多隧道下穿区大截面上翻梁转换结构施工方法

2021-11-01孙仁红

福建建筑 2021年9期

余健孙仁红杨征

(中建四局第六建筑工程有限公司华东分公司上海 200000)

0 引言

当上部结构建立在运营隧道上部时,工程上一般需要将上部结构荷载通过地下转换结构,直接传递给更深层的土体,以免对运营隧道造成影响,同时避免隧道运营过程对上部结构造成影响[1-3]。转换结构的选择和设计,是该类工程问题的核心。本文以杭州萧山国际机场三期项目为例,对该项目所采用的转换结构进行探索分析,以供类似项目参考。

多隧道下穿建筑转换结构，是以桩基础和纵向超大截面地梁沿下穿隧道保护区外呈线型布置，横向与纵向超大截面地梁形成网格状，地梁承托框架柱形成转换结构，在多隧道下穿时，通过转换地梁获得所需要的柱网布置。结构传力路线清晰。采取上翻梁结构形式，简化建造工序、提升施工功效；减小施工难度、提升质量可靠性，降低施工安全风险。上翻梁内采用素土和碎石回填，并埋设预制引流管连通至周边集水井，解决后期渗漏隐患，在起到结构抗浮作用的同时，亦便于后期改造利用。

1 工程概况

杭州萧山国际机场三期项目新建航站楼及陆侧交通中心工程(出租车蓄车楼)项目位于杭州市萧山机场内，其设计使用功能为停车库，先期建设地下两层、地上一层，远期改造为地上七层办公楼，底板以下预留六条地铁盾构待穿区。基坑面积约25 000 m2，地下室底板面积约24 000 m2，基坑计算开挖深度12.0 m。如图1所示。基础形式为桩基+转换地梁结构，地梁截面均为1600 mm×3000 mm，底板厚度为1000 mm。转换地梁采用上翻梁形式，地梁底同底板底标高为-12.1 m，地梁网格间采用素土+碎石回填夯实后浇筑上层板，远期回填区局部将进行功能改造。

2 施工方法

多隧道下穿建筑转换结构施工工法的施工工艺流程为：桩基布置及施工→土方开挖→垫层浇筑→砌筑底板砖胎膜→防水卷材施工→防水保护层施工→上翻梁钢筋绑扎→筏板钢筋绑扎→底板混凝土浇筑→上翻梁模板加固→上层板插筋预留→上翻梁浇筑→底板素土回填→级配碎石回填→上层板钢筋绑扎→上层板浇筑。

2.1 桩基布置

如图2～图3所示，钻孔灌注桩基采取成排线性布置,避开地下盾构空间结构。其排与排跨度满足地铁隧道结构保护要求;桩与桩之间纵向间距需满足规范和施工工艺要求;桩的直径及深度根据地质条件由设计计算确定。

图3 18～35轴基础转换结构平面图

2.2 土方开挖

除电梯基坑或其它特殊降板结构外，土方开挖底标高均为统一基底标高。相较于传统结构，无需进行承台、地梁等小开挖。开挖过程中以基底标高、开挖几何尺寸和开挖地质情况为控制要点，基坑开挖完成后，应会同勘察、设计、建设、监理及施工单位进行基底验槽，并做好验槽记录。

2.3 垫层浇筑

采用水准仪测量出垫层标高，采用标高定位筋控制垫层标高，定位筋间距不大于2 m，泵车将混凝土送到浇筑地点，用铁铲将砼摊开，用平板振捣器配合振动棒进行振捣。振捣密实后，使用2 m刮尺将混凝土面与钢筋标高面抹平，表面塌陷的及时用砼找平，再用2 m长尺再刮一次，然后用木抹子抹光压平，最后再用铁抹子压光，为防水施工提供良好的基层条件。已浇筑的垫层强度达到1.2 MPa前，禁止上人，如图4所示。

图4 垫层浇筑

2.4 防水及保护层施工

按照设计要求完成防水层施工，防水卷材施工应错缝搭接，防水层施工完成后立即施工防水保护层，保护层达到保护条件前，禁止材料堆放及作业人员行走。防水保护层可采用细石混凝土浇筑，或水泥压力板等成品材料铺贴。

2.5 地梁钢筋绑扎

如图5所示，超大截面地梁施工前，先进行地梁操作架的搭设。支撑架采用钢管扣件式双排立杆操作架形式。在符合相关规范[4]要求的条件下，钢管规格要求为Φ48×3.6，立杆间距2000 mm×2000 mm，步距为1800 mm，地梁两侧立杆每隔4 m设置一道抛撑，抛撑与立杆夹角45°～60°为宜，立杆顶端伸出地梁顶面≥1500 mm，并挂设安全网，以防止施工过程中发生高坠事故。

