CN108643231B - 一种中心城区地铁车站半幅结构顶板盖挖施工方法 - Google Patents
一种中心城区地铁车站半幅结构顶板盖挖施工方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种中心城区地铁车站半幅结构顶板盖挖施工方法，方法如下：交通疏解；咬合桩及型钢立柱桩施工；冠梁施工；半幅顶板施工；恢复路面导改交通；另一侧咬合桩施工，在所述另一半区域内，沿车站规划区另一侧的侧墙施工咬合桩，并施工桩顶冠梁，而后进行主体基坑开挖，并对主体结构进行施工。以有效抑制了竖井开挖对周边居民、商铺、单位环境产生的影响，保证了施工安全，确保了工期。属于城市轨道交通施工领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种半幅结构顶板盖挖施工方法，属于城市轨道交通施工领域。
背景技术
城市地铁的建设，线路主要敷设于既有道路下方，特别是在交通繁忙的市中心地段，地下管线错综复杂，道路两侧高层建筑密集。因此市中心地铁车站的施工，既要保证工程本体施工的安全，还须妥善解决地铁占道施工对城市交通的影响。
以贵阳市轨道交通2号线一期土建12标浣纱路站为例，该路段地处贵阳市延安西路与枣山路及浣纱路十字交叉口处，车站沿延安西路东西向布置，位于延安西路道路中央，延安西路宽约40m，双向8车道，为贵阳市中心城区主干道，若采用全明挖法施工，容易导致市区交通大面积拥堵，社会影响大；若采用全幅盖挖法施工，施工工期长，成本高，且顶板施工期间交通需进行多次导改，社会影响大；若采用半幅盖挖临时路面板施工，施工顶板期间将对交通进行多次倒边，社会影响较大，因此城市中心地铁车站施工，需防止地铁车站占道施工引起的城市交通拥堵是一项重大的技术及施工组织难题。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种中心城区地铁车站半幅结构顶板盖挖施工方法，以有效抑制了竖井开挖对周边居民、商铺、单位环境产生一定影响，保证了施工安全，确保了工期。
为解决上述问题，拟采用这样一种中心城区地铁车站半幅结构顶板盖挖施工方法，具体方法如下：
交通疏解，将车站上方车道的一半区域作为半幅顶板施工区，对半幅顶板施工区进行围挡；
咬合桩及型钢立柱桩施工，在半幅顶板施工区内，沿车站规划区侧墙施工咬合桩，以作为围护桩，咬合桩施工后，在车站规划区中部沿车站长度方向施工钢立柱桩，钢立柱桩的下端为抗拔桩，上端为与抗拔桩对接的钢立柱，以形成组合桩，该组合桩作为车站永久结构；
冠梁施工，在咬合桩的顶部沿咬合桩的分布方向施工桩顶冠梁，将已完成的咬合桩连接成整体；
半幅顶板施工，首先对咬合桩和钢立柱桩之间进行土方开挖，在坑内设降水井；基坑开挖至顶板底20cm，采用地膜法施工半幅顶板，咬合桩与型钢立柱做为盖板两侧承重结构，为提前恢复半幅道路形成一个稳定可靠的地下“柱—板”框架承重结构；
恢复路面导改交通，回填半幅顶板上端路面，导改交通，将半幅顶板施工区恢复交通，将车站上方车道的另一半区域围挡；
另一侧咬合桩施工，在所述另一半区域内，沿车站规划区另一侧的侧墙施工咬合桩，并施工桩顶冠梁，而后进行主体基坑开挖，并对主体结构进行施工。
前述方法中，咬合桩的垂直度偏差在3‰以内，具体控制方法如下：
①套管的垂直度的控制；在钻孔咬合桩施工过程中，在套管安装的过程中采用水平尺检查和校正套管的垂直度，保证其垂直度偏差在3‰以内；
②成孔过程中的垂直度控制；成孔过程中，每钻进4～6m采用超声波智能成孔质量检测仪检测垂直度，并在土层与岩层交界处加密检测；
