盖挖逆作法在城市地铁车站施工中的运用

2010-08-29吕高乐郑州第二市政建设集团有限公司河南郑州450002

科技传播 2010年18期

吕高乐郑州第二市政建设集团有限公司，河南郑州 450002

1 盖挖逆作法的施工特点

先沿车站周围施工地下连续墙或其他支护结构，同时建筑物内部的有关位置浇筑或打下中间支承桩和柱，作为施工期间于底板封底之前承受上部结构自重和施工荷载的支撑。然后施工地面一层的梁板结构，作为地下连续墙刚度很大的支撑，随后逐层向下开挖土方和浇筑各层地下结构，直至底板封底。同时，由于地面一层的楼面结构已完成，为上部结构施工创造了条件，所以可以同时向上逐层进行地上结构的施工。如此地面上、下同时进行施工，直至工程结束。

在基坑开挖面积过大、覆土较浅、周围沿线建筑物较多，为避免引起临近建筑物的沉陷，或需及早恢复路面交通，但又缺乏定型覆盖结构，常采用盖挖逆作法施工。

1.1 优点

1）围护结构变形小，能够有效控制周围土体的变形和地表沉降，有利于保护临近建筑物和构筑物；2）基坑底部土体稳定，隆起小，施工安全；3）盖挖逆作法施工一般不设内部支撑或锚锭，施工空间大；4）盖挖逆作法施工基坑暴露时间短，用于城市街区施工时，可尽快恢复路面，对道路交通影响较小。

1.2 缺点

1）盖挖法施工时，混凝土结构的水平施工缝的处理较为困难；2）盖挖逆作法施工时，暗挖施工难度大、费用高。

1.3 该方法的主要施工技术措施

1）支撑桩采用以H 型钢为柱芯的钢管或钻孔灌注桩，满足了沉降的控制要求；2）采用地下连续墙低注浆的方法，增强基底持力层的刚性，使地下连续墙与临时支撑柱共同承受上部荷载，以减小差异沉降；3）逆作法开挖支撑施工工艺中，利用混凝土板对地下连续墙的变形起约束作用，在暗挖过程中采用一撑两用的合理方法，大大减少了工程量，加快了工程进度，控制了墙体位移。

2 盖挖逆作法的施工步骤

构筑围护结构→构筑中间立柱→构筑顶板→回填土，恢复路面→开挖上层土→构筑上层主体结构→开挖下层土→构筑下层主体结构。简言之，其施工步骤为：一柱、二盖、三板、四墙、五底，如图3。

一柱：先施作边柱（桩）护壁，（摩擦桩或条形基础桩），同时施作结构钢管柱（或混凝土柱）；二盖：将盖板置于边桩和中柱之上。为了使边桩连成一体，边桩上设冠梁。盖板实际上是由周边梁结构和柱上纵横梁结构及盖板结构均置于地膜之上（此时结构已倒挂于桩柱上）而组成的梁板结构；三板：开挖负一层土方后，施作中隔板地膜，在地膜上绑扎中隔板钢筋（梁板结构），浇注中隔板混凝土；（注：利用出入口或风道位置，紧贴车站结构设置竖井，破桩开马头门进入车站负一层。）四墙：用不带动力的移动式边墙支架（专门设计）逐层浇筑边墙混凝土；（注：此时，作用于边桩上的部分荷载转移至边墙。）五底：在完成负一层土方、中板、边墙后施作车站的负二层土方、底板及边墙；

图1 盖挖逆做法施工步骤示意

3 盖挖逆作法的关键技术

3.1 围护结构地下连续墙防止不均匀沉降主要技术措施

主体结构基坑均采用防水混凝土地下连续墙作为围护结构，它即作为施工期间的基坑挡土止水围护结构，又与内衬墙结合而成复合墙作为永久结构的侧墙使用。为克服连续墙墙体不均匀沉降对主体结构的整体质量产生不良影响，采取了下列措施：首先，在设计阶段调整连续墙墙深，使其墙趾穿越深层使墙趾坐落于稳定可靠的基岩持力层上；第二，为提高墙底地基承载力，减小墙体的不均匀沉降，在连续墙的钢筋笼内预留两根φ30 压浆管，待墙体混凝土灌筑完毕且达到设计强度30%左右后，即向墙趾压注1：2 水泥砂浆。实践证明这种技术措施是行之有效的。压注的水泥砂浆填充了墙趾的空隙并对墙趾沉积层进行有效的加固补强，从而减少了不均匀沉降发生的可能性；第三，为提高连续墙整体刚度，在连续墙墙顶设置了现浇钢筋混凝土圈梁，将连续墙连接为统—整体；第四，在连续墙施工阶段各工序严格按照设计及操作规程进行，并特别强调在清槽阶段的施工质量，确保泥浆比重及沉渣厚度符合标准后方可转入下道工序施工。通过上述各项技术措施，确保了地下墙整体施工质量，有效控制了墙体的不均匀沉降。

