基于不同基础的滑道梁结构施工技术*
2021-03-03严顺韬占光斌曾招森曹瑞良
严顺韬,黄 超,占光斌,曾招森,曹瑞良
(中建一局华江建设有限公司,北京 100161)
0 引言
在平移过程中,用于承载建筑物在其上部行走的轨道梁施工尤为重要。一个稳固的轨道梁可以为平移建筑物提供安全的平移轨道,减少或避免不均匀沉降对建筑物带来的损伤。由此可见,轨道梁是平移工程施工的基础。如何建造一套稳定的轨道梁系统也成为了平移工程的重点之一。
1 工程概况
厦门后溪长途汽车站主站房平移工程位于厦门市集美区后溪镇,该平移主站房长162m,宽33.6m,总面积为2.28万m2,重3.018万t,从地下2层进行切割分离,采用交替步履顶推方式,带地下室整体旋转平移90°,一次性移至新址(见图1)。
图1 平移示意
平移主站房原址段采用桩筏基础,筏板厚度500mm。新建地址需新建地下室底板,底板厚度700~1 300mm,平移经过一段过渡区域,占总旋转位移距离约1/2,该区域地基土软弱,地下水位较高。
2 施工难点分析
主站房从原址底板经过一段过渡的圆弧到达新址底板,其中需经历3种不同工况。由于工况不同,所面临的施工问题也不尽相同。
1)原址段 将主站房原本坐落的基础地点称为原址段,根据以往平移工程案例中的施工方法,一般不对原址底板及基础破坏而是加以利用。在原址段,主站房从建设伊始到平移工程施工时已经有5年时间,其下部地基土层已经基本沉降稳定。站房的沉降与地基上表土层无直接关联(取决于桩头持力层沉降值),如此一来在底板底与地基土之间可能产生空隙。加上基坑降水的原因,土层可能进一步下降,如何确保轨道下底板的受力可靠性是需要解决的问题。
2)新址段 将主站房平移终点称为新址段,主要考虑轨道施工如何与新址底板连接更加稳固是难点。
3)过渡段 平移经过的一段既不属于新址也不属于原址,仅作为平移路径使用的路段,称为过渡段。由于其处于新开挖基坑下,无法像新址及原址段一样可以和底板一同组合成稳定的结构,所以稳定性以及如何满足平移承载力的要求是该段的施工难点。
3 施工方案
1)原址段 该区域由于原结构底板厚度大,且底板下预应力管桩密布,重新施工基础不仅非常耗时,且难度较大。故利用原有结构,其中原址底板基础采用桩筏基础形式,具有足够的地基承载力,足以保证轨道梁对地基沉降的要求,故原址结构段可采用植筋的方法,化学植入U形开口箍与轨道梁钢筋一起绑扎。为解决地板下有可能存在的空隙问题,可采用压力注浆的方式,填补沉降形成的空隙。
2)新址段 结构为新浇筑的底板基础,底板下采用旋挖桩结构,利用新址段的桩筏基础也能够保证上部轨道梁对地基承载力的要求。故新址段采用预埋U形箍与筏板钢筋一同绑扎,待新址筏板浇筑后在筏板面凿毛清洁,浇筑平移轨道梁。
3)过渡段 该段为新开挖基坑段,其下部基础采用预应力管桩基础,浇筑垫层后管桩基础与轨道梁相连,轨道梁将受到的上部荷载传递到预应力管桩上。同时为加强过渡段轨道梁的整体稳定性,在全段还设置了交叉的斜撑梁。
以上3段轨道梁连接成整体,共同组成了完整的平移轨道梁系统。
4 施工操作要点
4.1 施工准备阶段
1)技术准备 形成技术方案,并进行交底。
2)物资和材料准备 包括钢筋、PHC预应力管桩、模板、机械器具的准备。
3)现场环境准备 施工前应清除现场垃圾,排除安全隐患。过渡段桩基施工前,应对现场进行平整,去除表层建筑垃圾回填土及腐殖土等并用粗砂粒黏性土回填至相应标高,对回填土进行分层压实。