③遇孤石和偏岩的处理；在钻进过程中遇到孤石或者偏岩导致偏孔的，放慢钻进速度，向硬岩一面加偏压缓慢钻进直至通过该孤石或偏岩处，如果通过后导致偏孔，采用C20混凝土回填至偏岩或孤石顶上1m处，达到设计强度后重新钻进，保证桩身垂直度。
前述方法中，钢立柱桩施工具体方法如下：
型钢立柱基础桩下部为桩径1.8m的C35钢筋混凝土的抗拔桩，桩长15m，上部为钢立柱，立柱截面尺寸700*1100mm，底部抗拔桩钢筋笼于加工场分节制作，并结合现场汽车吊的性能，对每根型钢立柱进行分段分节制作加工；施工时先用旋挖钻机施作d＝1.8m的立柱桩至设计桩底，并在孔口安装型钢骨架操作平台，在吊车辅助下底部抗拔桩钢筋笼在孔口与底节钢方柱焊接成整体，再通过高强螺栓将各节钢方柱连接成整体，最后将钢筋笼与钢方柱整体吊安。
前述方法中，幅顶板基坑围护采用Φ1200mm@900钻孔咬合桩+Φ800mm@1600钻孔桩的方案。
①土方开挖及降排水；半幅顶板桩基、冠梁施工完后，基坑开挖过程中遵循纵向分段原则，每段开挖长度25m，横向施工缝布置在纵向柱距1/4～1/3跨处；
②底模施工；顶板采用地膜法施工，基坑开挖至顶板底20cm及时施作垫层混凝土，并上铺普通红木板做为半幅顶板结构底板，侧墙及顶纵梁处采用浆砌砖模，模板安装须正确控制轴线位置及截面尺寸，当拼缝≥10mm的要用老粉批嵌或用白铁皮封钉，模板支立前应清理干净并涂刷隔离剂，每次混凝土浇筑之前确保模板清洁光滑；
③主体结构施工；顶板钢筋主筋直径≥22mm采用等强直螺纹套筒机械连接，接头等级为Ⅰ级，顶板混凝土采用标号C40抗渗等级为P8砼，顶板防水采用2.5mm厚的单组份聚氨酯防水涂料加1.5mm厚PVC抗刺穿层，采用100mm厚细石混凝土作保护层，侧墙采用HDPE高分子自粘胶膜防水卷材，侧墙防水层内侧并做临时保护。
与现有技术相比，本发明针对标段地铁车站施工组织复杂的周边环境特点，为确保工期、节约成本，并保证交通通畅，有效减少占道施工对城市交通的影响，课题小组总结形成了城市中心地段地铁车站采用半幅结构顶板盖挖施工工法，将车站半幅结构顶板先行完成维持地面畅通，在解决城市中心地铁车站占道施工对城市交通的影响方面效果明显，技术先进，确保了工期，节约了成本，具有十分明显的社会效益和经济效益。
附图说明
图1是咬合桩施工工艺流程图；
图2是型钢立柱基础桩施工工艺流程图；
图3是型钢立柱基础桩大样图；
图4是半幅顶板施工断面图；
图5是车站主体结构施工断面图；
其中，附图标记1表示半幅顶板施工区，2表示咬合桩(围护桩)，3表示钢立柱桩，31表示抗拔桩，32表示钢立柱，4表示桩顶冠梁，5表示半幅顶板，6表示围栏，7表示降水井，8表示地面，9表示第一道钢筋砼支撑，10表示第一次开挖面，11表示第二道钢筋支撑，12表示第二次开挖面，13表示第三道钢筋支撑，14表示第三次开挖面，15表示第四道钢筋支撑，16表示第四次开挖面，17表示最终基坑开挖面。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例：
参照附图1至4，本实施例提供一种中心城区地铁车站半幅结构顶板盖挖施工方法，具体方法如下：
1.交通疏解，根据交通疏解方案，将车站所处十字路口处相应人行道改成车行道，增加车行道宽度缓解占道施工对交通通行的影响。结合交通疏解及施工组织安排，将车站北侧半幅顶板区域进行围挡，并根据现场施工组织不断优化。将车站上方车道的一半区域作为半幅顶板施工区1(此处所述一半区域并不一定是车道的的50％宽度，而是指道路宽度30％-70％宽度的一个大体范围)，对半幅顶板施工区1进行围挡；
