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多隧道下穿區(qū)大截面上翻梁轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)施工方法

2021-11-01 08:00:00孫仁紅
福建建筑 2021年9期
關(guān)鍵詞:墊層標(biāo)高底板

余 健 孫仁紅 楊 征

(中建四局第六建筑工程有限公司華東分公司 上海 200000)

0 引言

當(dāng)上部結(jié)構(gòu)建立在運營隧道上部時,工程上一般需要將上部結(jié)構(gòu)荷載通過地下轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu),直接傳遞給更深層的土體,以免對運營隧道造成影響,同時避免隧道運營過程對上部結(jié)構(gòu)造成影響[1-3]。轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的選擇和設(shè)計,是該類工程問題的核心。本文以杭州蕭山國際機場三期項目為例,對該項目所采用的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)進(jìn)行探索分析,以供類似項目參考。

多隧道下穿建筑轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu),是以樁基礎(chǔ)和縱向超大截面地梁沿下穿隧道保護(hù)區(qū)外呈線型布置,橫向與縱向超大截面地梁形成網(wǎng)格狀,地梁承托框架柱形成轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu),在多隧道下穿時,通過轉(zhuǎn)換地梁獲得所需要的柱網(wǎng)布置。結(jié)構(gòu)傳力路線清晰。采取上翻梁結(jié)構(gòu)形式,簡化建造工序、提升施工功效;減小施工難度、提升質(zhì)量可靠性,降低施工安全風(fēng)險。上翻梁內(nèi)采用素土和碎石回填,并埋設(shè)預(yù)制引流管連通至周邊集水井,解決后期滲漏隱患,在起到結(jié)構(gòu)抗浮作用的同時,亦便于后期改造利用。

1 工程概況

杭州蕭山國際機場三期項目新建航站樓及陸側(cè)交通中心工程(出租車蓄車樓)項目位于杭州市蕭山機場內(nèi),其設(shè)計使用功能為停車庫,先期建設(shè)地下兩層、地上一層,遠(yuǎn)期改造為地上七層辦公樓,底板以下預(yù)留六條地鐵盾構(gòu)待穿區(qū)。基坑面積約25 000 m2,地下室底板面積約24 000 m2,基坑計算開挖深度12.0 m。如圖1所示?;A(chǔ)形式為樁基+轉(zhuǎn)換地梁結(jié)構(gòu),地梁截面均為1600 mm×3000 mm,底板厚度為1000 mm。轉(zhuǎn)換地梁采用上翻梁形式,地梁底同底板底標(biāo)高為-12.1 m,地梁網(wǎng)格間采用素土+碎石回填夯實后澆筑上層板,遠(yuǎn)期回填區(qū)局部將進(jìn)行功能改造。

2 施工方法

多隧道下穿建筑轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)施工工法的施工工藝流程為:樁基布置及施工→土方開挖→墊層澆筑→砌筑底板磚胎膜→防水卷材施工→防水保護(hù)層施工→上翻梁鋼筋綁扎→筏板鋼筋綁扎→底板混凝土澆筑→上翻梁模板加固→上層板插筋預(yù)留→上翻梁澆筑→底板素土回填→級配碎石回填→上層板鋼筋綁扎→上層板澆筑。

2.1 樁基布置

如圖2~圖3所示,鉆孔灌注樁基采取成排線性布置,避開地下盾構(gòu)空間結(jié)構(gòu)。其排與排跨度滿足地鐵隧道結(jié)構(gòu)保護(hù)要求;樁與樁之間縱向間距需滿足規(guī)范和施工工藝要求;樁的直徑及深度根據(jù)地質(zhì)條件由設(shè)計計算確定。

圖3 18~35軸基礎(chǔ)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)平面圖

2.2 土方開挖

除電梯基坑或其它特殊降板結(jié)構(gòu)外,土方開挖底標(biāo)高均為統(tǒng)一基底標(biāo)高。相較于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu),無需進(jìn)行承臺、地梁等小開挖。開挖過程中以基底標(biāo)高、開挖幾何尺寸和開挖地質(zhì)情況為控制要點,基坑開挖完成后,應(yīng)會同勘察、設(shè)計、建設(shè)、監(jiān)理及施工單位進(jìn)行基底驗槽,并做好驗槽記錄。

