地铁项目车站主体结构与附属结构交汇处围护结构拆除工艺研究

周虎

【摘  要】地铁施工中，车站附属结构通常在车站主体结构后施工，附属结构与车站交界处存在原有主体围护结构，为打通附属结构与主体结构，交汇处主体围护结构需要拆除。根据附属结构的受力要求，部分车站附属结构设计支撑对撑到交汇处主体围护结构、附属支撑以及交汇处主体围护结构的拆除存在高风险，对车站主体结构与附属结构交汇处围护结构拆除工艺进行研究是必要的。

【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.

【關键词】附属结构;交汇处围护结构;拆除

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

【中图分类号】TU64                               【文献标志码】A                                   【文章编号】1673-1069（2020）02-0184-03

1 工程背景

石湾站1号风亭为异形风亭，共设置2道混凝土支撑（600mm×800mm）。支撑设计时考虑基坑受力将附属与主体结构冠梁采用中间支撑连成一体。因1号风亭支撑与主体结构冠梁相连接，车站主体围护桩不能提前拆除，导致风亭主体结构分多块施工。为完成附属主体结构的施工，需要结合基坑受力和支撑影响全面考虑施工工艺及流程。支撑设计如图1所示。

2 正常情况施工工艺

地铁施工中，一般附属围护结构设计阶段尽可能在附属与主体交汇处不设置支撑，方便交汇处围护结构破除以及附属主体结构的施工[1]。按照不设置支撑的情况整体施工流程为：围护结构拆除→底板施工→第二道支撑拆除→侧墙施工→顶板施工→第一道支撑拆除。

附属结构无支撑对撑到主体结构冠梁时，附属结构整体施工工艺流程衔接顺畅，所有工序一步到位，附属主体结构可以一次浇筑成型，基坑防水效果好，安全风险小，能够快速实现基坑封闭。

3 方案比选

根据石湾站1号风亭支撑体系的设置以及现场的实际施工情况，参照类似工程的施工经验，现场拟采用下列两种方式施工。

3.1 拟采用方案一

风亭与车站交汇处主体围护桩分两期破除，第一期破除不受力围护桩，累计破除15根。破除清理完成后施工此处附属主体结构底板、侧墙、顶板，将附属主体结构与车站主体结构连接为一体，保证基坑安全。结构稳定后破除受力围护桩，施工剩余附属主体结构（见图2）。

施工步骤：①基坑开挖见底后先进行一期围护桩拆除，拆除至风亭底板底下20cm;②一期围护桩拆除后进行一期底板钢筋绑扎及混凝土浇筑，封闭部分基底;③底板达到设计混凝土强度时进行风亭第二道支撑拆除，拆除完成后施做侧墙防水、钢筋及混凝土的浇筑;④侧墙施工完成后进行一期顶板的钢筋绑扎和混凝土浇筑，此时附属结构与主体结构连接为一体，结构受力相对稳定;⑤一期顶板浇筑完成达到设计强度后进行第一道所有支撑拆除;⑥第一道支撑拆除完成后围护桩无其他影响因素，进行二期围护桩破除;⑦二期围护桩破除完成后进行二期主体结构施工，此时所有结构施工完成。整个施工过程中施工缝数量多，必须加强施工缝处防水处理，确保底板不渗漏。

3.2 拟采用方案二

风亭与车站交汇处主体围护桩一次性破除，过程中采用双拼工25进行换撑施工，保证基坑受力稳定（见图3）。

施工步骤：①1号风亭基坑开挖见底后先进行一期底板钢筋绑扎及混凝土浇筑;②1号风亭基坑一期底板浇筑完成采用双拼工25工字钢在原混凝土支撑投影位置进行换撑，防止因第二道支撑拆除后底板发生位移;③底板达到设计混凝土强度时进行第二道支撑拆除，拆除过程中密切关注轴力计的轴力变化;④第二道支撑拆除完成后进行侧墙防水、钢筋施工及混凝土浇筑;⑤侧墙施工完成后进行顶板钢筋绑扎及混凝土浇筑，此时风亭形成整体，受力稳定;⑥一期顶板浇筑完成达到设计强度后进场第一道支撑以及底板换撑拆除;⑦支撑拆除完成后进行冠梁及桩基破除，破除工作一次到位;⑧冠梁及桩基拆除完成后进行二期主体结构施工，完成车站与主体结构的连接。换撑双拼工字钢必须焊缝饱满，符合焊接技术要求，同时必须安装轴力计，每天监测2次，轴力不允许超过2000kN。遇到轴力突然增大超过2000kN时，加密双拼工字钢，浇筑C35素混凝土，确保基坑稳定。

