軌道交通基坑支護(hù)體系以板代撐方案分析

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摘要：隨著城市地下空間的大力開(kāi)發(fā)與利用，基坑支護(hù)體系越發(fā)多樣，主要有圍護(hù)樁、地下連續(xù)墻等帷幕體系，配合鋼支撐、混凝土支撐或錨索等，形成了一套擋土擋水的支撐體系。蘭州軌道交通東方紅廣場(chǎng)站為1、2號(hào)線的平行換乘車(chē)站，在換乘曲線段基坑最大跨徑達(dá)55m。由于混凝土支撐拆卸工效較低且浪費(fèi)較大，鋼支撐在大跨徑曲線段易失穩(wěn)。針對(duì)此困難，相關(guān)單位提出了以板代撐優(yōu)化建議，即用鋼筋混凝土中板板條代替圍護(hù)結(jié)構(gòu)的鋼筋混凝土支撐，為同類(lèi)車(chē)站設(shè)計(jì)提供了參考。

關(guān)鍵詞：軌道交通；基坑支護(hù)；以板代撐；明挖車(chē)站；板條

1工程概況

蘭州軌道交通一期工程?hào)|方紅廣場(chǎng)站為1、2號(hào)線的換乘車(chē)站，位于蘭州市城關(guān)區(qū)東方紅廣場(chǎng)北側(cè)慶陽(yáng)路下，西起金昌路十字，東至平?jīng)雎肥帧＼?chē)站主體長(zhǎng)度為683.1m，采用明挖法施工，主體為兩層三柱四跨,局部采用單層結(jié)構(gòu)形式，標(biāo)準(zhǔn)段寬41.30m、長(zhǎng)683m。場(chǎng)地范圍的地層主要由第四系全新統(tǒng)人工填土（Q4ml）、沖積（Q4al）卵石及第三系古-始新統(tǒng)（E1-2）砂巖組成?？辈炱陂g測(cè)得地下水潛水位埋深3.6～5.0m，水位高程1512.49～1513.14m，根據(jù)勘察及區(qū)域地質(zhì)資料，含水層主要為卵石層，潛水含水層厚度約為17m，卵石下的砂巖為相對(duì)隔水層，砂巖頂部可能存在局部裂隙水。圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用直徑鉆孔灌注樁，咬合樁采用素混凝土樁，支撐體系為第一、二層混凝土支撐，第三層鋼支撐。

2以板代撐方案設(shè)計(jì)

東方紅廣場(chǎng)站第64～71軸為1號(hào)線左線二級(jí)基坑（地表下17.5m）+1號(hào)線右線一級(jí)基坑（地表下10.5m）+2號(hào)線左、右線二級(jí)基坑（地表下22.7m）結(jié)構(gòu)，基坑最大寬度為55m，南側(cè)圍護(hù)結(jié)構(gòu)緊貼國(guó)芳百盛超市地下室，距離主體基礎(chǔ)4.6m；第71～75軸為1號(hào)線左線二級(jí)基坑（地表下17.6m）+1號(hào)線右線一級(jí)基坑（地表下10.6m）結(jié)構(gòu)，基坑最大寬度為38.4m，基坑原支撐方案為3道鋼筋混凝土冠梁（腰梁）+鋼筋混凝土支撐+連系梁。支撐體系為第一道（冠梁+混凝土支撐+連系梁）、第二道（腰梁+混凝土支撐+連系梁）、第三道（腰梁+混凝土支撐+連系梁）?？紤]到底板施工縫防水處理難度，僅對(duì)第二道混凝土支撐進(jìn)行以板代撐優(yōu)化，用中板及中板條代替第二道支撐體系，即直接施工一級(jí)基坑底板和二級(jí)基坑板條，板條及部分側(cè)墻寬2m，預(yù)留中板及側(cè)墻鋼筋，鋪設(shè)側(cè)墻防水，在側(cè)墻上預(yù)留吊點(diǎn)與圍護(hù)樁主筋焊接，直接作用于一級(jí)基坑圍護(hù)樁。取消第二道混凝土支撐施工，用中板、中板條代替混凝土支撐，極大地提高了工作效率，不再進(jìn)行混凝土支撐拆除，節(jié)約了鋼筋混凝土工程量，同時(shí)避免了支撐拆除時(shí)的噪聲污染，符合國(guó)家節(jié)能環(huán)保的號(hào)召及要求。