2.3 墊層澆筑

采用水準(zhǔn)儀測量出墊層標(biāo)高,采用標(biāo)高定位筋控制墊層標(biāo)高,定位筋間距不大于2 m,泵車將混凝土送到澆筑地點,用鐵鏟將砼攤開,用平板振搗器配合振動棒進(jìn)行振搗。振搗密實后,使用2 m刮尺將混凝土面與鋼筋標(biāo)高面抹平,表面塌陷的及時用砼找平,再用2 m長尺再刮一次,然后用木抹子抹光壓平,最后再用鐵抹子壓光,為防水施工提供良好的基層條件。已澆筑的墊層強度達(dá)到1.2 MPa前,禁止上人,如圖4所示。

圖4 墊層澆筑

2.4 防水及保護(hù)層施工

按照設(shè)計要求完成防水層施工,防水卷材施工應(yīng)錯縫搭接,防水層施工完成后立即施工防水保護(hù)層,保護(hù)層達(dá)到保護(hù)條件前,禁止材料堆放及作業(yè)人員行走。防水保護(hù)層可采用細(xì)石混凝土澆筑,或水泥壓力板等成品材料鋪貼。

2.5 地梁鋼筋綁扎

如圖5所示,超大截面地梁施工前,先進(jìn)行地梁操作架的搭設(shè)。支撐架采用鋼管扣件式雙排立桿操作架形式。在符合相關(guān)規(guī)范[4]要求的條件下,鋼管規(guī)格要求為Φ48×3.6,立桿間距2000 mm×2000 mm,步距為1800 mm,地梁兩側(cè)立桿每隔4 m設(shè)置一道拋撐,拋撐與立桿夾角45°~60°為宜,立桿頂端伸出地梁頂面≥1500 mm,并掛設(shè)安全網(wǎng),以防止施工過程中發(fā)生高墜事故。

圖5 地梁支撐架

2.6 底板鋼筋綁扎

底板鋼筋下料,根據(jù)軸網(wǎng)及上翻梁間距進(jìn)行鋼筋翻樣,確保鋼筋轉(zhuǎn)運的便利性。底板鋼筋采用9 m定尺,采用鋼筋支架替代傳統(tǒng)馬鐙筋,鋼筋支架如圖6所示。

圖6 支撐鋼筋布置圖

如圖7所示,底板鋼筋綁扎質(zhì)量應(yīng)滿足設(shè)計和規(guī)范要求[5],完成后立即插入墻柱鋼筋,同時完成技術(shù)復(fù)核,確保鋼筋定位及規(guī)格尺寸全部滿足設(shè)計要求。

圖7 底板鋼筋綁扎

2.7 底板澆筑

混凝土澆筑應(yīng)連續(xù)進(jìn)行。設(shè)置多臺混凝土泵,布料相互配合,平齊向前推進(jìn),確保上、下層混凝土的結(jié)合,防止混凝土澆筑時出現(xiàn)冷縫。

混凝土澆筑采用“斜向分層,薄層澆筑,循序退澆,一次到底”連續(xù)施工的方法。采用斜面分段分層踏步式澆搗方法,分層厚度不大于500 mm,分層澆搗使新混凝土沿斜坡流一次到頂,使混凝土充分散熱,減少混凝土的熱量,進(jìn)行二次復(fù)振,以保證混凝土的質(zhì)量?;炷脸跄螅M(jìn)行覆蓋養(yǎng)護(hù)。

2.8 上翻梁模板加固

模板采用厚度為15 mm優(yōu)質(zhì)模板,模板加固采用整板,拼條模板應(yīng)采用設(shè)置于頂部,背楞采用35×85 mm木方,主楞采用Φ48×3.6鋼管。木方背楞間距150 mm呈水平向布置,鋼管主楞間距450 mm呈縱向布置,無防水要求部位的上翻梁可采用普通螺桿,有防水要求的部位如消防水池、底板外圈上翻梁應(yīng)采用止水螺桿,螺桿直徑不小于Ф14,并采用配套的螺帽和山型卡。離地200 mm設(shè)置第一道螺桿,離梁頂200 mm設(shè)置一道螺桿,中間間距不大于450 mm。

