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地铁盖挖逆作车站侧墙施工技术探讨

2024-10-27李振强

智能建筑与工程机械 2024年9期

摘 要:盖挖逆作法是地铁车站施工中的一种新型技术,其主要特征便是减少空间占用和对周边交通的影响,提升作业安全性,避免结构变形等安全风险,在车站盖板建设完毕之后就能马上恢复交通线路的正常通行,大幅降低了对交通的影响。对盖挖逆作工法展开了简单介绍,再结合武汉轨道交通 12 号线中一路站,分析了侧墙钢筋安装、浇筑混凝土、混凝土养护及施工缝处理等地铁盖挖逆作车站侧墙施工技术应用要点。

关键词:盖挖逆作工法;侧墙施工技术;地铁车站建设

中图分类号:U231.3 文献标识码:A 文章编号:2096-6903(2024)09-0039-03

收稿日期:2024-03-28

作者简介:李振强(1985—),男,山西运城人,本科,工程师,研究方向:地铁施工。

1 盖挖逆作工法简介

1.1 盖挖逆作法

在进行地铁车站建设时,盖挖逆作法是一种比较常用的工艺,不仅占用空间小,而且施工步骤灵活简单,不易受到外部环境的干扰,施工质量也相对更具保障。其是在地面或者顶板上方深度较浅的基坑内,修建好地下结构顶板与竖向支承体系,在支承体系的防护下,由上至下逐层进行土体挖掘、建设地下结构。

1.2 分幅盖挖逆作法

若因施工场地空间有限,或有道路交通改造的特殊要求,应用盖挖逆作法时,对于顶板上方的浅层基坑无法一次性全部挖掘完成,可把顶板结构分幅作业。可结合实际施工需求分成两次或者是多次作业。顶板上方的浅层基坑也要按照顶板分幅状况建设围护结构与开展开挖工作。

1.3 支撑体系

应用盖挖逆作法建设地铁车站时,需要设置的支撑体系主要包括下述两类:①水平式。即由主体结构不同层的结构板构建而成,以为基坑抵御来自侧面水土压力。②竖向式。由主体结构外侧支护体系、中部立柱、柱下基础构成,以承载结构底板封闭之前的所有竖向荷载压力[1]。

盖挖逆作工艺的应用难点在于侧墙部位。逆作法需要先进行上侧结构板的施工,后续再将施工板下腔,由此导致墙体和上层板中间存在的施工缝处理难度较大,混凝土较难浇筑密实,容易引起渗漏水的问题。

2 工程概况

武汉轨道交通 12 号线中一路站位于武汉市江岸区后湖大道与中一路-塔子湖东路十字路口处,车站沿后湖大道东西向布置。站位北侧为江岸区人民检察院、武汉市实验学校、规划初中,南侧为三元中央花园小区、规划香港服务业园区。本站为12号线和21号线车站平行、 合建,12号线与21号线双岛四线同台换乘,12、21号线与8号线通道换乘。车站类型为地下三层14 m岛式车站,横向五柱六跨箱型结构。

总建筑面积 77 440.46 ㎡,主体建筑面积 65 903.5 ㎡,附属建筑面积11536.95㎡,车站外包长度502.6 m,标准段宽49.5 m,标准段结构高度25.49 m,车站顶板覆土约3.2 m,车站主体基坑标准段深约28.69 m,端头井深约31.118 m。

对于车站的主体结构选用盖挖逆作法进行建设,支护方案为:围护结构 1 500 mm 厚地连墙和主体 800 mm侧墙构成“叠合墙”结构,围护地连墙不仅是主体逆作施工环节的挡水挡土结构。也是构成主体结构侧墙的重要部分。主体结构梁板系统为基坑挖掘作业环节围护体系的水平支撑结构。

3 侧墙施工工艺

采用逆作法最易出现质量缺陷的便是侧墙部位。因为逆作法本身施工方式较为特别,其与顺作法最为明显的区别便是侧墙施工时间。在应用顺作法进行施工作业时,先完成侧墙的建设,再进行墙体上结构板的处理。

逆作法是先完成结构板施工,然后进行侧墙建设。这就导致侧墙和结构板下方预先留出的导墙无法密切连接起来,一般内部会有一定的缝隙,严重时还会存在较大的孔洞,由此提高了渗透水的概率。对于侧墙施工质量把控的关键点为以下4方面。

3.1 钢筋安装工艺

侧墙作业顺序是先把中板施工到位之后,再进行竖向钢筋的安装,要在上层板与下层板中留出钢筋接头,不过因为空间有限,不能统一使用直螺纹接头,每一钢筋之上至少会设置一个焊接接头。否则无法满足设计标准,会对钢筋质量的控制带来影响[2]。

为加强对钢筋质量的管控,要求在侧墙施工时,所有钢筋全部采取直螺纹接头。对侧墙钢筋施工次序做出了调整改进,即先完成钢筋安装作业,再和中板加以连接,再实行中板混凝土的浇筑作业,如图1、2所示。

3.2 混凝土浇筑工艺

侧墙混凝土浇筑质量也是需要重点管控的内容,其直接决定着后续施工缝是否会出现渗漏水问题。传统浇筑方式下需要开设孔洞,也就是在墙体中预先埋设PVC管道,利用管道来进行混凝土浇筑。振捣环节也是在此预先埋设好的孔洞中开展[3]。开孔浇筑简图如图3所示。