2.咬合桩及型钢立柱桩施工，在半幅顶板施工区1内，沿车站规划区侧墙施工咬合桩2，以作为围护桩，咬合桩2施工后，在车站规划区中部沿车站长度方向施工钢立柱桩3，钢立柱桩3的下端为抗拔桩31，抗拔桩31为桩径1.8m的C35钢筋混凝土抗拔桩，上端为与抗拔桩31对接的钢立柱32，以形成组合桩，该组合桩作为车站永久结构；
2.1咬合桩施工
咬合桩钻孔设备由地质条件、施工造价、工期要求、设计标准等因素确定，通过综合比选标段采用旋挖钻机钻孔(咬合桩施工工艺流程参见图1)，施工中的具体要求有如下几点：
2.11、提高测量精度，减少测量误差。
2.12、施工导墙模板时，先根据桩位引出(以十字交叉线引出)导墙模板位置，导墙浇筑完成后，再进行复测，以十字线定出桩位。钻机就位时，钻头中心与桩位中心在同一条垂直线上。
2.13、为保证钻孔咬合桩底部有足够量的咬合量，除了严格控制孔口定位误差外，还应对其垂直度进行严格的控制，桩的垂直度应不小于3‰。成孔过程中要控制好桩的垂直度，必须抓好以下三个环节：
①套管的垂直度的控制；在钻孔咬合桩施工过程中，套管不仅起到护壁的作用，更是起整个钻孔过程中的导向作用，在套管安装的过程中必须采用水平尺检查和校正套管的垂直度，保证其垂直度偏差在3‰以内。
②成孔过程中的垂直度控制；成孔过程中，每钻进4～6m采用“超声波智能成孔质量检测仪”检测垂直度，并在土层与岩层交界处加密检测。
③遇孤石和偏岩的处理；在钻进过程中遇到孤石或者偏岩导致偏孔的，放慢钻进速度，向硬岩一面加偏压压缓慢钻进直至通过该孤石或偏岩处。如果通过后导致偏孔，应采用C20混凝土回填至偏岩或孤石顶上1m处，达到设计强度后重新钻进，保证桩身垂直度。
2.2型钢立柱基础桩施工
型钢立柱3基础桩下部为桩径1.8m的C35钢筋混凝土的抗拔桩31，桩长15m，上部为钢立柱32，立柱尺寸700*1100mm，钢管柱32顶部位于顶纵梁下。底部抗拔桩钢筋笼于加工场分节制作，并结合现场汽车吊的性能，对每根型钢柱进行分段分节制作加工。施工时先用旋挖钻机施作d＝1.8m的立柱桩至设计桩底，并在孔口安装型钢骨架操作平台，在70t吊车辅助下底部抗拔桩钢筋笼在孔口与底节钢方柱焊接成整体，再通过高强螺栓将各节钢方柱连接成整体，最后将钢筋笼与钢方柱整体吊安。型钢立柱基础桩施工工艺流程参见图2，型钢立柱基础桩大样图3,施工中操作要点如下：
2.21、d＝1.8m立柱桩成孔工艺与咬合桩相同，施工过程中对其垂直度进行严格控制，桩的垂直度应不小于3‰。
2.22、盖板支撑为抗拔桩+永久钢立柱(组合桩)，组合桩作为车站永久结构，上部钢管桩的安装精度较难控制。采用“超声波质量成孔检测仪”检测桩基垂直度满足设计要求后，将钢筋笼与钢立柱焊接成整体吊安。钢立柱底部采用“井”字型固定钢筋与钢筋笼焊接成整体，焊接时要求钢立柱中心与钢筋笼中心重叠，整体吊装时必须垂直确保桩孔和钢筋笼的同心度，并利用钢立柱自重保证立柱顶面水平。在孔口安装特制加工的型钢定位架，并采用全站仪在孔口四周已硬化的地坪上，按桩位设计外放100mm，再通过十字丝，确定桩中心。在吊车的辅助下，对钢立柱的垂直度与水平位移进行校正。由于钢立柱顶部在顶板顶纵梁底，位于地面以下3～5m位置处，而型钢定位架在孔口，所以需要采用4根φ32钢筋将型钢定位架与钢立柱牢固连接，其中φ32钢筋顶部与型钢定位架通过螺栓连接，φ32钢筋底部与立柱顶预留孔采用焊接固定。
2.23、型钢立柱基础桩应各桩施工，先期桩浇筑完成并达到90％强度以上后，应采用细碎石将型钢柱与桩基成孔时孔壁之间的空隙回填密实，密实度不小于0.9。确保旋挖钻机行走安全，同时在基坑爆破开挖时细碎石对钢立柱能起到有效的保护作用。
3.冠梁施工，在咬合桩2的顶部沿咬合桩2的分布方向施工桩顶冠梁4，将已完成的咬合桩2连接成整体；