4.2 施工阶段
滑道梁作为房屋行走的轨道,按位置可分为原址轨道梁、过渡段轨道梁及新址轨道梁,轨道梁顶标高均为-8.500m,位置具体如图2所示。
图2 滑道梁区域示意
1)原址段轨道梁施工
首先在原址底板上放样,在轨道梁部位凿除原址底板建筑层并对结构层凿毛植筋,植筋深度不得小于规范要求。再次放样定位轨道梁位置,钢筋下料绑扎,支模板,定位轨道梁标高后浇筑混凝土,养护及拆模。
原址轨道梁采用原结构板上叠合梁的形式作为平移整体受力体系,而地下室在室外土方开挖到位后需进行基坑降水,同时会把原建筑底板下的水位降低,造成地下室底板与下部土层分离,为了避免这一悬空情况以及充分利用地基土承载力,原址轨道梁施工完毕后,室外基坑开始降水后在原址轨道梁处采用板底注浆形式进行加强。原址段滑道梁剖面如图3所示。
图3 原址段滑道梁剖面
注浆孔每隔1.5m设置1道,采用P·O 42.5R普通硅酸盐水泥浆压力注浆,水灰比为0.5~0.6,具体比例需通过现场试验确定。注浆压力宜控制在3~10MPa,当满足注浆总量和注浆压力均达到设计要求或注浆总量达到设计值75%且注浆压力超出设计值时可停止注浆。
2)过渡段轨道梁施工
由于过渡段需进行预应力管桩施工,故需首先进行土方开挖,待第1层土方开挖完成后,再进行预应力管桩施工。施工中采用PHC预应力管桩,直径500mm,采用静压法入桩,入桩深度根据桩长及压桩力进行双控。在正式压桩前应进行试桩,并做静载试验。静载试验结果应及时通知设计院,以便设计确定是否需要调整桩型或桩位布置。桩基施工完成后,管桩内部填芯插钢筋,填芯混凝土为C35细石无收缩混凝土,钢筋锚入上部轨道梁内≥35d。同时,为保证过渡段内各轨道梁的整体稳定性,在过渡段全段还需设置与轨道梁交叉的斜撑梁。斜撑梁截面尺寸为400mm×1 000mm,如图4所示。
图4 过渡段滑道梁及斜撑梁剖面
施工要求:①施工单位在确定沉桩时,所选用的施工设备应确保沉桩达到设计标高且桩位准确,确保桩身质量完整,并保护好周围道路及环境;施工中发现贯入度异常或与勘察资料土质不符,及时通知设计人员现场研究解决。②施工中应严格控制压桩力,不得超过桩身极限强度,避免桩身破坏。③桩身各段之间的焊接必须满足相关国家现行规范要求。④工程桩施工结束后,应及时向设计单位提供沉桩记录,基坑开挖后及时提供桩位偏差和标高等资料,以便根据实际情况确定是否修改设计。
3)新址段轨道梁施工
新址轨道梁施工时按照永久结构设计图纸施工筏板基础,同时将轨道梁钢筋预先绑扎好,埋入筏板基础内,待筏板浇筑完成后再浇筑轨道梁。新址轨道梁的施工控制同原址,施工时要在新址筏板垫层浇筑完后测量放出轨道梁的边线,然后按照轨道梁设计图纸进行钢筋绑扎,轨道梁钢筋绑扎完成后才能绑扎新址筏板钢筋,然后浇筑筏板基础,如图5所示。当筏板基础可以上人时,再进行轨道梁立模及混凝土浇筑。新址轨道梁尺寸为650mm×1 000mm。
图5 新址段滑道梁剖面
5 结语
国内平移工程应用实例日益增多,在大体积长距离平移过程中,以上3种情况最为常见。此次轨道梁方案的顺利实施,给类似工程提供借鉴。作为平移过程中的临时构造物,托盘梁的设计应当秉持着节约成本、易于施工和节省时间的原则,此次采用的托盘梁设计在借鉴以往工程经验的同时具有自身的创新性。