3.2.1 开孔浇筑工艺的缺点

一是需要预先埋设浇筑管道、振捣孔,使得侧墙横向与竖向主筋存在多处断开,而且后续难以修复,形成了质量风险。振捣及预埋管预留孔洞如图4所示。

二是振捣孔所设数量有限,导致混凝土的振捣无法满足设计标准,由此使得墙体存在混凝土结构松散的情况,容易引起渗漏问题。

三是混凝土使用预埋管道进行浇筑,存在比较大的高度偏差,极易发生混凝土离析问题,严重影响到施工质量。

四是侧墙之上预先留设的孔洞数量太多,封堵操作难度较高,而且费时费力,导致质量无法有效控制,还会破坏外观美观性[4]。

为有效提高施工质量,对混凝土浇筑工艺加以研究改进,最终决定采取“开槽浇筑”的方式。具体操作方式为:利用模板预先留出撮箕口,构成通长浇筑槽,以此开展侧墙混凝土的浇筑作业。先要对钢模板加以调整,把模板上侧调整为撮箕口,浇筑环节利用布料机对混凝土材料予以摊铺,让混凝土材料能够以均匀的状态在模板中逐渐升高。施工人员可基于撮箕口从上侧任意一处位置、方向实行振捣,使得混凝土材料可以得到充分的振捣。开槽浇筑如图5所示。

3.2.2 开孔浇筑工艺的优势

一是无需在侧墙钢筋上方预先留出孔洞,使得钢筋骨架完整、无破损。

二是在进行混凝土材料浇筑作业时,不易发生离析问题。

三是混凝土的振捣操作不会受到空间、位置的约束,能够更好地保障振捣质量。

3.3 侧墙养护技术

受限于工期、造价等多方面的约束,在侧墙浇筑结束之后,通常要立即进行拆模,以便周转。但是如此会对侧墙养护效果带来一定的影响,容易使得侧墙发生渗漏问题。

在本工程项目中,采取两阶段养护方式。前一阶段,在混凝土固化到设计强度1/2之前,不进行模板拆除,而是实行带模养护,以防止拆模时间太早使得墙体发生变形产生裂缝。后一阶段,在混凝土强度超过设计标准的1/2之后,立即拆模后张挂土工布,并且对土工布实行洒水,提升其保温保湿效果。一共进行为期28 d的养护。此种养护方式不仅可以提升模板使用效率,还能更好的保障侧墙施工效果[5]。

3.4 板下与侧墙之间水平施工缝防水处理施工技术

侧墙施工缝传统的处理方式为预先埋设钢板止水带,但是在作业期间,止水带迎土面一般会因为不能彻底排出空气,而产生空腔。对此施工方式加以改进,直接取消钢板止水带的使用,改成使用通长注浆管,以便后期注浆作业的顺利完成[6]。

对板下和侧墙水平解封位置设置矩形木条,方便混凝土浇筑之后构成企口。在进行浇筑作业前,需要先对企口接缝进行凿毛处理,再涂抹水泥基渗透结晶涂料。对于混凝土的坍落度,最好控制在120~160 mm范围内,初凝时间不可小于6 h[7]。

在环境温度超过35℃的情况下,需要添加缓凝剂。利用布料机进行混凝土的浇筑作业,要保证浇筑面超过施工缝20 cm。根据施工实际情况,以分段、分层的方式完成混凝土的浇筑。在使用振捣器开展振捣作业时,不可触碰模板,避免模板发生位移,并采取带模喷淋法进行养护管理。

4 结束语

观察武汉轨道交通12号线中一路站已建成的侧墙可知,其表面光滑平整,施工缝不存在渗漏水问题,表明施工质量符合规定标准。结合此实践结果,证实盖挖逆作法符合设计标准、施工条件。此次施工为后续地铁盖挖施工作业提供了有价值的参考经验。

参考文献

[1] 刘忠华,崔怀春.局部盖挖逆作车站在长春地铁中应用[J].建筑技术,2023,54(18):2229-2231.

[2]李鹏飞,李泽,葛辰贺,等.砂性地层盖挖逆作地铁车站深基坑开挖变形特性及冗余度分析[J].隧道建设(中英文),2023,43(S1):98-108.

[3] 马红录.盖挖逆作地铁车站钢管柱施工技术[J].施工技术(中英文),2022,51(10):46-49.

[4] 衣利伟,曹勇,唐福源,等.盖挖逆作地铁车站超大直径中立柱施工技术研究[J].交通世界,2021(22):6-8.

[5] 何云猋,李洪亮,何彦荣,等.盖挖逆作地铁车站深基坑开挖变形实测分析[J].建筑结构,2021,51(S1):1940-1944.

[6] 安慧,高勇强,郭世豪,等.绿色施工技术在盖挖逆作地铁车站中的应用[J].科技风,2021(10):118-119.

[7] 李磊,陈刚,游广,等.地铁车站盖挖逆作钢管混凝土柱施工技术研究[J].采矿技术,2019,19(6):27-30+34.