4.半幅顶板施工，首先对咬合桩2和钢立柱桩3之间进行土方开挖，基坑开挖深度为5-5.5m，在坑内设降水井5及排水沟；基坑开挖至顶板底20cm，采用地膜法施工半幅顶板5，咬合桩2与型钢立柱3做为盖板两侧承重结构，为提前恢复半幅道路形成一个稳定可靠的地下“柱—板”框架承重结构；
半幅顶板基坑围护采用Φ1200mm@900钻孔咬合桩+Φ800mm@1600钻孔桩(或土钉墙挂网锚喷)的方案。
4.1、土方开挖及降排水；半幅顶板桩基、冠梁施工完后，基坑开挖过程中掌握好“分层、分步、对称、平衡、限时”五个要点，遵循纵向分段原则，每段开挖长度25m，横向施工缝布置在纵向柱距1/4～1/3跨处(附近)。车站周边人流车流密集，高层建筑较多，半幅顶板基坑开挖宜采用机械破碎为主的方法，为保证施工过程中基坑内为无水作业环境，在坑内设排水沟、集水井，坑外设置截水沟；
4.2、底模施工；顶板采用地膜法施工，基坑开挖至顶板底20cm及时施作垫层混凝土，并上铺普通红木板做为半幅顶板结构底板，侧墙及顶纵梁处采用浆砌砖模，模板安装须正确控制轴线位置及截面尺寸，当拼缝≥10mm的要用老粉批嵌或用白铁皮封钉，模板支立前应清理干净并涂刷隔离剂，每次混凝土浇筑之前确保模板清洁光滑；
4.3、主体结构施工；顶板钢筋主筋直径≥22mm采用等强直螺纹套筒机械连接，接头等级为Ⅰ级，顶板混凝土采用标号C40抗渗等级为P8砼，顶板防水采用2.5mm厚的单组份聚氨酯防水涂料加1.5mm厚PVC抗刺穿层，采用100mm厚细石混凝土作保护层，侧墙采用HDPE高分子自粘胶膜防水卷材(白色，≥1.5mm厚且HDPE层厚≥1.0mm，胶料(不含颗粒)厚0.5mm)，侧墙防水层内侧并做临时保护。
5.恢复路面导改交通，回填半幅顶板5上端路面，导改交通，将半幅顶板施工区1恢复交通，将车站上方车道的另一半区域围挡；
6.另一侧咬合桩施工，在所述另一半区域内，沿车站规划区另一侧的侧墙施工咬合桩2，并施工桩顶冠梁4，而后进行主体基坑开挖，并对主体结构进行施工。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种中心城区地铁车站半幅结构顶板盖挖施工方法，其特征在于，具体方法如下：
交通疏解，将车站上方车道的一半区域作为半幅顶板施工区，对半幅顶板施工区进行围挡；
咬合桩及钢立柱桩施工，在半幅顶板施工区内，沿车站规划区侧墙施工咬合桩，以作为围护桩，咬合桩施工后，在车站规划区中部沿车站长度方向施工钢立柱桩，钢立柱桩的下端为抗拔桩，上端为与抗拔桩对接的钢立柱，以形成组合桩，该组合桩作为车站永久结构；
冠梁施工，在咬合桩的顶部沿咬合桩的分布方向施工桩顶冠梁，将已完成的咬合桩连接成整体；
半幅顶板施工，首先对咬合桩和钢立柱桩之间进行土方开挖，在基坑内设降水井；基坑开挖至顶板底20cm，采用地膜法施工半幅顶板，咬合桩与钢立柱做为盖板两侧承重结构，为提前恢复半幅道路形成一个稳定可靠的地下“柱—板”框架承重结构；
恢复路面导改交通，回填半幅顶板上端路面，导改交通，将半幅顶板施工区恢复交通，将车站上方车道的另一半区域围挡；
另一侧咬合桩施工，在所述另一半区域内，沿车站规划区另一侧的侧墙施工咬合桩，并施工桩顶冠梁，而后进行基坑开挖，并对主体结构进行施工；
半幅顶板基坑围护采用Φ1200mm@900钻孔咬合桩+Φ800mm@1600钻孔桩的方案，具体方案如下：
①土方开挖及降排水；半幅顶板桩基、冠梁施工完后，基坑开挖过程中遵循纵向分段原则，每段开挖长度25m，横向施工缝布置在纵向柱距1/4～1/3跨处；
②底模施工；顶板采用地膜法施工，基坑开挖至顶板底20cm及时施作垫层混凝土，并上铺普通红木板做为半幅顶板结构底板，侧墙及顶纵梁处采用浆砌砖模，模板安装须正确控制轴线位置及截面尺寸，当拼缝≥10mm要用老粉批嵌或用白铁皮封钉，模板支立前应清理干净并涂刷隔离剂，每次混凝土浇筑之前确保模板清洁光滑；