图5 地梁支撑架

2.6 底板钢筋绑扎

底板钢筋下料，根据轴网及上翻梁间距进行钢筋翻样，确保钢筋转运的便利性。底板钢筋采用9 m定尺，采用钢筋支架替代传统马镫筋，钢筋支架如图6所示。

图6 支撑钢筋布置图

如图7所示，底板钢筋绑扎质量应满足设计和规范要求[5]，完成后立即插入墙柱钢筋，同时完成技术复核，确保钢筋定位及规格尺寸全部满足设计要求。

图7 底板钢筋绑扎

2.7 底板浇筑

混凝土浇筑应连续进行。设置多台混凝土泵，布料相互配合，平齐向前推进，确保上、下层混凝土的结合，防止混凝土浇筑时出现冷缝。

混凝土浇筑采用“斜向分层，薄层浇筑，循序退浇，一次到底”连续施工的方法。采用斜面分段分层踏步式浇捣方法，分层厚度不大于500 mm，分层浇捣使新混凝土沿斜坡流一次到顶，使混凝土充分散热，减少混凝土的热量，进行二次复振，以保证混凝土的质量。混凝土初凝后，进行覆盖养护。

2.8 上翻梁模板加固

模板采用厚度为15 mm优质模板，模板加固采用整板，拼条模板应采用设置于顶部，背楞采用35×85 mm木方，主楞采用Φ48×3.6钢管。木方背楞间距150 mm呈水平向布置，钢管主楞间距450 mm呈纵向布置，无防水要求部位的上翻梁可采用普通螺杆，有防水要求的部位如消防水池、底板外圈上翻梁应采用止水螺杆，螺杆直径不小于Ф14，并采用配套的螺帽和山型卡。离地200 mm设置第一道螺杆，离梁顶200 mm设置一道螺杆，中间间距不大于450 mm。

如图8所示，模板加固前，梁的上部预埋Φ50PVC管，便于回填层疏水系统设置。

图8 上翻梁模板加固

2.9 上层板插筋预留

模板加工时，应根据上层板在上翻梁内的插筋定位进行模板开孔，模板加固完成浇筑前预埋插筋。插筋在梁内锚固长度应满足规范要求、外露长度应满足搭接长度要求。

2.10 上翻梁浇筑

如图9所示，浇筑前应完成上翻梁模板验收。混凝土采用斜面分段分层踏步式浇捣方法，分层厚度≤500 mm。分层浇时，使用振动器快插慢拔，平面呈梅花状，振捣器应插入下层混凝土不小于30 mm，插入间距不大于350 mm。振动器在每一插点时间以混凝土表面呈水平，以不出现水泥浆、不再冒气泡，不显著沉陷为度，每点振动时间为20 s～30 s，每隔30 min，采取在混凝土初凝时间内，对已浇筑的混凝土进行一次重复振捣的措施。

图9 地梁浇筑

上翻梁截面面积较大，属大体积混凝土，浇筑过程尽量采取夜间施工，避免正午高温天气，降低混凝土入模温度。混凝土配比应选用冷却水、水化热较低的水泥，以达到降低水化热的目的。砼浇筑后及时采用塑料薄膜覆盖，薄膜上部采用麻袋覆盖，避免混凝土暴晒，并按照规范要求和标准，对混凝土进行连续测温，每4 h监测1次，连续监测7 d。

2.11 室内回填

填料回填前先进行最优含水量的确定，回填土不得含有碎石、建筑垃圾、生活垃圾等。级配碎石进场应提供配合比报告，同时对级配碎石含砂量、碎石粒径进行检查，粒径应为20 mm ～40 mm。挖掘机配合小型翻斗装车，从车库汽车坡道入口向地下室。地下室内使用小型挖掘机进行找平，楼梯间风井等狭小部位采用人工倒运的方式。回填顺序自坡道逐渐铺开，遵循先近后远、先低后高的原则，采用蛙式打夯机进行人工夯实，每层虛铺厚度控制在30 cm。密实度经检测合格后再进行上一层回填，直至回填至设计标高，回填压实度不小于94%，如图10所示。碎石回填应逐层、按区域回填，回填时应按规定分层铺摊和夯实，压实系数需≥0.97，每层虚铺厚度≤300 mm，每层碎石铺摊后，随之耙平、压实。

图10 室内回填

2.12 上层板钢筋绑扎

如图11所示，钢筋绑扎时四周钢筋搭接应每个点绑扎牢。中间部分交叉点可相隔交错扎牢，但必须保证受力钢筋不位移，钢筋网全部钢筋相交点扎牢。钢筋下部垫好垫块，间距1.5 m。垫块的厚度等于保护层厚度，钢筋应居中布置。C25砼的钢筋搭接长度应为35倍钢筋直径，搭接接头为100%，搭接接头长度修正系数应为1.6。

图11 上层板钢筋绑扎

2.13 上层板浇筑

地下室上层板混凝土浇筑采用固定泵泵送形式，浇筑前完成标高定位筋布置。混凝土浇筑过程中采用平板振动器进行振捣，控制好振捣时间。在保证充分振捣的前提下，防止过振产生离析、泌水现象。在振捣同时控制板标高，振捣后、初凝前需采用木抹子、当混凝土初凝时，以人踩上去有脚印但不下陷为准，用木抹子进行第一遍抹压，抹压力度均匀将面层的小凹坑、气泡眼、砂眼和脚印等压光，使面层充分达到密实。在第一遍压光3 h～4 h后，混凝土终凝前，以面层上有人稍有脚印，而抹压时无抹子纹为准，进行第二遍抹压工作。压光力度大于第一遍摸压，将抹子纹抹平压光，整个抹压时间控制在混凝土终凝前完成。凝结后上层板如图12所示。