(jié)合建筑平面分布、鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件及預制PC構(gòu)件質(zhì)量等因素確定，布置原則如下：

1）盡可能覆蓋現(xiàn)場全部施工區(qū)域，不留吊裝盲區(qū)，方便材料及構(gòu)件運輸堆放。

2）滿足最重鋼結(jié)構(gòu)及PC構(gòu)件吊裝要求。

3）充分考慮多塔作業(yè)安全，便于塔吊及機械設備的安裝和拆除。

4）塔吊基礎應充分考慮蓋板以下梁柱承載力設計富余量，進行塔吊基礎結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換。

綜合上述因素，本工程共投入22臺TC6517B-10型塔吊，對比常規(guī)普通型塔吊基礎、壓重式塔吊基礎、井字形鋼梁基礎等形式，結(jié)合已竣工平臺蓋板結(jié)構(gòu)圖紙，最終選定塔吊基礎形式為鋼筋混凝土梁板式承臺。

轉(zhuǎn)換塔吊基礎工藝原理：通過植筋方式連接塔吊基礎轉(zhuǎn)換梁與原有蓋板預留結(jié)構(gòu)柱，利用轉(zhuǎn)換梁擱置在車輛段蓋板預留框架柱上，轉(zhuǎn)換梁截面為1 000 mm×1 600 mm，轉(zhuǎn)換梁底離蓋板頂（蓋板面相對標高－7.20 m）凈距500 mm，轉(zhuǎn)換梁部分區(qū)域范圍內(nèi)設置轉(zhuǎn)換基礎板，塔吊基礎板厚1 600 mm。因考慮塔吊安拆及附墻要求，塔吊基礎節(jié)適當偏心，基礎節(jié)底部增設加強梁，塔吊基礎具體做法詳見圖4，塔吊基礎完成面標高為－5.10 m。采用PKPM結(jié)構(gòu)設計軟件對轉(zhuǎn)換梁板式塔吊基礎進行計算（圖5），根據(jù)塔吊基礎荷載（表1）進行設計計算并相應配筋。塔吊荷載傳遞線路為：塔吊塔身→塔吊基礎節(jié)→梁板式承臺→上蓋預留柱頂→地鐵車輛段框架柱→地基基礎。

圖4 塔吊轉(zhuǎn)換基礎剖面示意

圖5 塔吊轉(zhuǎn)換基礎平面示意及計算模型

表1 塔吊基礎荷載

塔吊基礎施工流程：測量放線→上蓋預留柱頂混凝土剝除→承臺模板支設（底部墊設XPS保溫板分散荷載）→鋼筋綁扎（含植筋）→埋入塔吊基礎節(jié)支腿→驗收→塔吊基礎C35混凝土澆筑→拆?！醢惭b。其中，鑿除上蓋預留柱頂混凝土時需避免損傷鋼筋，基礎梁板鋼筋錨固長度需滿足規(guī)范要求，基礎梁板主筋連接采用焊接連接，在同一斷面處連接接頭數(shù)量不超過50%?；炷翝仓獫M足大體積混凝土施工的要求，混凝土采取分層從中間向兩邊對稱澆筑的方式，每層混凝土厚度不大于400 mm，在混凝土初凝前進行二次振搗，應準確計量拌制混凝土的原材料，嚴格按照配合比施工，并控制混凝土的入模溫度，混凝土澆筑完成后注意保溫保濕養(yǎng)護。

塔吊安裝采用汽車吊作業(yè)，安裝前需對汽車吊吊裝作業(yè)時支腿的耐力進行相應驗算復核，若支腿荷載超出地鐵上蓋板承載力，需相應鋪設箱體或擱置枕木以便均攤荷載。選用針式接閃器作為塔吊防雷接閃器，焊接針式接閃器于塔吊最頂部，針尖高度超過塔頂1 000 mm。選用φ20 mm鍍鋅鋼管磨尖作為避雷針，安裝長度高于塔帽1 m。塔吊防雷利用原有車輛檢修段平臺的框架柱主筋上的防雷引下線，與塔吊基礎鋼筋焊接連接，塔身傳至塔吊基礎鋼筋，防雷接地連接處應焊接飽滿，根據(jù)規(guī)范要求控制焊接倍數(shù)，針對接地電阻≤1 Ω的塔吊電氣重復接地，應單獨設置1根50 mm×50 mm×2 500 mm的鍍鋅角鋼，引至車輛檢修段平臺上預留接地裝置，采用銅質(zhì)編織軟線連接，接地電阻≤6 Ω。

3.2 施工道路布置

考慮到車輛段蓋板結(jié)構(gòu)受力復雜，轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)多，上蓋蓋板存在較多上翻梁，為保證建筑材料能及時運輸至蓋板上，需結(jié)合設計預留荷載合理布置蓋板上方運輸?shù)缆罚贾迷瓌t如下：

1）充分考慮材料及構(gòu)件運輸車輛質(zhì)量，嚴格控制車輛總質(zhì)量在40 t以內(nèi)，施工道路荷載限制為35 kN/m2。

2）充分利用Y形匝道及蓋板預留設計荷載較大區(qū)域，確定施工主干道和分支施工道路。

3）合理考慮混凝土澆筑停泵需要，避免對施工道路造成影響。

4）運輸車道寬度不小于6 m且方便運輸車輛行駛。

5）為了加快施工進度，保證施工過程中材料運輸通暢，并且方便室外總體施工提前穿插，在新建地庫夾層空腔底板及頂板上設置施工道路，并提前與設計方溝通，進行相應配筋加強。