③主体结构施工；顶板钢筋主筋直径≥22mm采用等强直螺纹套筒机械连接，接头等级为Ⅰ级，顶板混凝土采用标号C40抗渗等级为P8砼，顶板防水采用2.5mm厚的单组份聚氨酯防水涂料加1.5mm厚PVC抗刺穿层，采用100mm厚细石混凝土作保护层，侧墙采用HDPE高分子自粘胶膜防水卷材，侧墙防水层内侧并做临时保护。
2.根据权利要求1所述一种中心城区地铁车站半幅结构顶板盖挖施工方法，其特征在于：咬合桩的垂直度偏差控制在3‰以内，具体控制方法如下：
①套管的垂直度的控制；在咬合桩施工过程中，在套管安装的过程中采用水平尺检查和校正套管的垂直度，保证其垂直度偏差在3‰以内；
②成孔过程中的垂直度控制；成孔过程中，每钻进4～6m采用超声波智能成孔质量检测仪检测垂直度，并在土层与岩层交界处加密检测；
③遇孤石和偏岩的处理；在钻进过程中遇到孤石或者偏岩导致偏孔的，放慢钻进速度，向硬岩一面加偏压缓慢钻进直至通过该孤石或偏岩处，如果通过后导致偏孔，采用C20混凝土回填至偏岩或孤石顶上1m处，达到设计强度后重新钻进，保证桩身垂直度。
3.根据权利要求1所述一种中心城区地铁车站半幅结构顶板盖挖施工方法，其特征在于，钢立柱桩施工具体方法如下：
钢立柱桩下部为桩径1.8m的C35钢筋混凝土的抗拔桩，桩长15m，上部为钢立柱，立柱截面尺寸700*1100mm，底部抗拔桩钢筋笼于加工场分节制作，并结合现场汽车吊的性能，对每根钢立柱进行分段分节制作加工；施工时先用旋挖钻机施作d=1.8m的钢立柱桩至设计桩底，并在孔口安装型钢骨架操作平台，在吊车辅助下底部抗拔桩钢筋笼在孔口与底节钢立柱焊接成整体，再通过高强螺栓将各节钢立柱连接成整体，最后将钢筋笼与钢立柱整体吊安。
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| CN102505706A (zh) * | 2011-09-30 | 2012-06-20 | 北京市政建设集团有限责任公司 | 一种地铁车站的修建方法 |
| CN103938512A (zh) * | 2014-04-30 | 2014-07-23 | 陕西运通公路设计咨询有限公司 | 一种新建道路下穿既有高速公路的逆序施工方法 |
-
2018
- 2018-06-22 CN CN201810654726.5A patent/CN108643231B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20100087505A (ko) * | 2009-01-28 | 2010-08-05 | 진성토건 주식회사 | 선 되메우기를 이용한 무지보 지중 구조물 및 그 시공방법 |
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Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 四新技术在盖挖逆作法地铁车站中的应用;汪家雷等;《铁道建设》;20160331;第39-42页 * |
| 长春地铁车站半幅盖挖逆作法施工技术研究;孟凡永;《科技》;20170201;第47-49页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108643231A (zh) | 2018-10-12 |
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