如圖8所示,模板加固前,梁的上部預(yù)埋Φ50PVC管,便于回填層疏水系統(tǒng)設(shè)置。

圖8 上翻梁模板加固

2.9 上層板插筋預(yù)留

模板加工時,應(yīng)根據(jù)上層板在上翻梁內(nèi)的插筋定位進(jìn)行模板開孔,模板加固完成澆筑前預(yù)埋插筋。插筋在梁內(nèi)錨固長度應(yīng)滿足規(guī)范要求、外露長度應(yīng)滿足搭接長度要求。

2.10 上翻梁澆筑

如圖9所示,澆筑前應(yīng)完成上翻梁模板驗收?;炷敛捎眯泵娣侄畏謱犹げ绞綕矒v方法,分層厚度≤500 mm。分層澆時,使用振動器快插慢拔,平面呈梅花狀,振搗器應(yīng)插入下層混凝土不小于30 mm,插入間距不大于350 mm。振動器在每一插點時間以混凝土表面呈水平,以不出現(xiàn)水泥漿、不再冒氣泡,不顯著沉陷為度,每點振動時間為20 s~30 s,每隔30 min,采取在混凝土初凝時間內(nèi),對已澆筑的混凝土進(jìn)行一次重復(fù)振搗的措施。

圖9 地梁澆筑

上翻梁截面面積較大,屬大體積混凝土,澆筑過程盡量采取夜間施工,避免正午高溫天氣,降低混凝土入模溫度?;炷僚浔葢?yīng)選用冷卻水、水化熱較低的水泥,以達(dá)到降低水化熱的目的。砼澆筑后及時采用塑料薄膜覆蓋,薄膜上部采用麻袋覆蓋,避免混凝土暴曬,并按照規(guī)范要求和標(biāo)準(zhǔn),對混凝土進(jìn)行連續(xù)測溫,每4 h監(jiān)測1次,連續(xù)監(jiān)測7 d。

2.11 室內(nèi)回填

填料回填前先進(jìn)行最優(yōu)含水量的確定,回填土不得含有碎石、建筑垃圾、生活垃圾等。級配碎石進(jìn)場應(yīng)提供配合比報告,同時對級配碎石含砂量、碎石粒徑進(jìn)行檢查,粒徑應(yīng)為20 mm ~40 mm。挖掘機配合小型翻斗裝車,從車庫汽車坡道入口向地下室。地下室內(nèi)使用小型挖掘機進(jìn)行找平,樓梯間風(fēng)井等狹小部位采用人工倒運的方式。回填順序自坡道逐漸鋪開,遵循先近后遠(yuǎn)、先低后高的原則,采用蛙式打夯機進(jìn)行人工夯實,每層虛鋪厚度控制在30 cm。密實度經(jīng)檢測合格后再進(jìn)行上一層回填,直至回填至設(shè)計標(biāo)高,回填壓實度不小于94%,如圖10所示。碎石回填應(yīng)逐層、按區(qū)域回填,回填時應(yīng)按規(guī)定分層鋪攤和夯實,壓實系數(shù)需≥0.97,每層虛鋪厚度≤300 mm,每層碎石鋪攤后,隨之耙平、壓實。

圖10 室內(nèi)回填

2.12 上層板鋼筋綁扎

如圖11所示,鋼筋綁扎時四周鋼筋搭接應(yīng)每個點綁扎牢。中間部分交叉點可相隔交錯扎牢,但必須保證受力鋼筋不位移,鋼筋網(wǎng)全部鋼筋相交點扎牢。鋼筋下部墊好墊塊,間距1.5 m。墊塊的厚度等于保護(hù)層厚度,鋼筋應(yīng)居中布置。C25砼的鋼筋搭接長度應(yīng)為35倍鋼筋直徑,搭接接頭為100%,搭接接頭長度修正系數(shù)應(yīng)為1.6。