3.2 车站中间桩柱主要施工工艺

钢管柱支撑是盖挖逆作法施工的重要的工程工序。影响钢管柱施工质量的主要因素包括钢管柱的垂直度控制、钢管柱焊接质量及钢管柱安装定位质量等。垂直度控制施工时，允许倾斜度是按桩长的1/100 来控制的，首先要确保场地密实、平整，打桩架也应有精确、灵便的垂直度控制系统。施工中，则应使第一节桩保持高度的垂直。插桩前，桩架的导杆调至垂直，桩进档后，要徐徐放下。在接桩过程中，尽量做到对称焊接，减少因不均匀收缩造成的上节桩倾斜。锤击过程中，要确保桩锤尽量准确地击在桩的中心部位。焊接质量控制焊接质量是评定钢桩施工总体质量的重要组成部分。施工时，应选择素质良好、技术熟练、经验丰富的焊工，严格按焊接规范进行施工。焊接设备必须性能良好。焊接施工时，要加强质量监理。

钢管柱的安装定位主要采取上下两点定位法。其下端的定位依靠自动定位器完成，上端的定位采用四根置于钢套管和钢管柱之间的位于同一平面上的四根可调丝杆定位。

3.3 土模施工技术

土模基土层的施工要点为：按设计标高、平面位置及主体结构学前期向2‰的设计坡度测量放线，施工中加强控制，施工允许偏差要控制在允许范围内，并按土模及结构形状平基土平面。土方开挖过程中，加强对地表及地下水的处理，开挖前，对基坑内地下水进行大口径深井降水处理，并确保地下水在土模结构以下1m 左右，在土方开挖过程中严禁超挖，并预留20cm～30cm 进行人工整平修葺，边梁及中梁部位在保证开挖精度的前提下，采用机械开挖，并加强人工修边。开挖至设计标高后机械夯实，夯实要求为无松动软土层或隆起现象。加强对超挖部分或局部软弱地段的换填处理，局部软弱或超挖部位，采用人工换填水泥石粉垫层，并夯打密实。基土夯实整平经检验合格后，铺设三七灰土及素混凝土，严格控制其标高，并对其进行赶光压浆处理。土模施作完毕，养护3d 后，涂刷脱模剂，避免采用油性脱模剂，以免其污染钢筋降低混凝土与钢筋的粘结力。

3.4 综合防水施工技术

与明挖顺作法比较，盖挖逆作法施工的地铁车站，其水平施工缝的数量较多。故防水质量的保证显得极为重要，防水施工要点包括：地下连续墙的渗漏水、边墙混凝土接头防水和顶板防水。连续墙接头施工中的防水措施，由于地下连续墙是泥浆护壁成槽，接头混凝土面上必然附着有一定厚度的泥皮（与泥浆指标、制浆材料有关），如不清除，浇筑混凝土时在槽段接头面上就会形成一层夹泥带，基坑开挖后，在水压作用下可能从这些地方渗漏水及冒砂。为了减少这种隐患，保证连续墙的质量，施工中采用在雌槽段两侧接头桩背面坑槽内放入粒径3cm～5cm的石料至连续墙顶面，然后开始浇筑混凝土，浇筑完毕达一定强度后，用成槽机把石料取出，继续挖出槽段，然后用制作好的楔形接头刷洗刷接头桩的背面。对于边墙的防漏，采取环氧树脂灌浆堵漏，在施工缝位置埋置注浆钢嘴，灌注环氧树脂浆液封堵，注浆钢嘴首端插入裂缝，尾端与注浆管连接，沿水平施工缝方向纵向布置，其间距视裂缝情况而定。顶板防水除了防止浇注过程中产生过多的水化热，还要加强养护，同时为了防止开裂，在顶板迎土面混凝土保护层内设一层抗裂金属网。

施工缝的防水技术要点是：横向施工缝设中埋式止水带，纵向设水膨胀橡胶止水带，主体结构分层分段施工。横向止水带用特制钢架固定，确保止水带平直。通过以上综合性的防水技术措施，总体防水质量满足设计要求。

4 实施过程容易被忽略的几个问题

1）二衬导墙必须与地板同时施作；2）边墙顶部刹尖（封顶）时在边墙支架模板上预留漏斗，待混凝土初凝前及时修凿补平；3）结构保护问题：梁板结构、边墙的外露面和迎水面都必须确保规范要求的保护层厚度；4）地膜结构组成：地膜表层结构应确保易于脱模和确保结构表面光滑；5）工作缝预留注浆管；6）重视后浇带的预留和浇筑；7）认真解决好盖挖逆作出土较慢的问题；8）时间效应、降水效应、群洞效应对结构不均匀沉降有较大影响，所以必须作好沉降缝，使之结构在不均匀下沉时不致于使结构受到内伤。