3.3 方案分析

方案一和方案二各有优缺点，根据现场实际情况以及受力分析对两个方案进行对比。

方案一：

优点：一期结构部分附属主体结构与车站主体结构及时连接为整体，结构稳定，基坑安全可以得到保证。

缺点：①围护结构破除队伍需要2次进场成本增加约10万元;②施工缝过多，不利于结构防水，容易导致结构渗漏，造成质量缺陷，增加结构堵漏成本;③工序烦琐，涉及2次工序转换，工期增加15天左右。

方案二：

优点：①底板分段处留在原有设计变形缝位置，减少施工缝，保证结构自防水的有效性;②工序较方案一转换少，工期较方案一减约15天;③围护结构一次性拆除到位，避免作业队伍2次进场造成成本增加。

缺点：换撑采用临时工字钢，基坑稳定性较方案一差，需要增加应急措施。

根据现场实际工期要求以及成本控制，选择方案二更为妥当。

4 方案实施

按照方案二施工的整体施工流程为：一期底板施工→双拼工字钢换撑→第二道混凝土支撑拆除→一期侧墙施工→一期顶板施工→第一道混凝土支撑拆除→围护结构拆除→二期底板、侧墙、顶板施工。

现场施工时，换撑工字钢处放置轴力计，每天测算轴力变化，根据轴力变化采取相应措施。该工程施工过程中轴力一直保持稳定，无须采取其他措施。

正常流程施工时，主体围护结构在开挖过程中边挖边用炮机破除，因1号风亭与车站主体结构相交的围护桩基承受支撑轴力，开挖过程不能破除，所以必须支撑拆除后才允许施工。因一期底板、侧墙、顶板施工完成后，作业空间限制，炮机无法作业，所以采取水钻、绳锯配合吊车施工，分段切割桩基，逐步完成桩基的拆除。

施工时，首先使用PC120挖机开挖出冠梁位置，冠梁周边采用45°放坡开挖，开挖后铺设100mm×100mm钢筋网片，斜坡浇筑20cm厚C20混凝土面层，防止边坡滑坡、坍塌。

边坡支护完成后，进行冠梁和围护桩拆除。在每两条桩间的位置穿进锯绳进行冠梁切割。冠梁切割完成后采用？准22钢丝绳吊住冠梁，吊车处于预受力状态。在冠梁底下2m位置切割围护桩，质量Q=3.14×0.5×0.5×2.5+1×0.8×1×2.5=6t，切割完成后吊车吊至板车运输出施工场地。为方便切割，把切割设备放置在站内站厅层和风亭内部。

冠梁拆除完成后开始桩基拆除，先在桩顶下30cm处桩中位置水平钻孔？准100吊装孔，穿进？准22钢丝绳预吊装，在桩顶下3m位置进行钻孔桩切割，单根质量Q=3.14×0.5×0.5×2.5=5.9t。切割原则遵循：从上至下，单根切割，先吊后割原则。逐根拆除围护桩，直至所有围护桩拆除完成，满足出入口、风亭与车站衔接的要求。

围护桩破除前必须做好地面挡水坎，不得低于30cm;站厅层出入口做好臨时围蔽，避免车站内部作业人员进入施工区域;为防止车站涌水，现场必须配置不小于5.5kW水泵2台;同时要做好防扬尘的相关措施，破除期间及时防扬尘洒水。

5 结语

地铁施工存在许多难点，车站主体与附属交界处围护结构的拆除属于高风险施工。设计阶段充分考虑支撑的方式，在保证结构安全受力的前提下尽量避免附属支撑与车站围护结构相连接，方便围护结构的破除及后续附属主体结构的施做。本文主要依托佛山地铁2号线石湾站1号风亭附属与主体交汇处围护桩拆除施工中的经验进行科学的总结，从而达到安全、高效地完成基坑封闭。

【参考文献】

【1】刘建航，侯学渊.基坑工程手册[M].北京：中国建筑工业出版社，1997.