地铁空间上盖气泡混合轻质土的土体置换设计及施工*

2014-09-20朱敏涛吴迎春

建筑施工 2014年12期

朱敏涛苏奇吴迎春

1. 上海建工材料工程有限公司上海 200086；2. 上海同凝节能科技有限公司上海 201204

1 工程概况

中国博览会会展综合体项目工程位于上海市西部，根据建筑设计的要求，需要拆除已运营的地铁空间上部的洋泾港桥，对桥下的河道进行回填处理。

洋泾港桥顺地铁空间方向，河道跨越在地铁空间上，地铁已使用5～6 年时间，其沉降变形已趋于稳定。如直接拆除洋泾港桥和用回填土对河道进行回填，那么地铁空间上盖所受的荷载将比原荷载大大增加，对于此种情况，地铁运营部门要求洋泾港桥的拆除和河道的回填后，必须使地铁空间上盖所受的荷载与原先所受荷载保持相对一致。

若只采用通常的回填方法，原来河道中的水体将由填土替代，加固河道底部淤泥，并回填至道路设计标高，那么地铁空间上盖的的荷载将增加，会引起地铁空间的沉降变形，沉降变形值过大将对地铁的运行产生不安全的影响，如此将不能满足地铁运营部门的要求。因此，采用气泡混合轻质土的土体置换设计方法，通过采用设计堆积密度和厚度的气泡混合轻质土，以此来满足地铁运营部门的要求。

2 气泡混合轻质土的土体置换设计[1,2]

根据地铁运营部门的要求，对已进行了的勘探结果和原地铁空间设计单位的设计结果（图1）进行分析，确定了地铁空间上盖所受的设计荷载值，通过在建筑设计要求的标高到地铁空间上盖标高内采用不同堆积密度、不同厚度的气泡混合轻质土，使完成的荷载满足与原设计荷载值相对一致的要求，见图2。

图1 原始状态的剖面

图2 完成后的剖面

在满足与原始荷载相对一致的情况下，上海的地下水位偏高，需要对已完成的设计进行抗浮验算。

气泡混合轻质土的配合比设计也是土体置换设计的重点，由于土体置换对于不同的位置有不同的堆积密度要求，但是对于气泡混合轻质土的强度等级却变化不大，堆积密度6 kN/m3、8 kN/m3和18 kN/m3，强度等级相应为LC0.8、LC1.0和LC0.8，需要进行试配和试压。图3为设计堆积密度W6、W8的气泡混合土剖面示意。

图3 设计堆积密度W6、W8的气泡混合土剖面示意

对于采用堆积密度18 kN/m3和强度等级LC0.8的气泡混合轻质土，由于路面设计标高比原始路面标高低1.2 m，并且设计标高路面下存在着空间箱体，按地铁要求需保持地铁上盖部分荷载的稳定，考虑箱体中的空间填充堆积密度为W18的气泡混合轻质土，即与改动前的荷载保持一致。满足材料强度等级要求的前提下，在配合比设计中可以考虑采用淤沙作为气泡混合轻质土的惰性材料。图4为设计堆积密度W18的气泡混合土剖面示意。

图4 设计堆积密度W18的气泡混合土剖面示意

3 气泡混合轻质土的施工[3-7]

根据上海地铁空间上盖的洋泾港桥拆除回填修路工程中的回填施工的要求，原洋泾港桥拆除并将于河道回填后修筑园区内道路，道路从地铁空间上盖通过，设计回填厚度3.90 m，箱体内采用堆积密度18 kN/m3（W18）的气泡混合轻质土，河道内采用堆积密度6 kN/m3（W6）和堆积密度 8 kN/m3（W8）的气泡混合轻质土。

结合现场实际情况，本次基坑开挖前采取潜水泵将基坑内的积水排除，待积水基本排净后，方可进行基坑开挖。河道开挖采用2 台1 m³挖机进行施工。河道面标高为－2.36 m，基坑底标高－5.98 m，开挖深度3.63 m，基坑开挖坚持1∶1放坡开挖的原则，机械与人工相配合。

W18的气泡混合轻质土，采用淤沙与水泥料浆混合形成气泡混合轻质土。桥底河道基坑开挖成型后，立即按要求进行换填施工，换填分别采用W8和W6气泡混合轻质土。本次河道换填分3 阶段进行回填：

第1次换填使用W8气泡混合轻质土从基坑底部回填至标高－4.30 m处，回填高度为1.68 m。

第2次换填使用W6泡沫混凝土回填，回填至－2.30 m处，待桥墩切割完毕后，方可进行第3次回填。

第3次使用W6泡沫混凝土回填至路基底部，此处标高为－1.80 m（绝对高程+3.20 m）。

W18气泡混合轻质土的简要施工方法：由搅拌站拌和成半成品运送至施工现场，经现场发泡添加淤沙浆体后泵送至浇筑面，采用Geof i lls填筑工法进行施工。