6）擬布置主匝道存在上翻梁時，需設置結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換坡道，坡道借助預留柱、轉(zhuǎn)換梁和上翻梁進行設置：上蓋蓋板柱網(wǎng)9 000 mm×14 400 mm，沿進深方向間隔4 800 mm鋪設600 mm×500 mm×20 mm×30 mm的焊接H型鋼轉(zhuǎn)換梁，澆筑1道厚100 mm的C30混凝土板，使用結(jié)構(gòu)設計軟件對轉(zhuǎn)換坡道進行計算并進行混凝土板配筋（圖6），板面中間向兩邊設置2%的坡度，中間為分水線，水排向相鄰跨的落水管。

圖6 結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換坡道平面示意

7）施工道路面層具體做法為：結(jié)構(gòu)樓板；WS M15水泥砂漿（厚15 mm）找平層；4＋3聚酯胎改性瀝青防水卷；隔離層；厚150 mm的C30細石混凝土保護層（內(nèi)配φ8 mm@200 mm雙向鋼筋）（保護層2%橫坡，最薄處厚150 mm）。

3.3 材料堆場布置

主要材料堆場盡量靠近施工用料現(xiàn)場，盡量靠近樓棟或在塔吊起重能力范圍內(nèi)，并且不影響運輸通道，要考慮運輸車輛進出方便。

新建地庫夾層施工時，考慮到蓋板荷載預留區(qū)域較少，施工材料堆場主要放置于Y形匝道，材料再通過塔吊駁運進場施工；待新建地庫夾層完成后（圖7），上部結(jié)構(gòu)施工時，施工材料堆場設置在新建轉(zhuǎn)換夾層的頂板上，針對堆載較大區(qū)域（如PC構(gòu)件堆場、鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件堆場），施工材料堆場的荷載限制為20 kN/m2（堆場下鋪設1層鋼板），需提前與設計方溝通，進行相應配筋加強。

圖7 上蓋結(jié)構(gòu)主體施工平面布置示意

3.4 其他場地布置內(nèi)容

1）施工現(xiàn)場排水：轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)施工期間，充分利用上蓋的排水系統(tǒng)，進行虹吸式排水。轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)施工完成后，施工上部結(jié)構(gòu)階段，在每棟主樓范圍內(nèi)各設置2個排水集水井，排入地下排水體系內(nèi)。沿Y形主匝道兩側(cè)設置寬250 mm排水溝，通過三級沉淀池排入市政管網(wǎng)。同時，在Y形匝道施工大門口位置設置相應沉淀池及車輛沖洗平臺，上蓋積水經(jīng)有組織過濾沉淀后方能排入鄰近市政下水管道，在混凝土泵附近布置沉灰池（1 000 mm×2 000 mm×1 000 mm）。污廢水系統(tǒng)：在蓋板以下相鄰的辦公區(qū)及生活區(qū)設置化糞池，化糞池管溝及所埋設的管道坡度均按0.2%～0.3%考慮。

2）現(xiàn)場地鐵蓋板以上供水采用φ50 mm鍍鋅鐵管，沿圍墻或地鐵上蓋道路設置，并設置3個水泵房，共布置6臺增壓泵。一律使用φ100 mm鍍鋅水管作為消防用水管，施工用水與現(xiàn)場臨時消防用水分開設置。

3）本項目所采用的臨時供配電系統(tǒng)供電級數(shù)不超過三級，根據(jù)現(xiàn)場條件配電模式為：地鐵車輛段箱變→分區(qū)配電箱→終端配電箱。配電方式：通過放射式供電至各區(qū)域配電箱，采用樹干式配電方式為樓層內(nèi)垂直配電，由于高層樓棟在結(jié)構(gòu)施工期間，為了滿足使用要求須另設一回路專供吊裝區(qū)域電焊機使用，遺留下的接線箱端口作為各層施工用電的備用電源。

4）施工電梯采用SC200/200型施工升降機，施工電梯基礎位于新建地庫夾層底板上，無法采取回頂加固措施，需設置轉(zhuǎn)換梁板基礎，轉(zhuǎn)換梁底離蓋板頂凈距500 mm，轉(zhuǎn)換梁頂與地庫夾層底板面齊平。另根據(jù)施工升降機使用手冊要求，基礎采用C30混凝土，板厚600 mm，內(nèi)配雙層雙向φ25 mm@120 mm鋼筋。根據(jù)施工升降機主要技術參數(shù)計算施工電梯基礎承載力，并采用PKPM結(jié)構(gòu)設計軟件對施工電梯轉(zhuǎn)換梁板基礎進行結(jié)構(gòu)計算，根據(jù)計算結(jié)果進行相應配筋。施工電梯基礎混凝土澆搗完成后對地腳螺栓進行相應校正，待基礎混凝土強度達到100%后，方可進行施工電梯安裝。

4 結(jié)語

隨著城市空間開發(fā)的深入推進，以公共交通為導向的開發(fā)（TOD）模式項目層出不窮，原地鐵車輛段設計預留荷載值較小，往往給上蓋開發(fā)施工造成制約，施工材料水平運輸及垂直運輸極為困難。

本文通過對上海市徐盈路西側(cè)地塊開發(fā)項目上蓋場地進行系統(tǒng)分析，合理布置塔吊轉(zhuǎn)換基礎、施工道路、材料堆場和臨時排水等，充分利用下蓋結(jié)構(gòu)梁柱承載力進行相應結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換，不僅實現(xiàn)了措施成本的節(jié)約，同時也提升了現(xiàn)場施工的效率，圓滿地完成了開發(fā)商節(jié)點工期目標，保障了地鐵車輛段安全運行，杜絕了地鐵車輛段上蓋開裂與滲漏，達到了預期的效果，可為類似的大型地鐵上蓋項目施工場地布置提供借鑒。