圖11 上層板鋼筋綁扎

2.13 上層板澆筑

地下室上層板混凝土澆筑采用固定泵泵送形式,澆筑前完成標(biāo)高定位筋布置?;炷翝仓^程中采用平板振動器進(jìn)行振搗,控制好振搗時間。在保證充分振搗的前提下,防止過振產(chǎn)生離析、泌水現(xiàn)象。在振搗同時控制板標(biāo)高,振搗后、初凝前需采用木抹子、當(dāng)混凝土初凝時,以人踩上去有腳印但不下陷為準(zhǔn),用木抹子進(jìn)行第一遍抹壓,抹壓力度均勻?qū)⒚鎸拥男“伎?、氣泡眼、砂眼和腳印等壓光,使面層充分達(dá)到密實。在第一遍壓光3 h~4 h后,混凝土終凝前,以面層上有人稍有腳印,而抹壓時無抹子紋為準(zhǔn),進(jìn)行第二遍抹壓工作。壓光力度大于第一遍摸壓,將抹子紋抹平壓光,整個抹壓時間控制在混凝土終凝前完成。凝結(jié)后上層板如圖12所示。

圖12 上層板澆筑

3 大截面上翻梁轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)施工效益

(1)對多隧道下穿建筑且隧道流線不規(guī)則的結(jié)構(gòu)形式,具有良好的適用性,通過轉(zhuǎn)換地梁能獲得所需要的柱網(wǎng)布置。

(2)荷載傳遞形式為建筑荷載→框架柱→轉(zhuǎn)換地梁→地梁→樁基,結(jié)構(gòu)形式受力合理,傳力路線清晰。

(3)土方開挖時,直接開挖到基地以上30 cm,人工配合基底修土、澆筑墊層。取消下翻梁基礎(chǔ)形式必須進(jìn)行溝槽開挖、磚胎膜砌筑和粉刷等環(huán)節(jié),簡化防水卷材施工工序、降低地梁鋼筋綁扎施工難度,使施工更方便、快捷,傳統(tǒng)施工工藝施工周期。

(4)施工質(zhì)量可靠性大幅提高。該施工工藝直接降低了土方開挖、墊層澆筑、防水工程、鋼筋綁扎等工序施工難度。減少防水工程陰陽角,提高鋼筋綁扎便利性等,簡化施工工序,提升施工質(zhì)量的可控性。

(5)加入引流措施,具有良好的疏水性。在碎石回填區(qū)內(nèi)埋設(shè)引流管,連通至集水井或排水溝,若存在局部滲漏,將直接由引流管引流至集水井,避免滲漏直接滲入室內(nèi)區(qū)域,影響建筑使用功能,同時起抗浮作用。

(6)降低安全管理風(fēng)險。相較于傳統(tǒng)施工工藝,本施工工法可快速完成地下室底板結(jié)構(gòu)形成換撐,增強基坑穩(wěn)定性,大幅降低深基坑施工風(fēng)險。

(7)經(jīng)濟(jì)效益方面,本施工方法相較于傳統(tǒng)施工工藝,取消了地梁溝槽開挖、砌筑磚胎膜、磚胎膜內(nèi)支撐、磚胎膜外側(cè)回填、磚胎膜內(nèi)壁粉刷、溝槽內(nèi)大截面梁鋼筋綁扎等工序,在杭州蕭山國際機場三期項目新建航站樓及陸側(cè)交通中心工程中,共計節(jié)約造價約4 988 375.5元。

4 結(jié)論

以杭州蕭山國際機場三期項目新建航站樓及陸側(cè)交通中心工程出租車蓄車樓工程為依托,對多隧道下穿區(qū)大截面上翻梁轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)施工方法進(jìn)行了分析探索,明確了該施工方法的特點和有益效果。研究結(jié)果表明,該方法工序簡單,施工速度快,節(jié)約工期,具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

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