3以板代撐施工要點(diǎn)

3.1土方開(kāi)挖施工

板條施工土方開(kāi)挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高（中板板底向下15cm位置），向監(jiān)理單位報(bào)驗(yàn)合格后方可施工墊層。墊層采用10cm厚的M10砂漿，澆筑完成的面層應(yīng)無(wú)蜂窩、麻面和裂縫。中板中部下翻梁位置土方開(kāi)挖時(shí)，基槽寬度應(yīng)略寬于梁寬，梁底墊層澆筑后，基槽兩側(cè)砌12磚墻。墊層及磚墻施工完成后，鋼筋綁扎前，在墊層頂鋪5cm厚硬塑料板用作中板底模，在磚墻內(nèi)側(cè)亦設(shè)置5cm厚硬塑料板用作側(cè)模，模板安裝成型后應(yīng)牢固穩(wěn)定、拼縫嚴(yán)密。

3.2防水層施工

為方便施工，在中板及側(cè)墻鋼筋綁扎前應(yīng)安裝好側(cè)墻外包防水層。需特別注意的是，側(cè)墻位置施工墊層時(shí)，應(yīng)提前施工圍護(hù)結(jié)構(gòu)砂漿找平層及相應(yīng)的防水卷材和止水帶，以防墊層施工后無(wú)法安裝。中板條范圍內(nèi)注意安裝側(cè)墻防水加強(qiáng)層，并預(yù)留好長(zhǎng)度與側(cè)墻水平和豎直方向防水層搭接。中板板底層防水層也要預(yù)留加強(qiáng)層后期與1、2號(hào)線二級(jí)基坑側(cè)墻防水搭接。安裝防水卷材前，砂漿找平層應(yīng)在陰角設(shè)置尺寸為5cm×5cm的倒角過(guò)渡。

3.3鋼筋施工

鋼筋在鋼筋加工廠集中制作加工，運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行綁扎作業(yè)，鋼筋接頭采用直螺紋機(jī)械連接。板條部位需要預(yù)留鋼筋，板條之間的預(yù)留鋼筋的連接為焊接。板條鋼筋綁扎前應(yīng)在板底設(shè)置墊塊，確保板條鋼筋有一定的保護(hù)層。鋼筋網(wǎng)內(nèi)應(yīng)設(shè)置措施鋼筋（馬凳筋），防止鋼筋網(wǎng)撓度過(guò)大。側(cè)墻鋼筋綁扎順序?yàn)橄冉壴R土面鋼筋，再綁扎非臨土面鋼筋，鋼筋綁扎完畢驗(yàn)收合格后進(jìn)入下道工序施工，板墻細(xì)部節(jié)點(diǎn)連接如圖1所示。

3.4模板工程

以板代撐模板工程主要分為兩部分。（1）中板條底模。中板條底模的施工質(zhì)量是后期結(jié)構(gòu)中板外觀質(zhì)量的決定性因素，中板條底模的支撐體系為土體，為確保中板標(biāo)高在鋪設(shè)模板前需壓實(shí)土體，并對(duì)模板中部起拱以抵抗板條中部撓度過(guò)大引起的下沉。（2）中板條堵頭模板。此部分模板施工須加固密實(shí)，防止漏漿導(dǎo)致混凝土蜂窩麻面。

3.5混凝土施工

混凝土構(gòu)件鋼筋綁扎完畢并報(bào)監(jiān)理驗(yàn)收合格后，采用商品混凝土泵送澆筑。澆筑前應(yīng)清理構(gòu)件底模及施工縫處的各種垃圾及雜物，確?；炷恋氖┕べ|(zhì)量和外觀質(zhì)量。車(chē)站防水的關(guān)鍵是防水混凝土的施工，因?yàn)檐?chē)站防水最根本的保障就是混凝土結(jié)構(gòu)的自防水，所以澆筑時(shí)應(yīng)加強(qiáng)技術(shù)人員的旁站和監(jiān)督制度，仔細(xì)振搗，保證密實(shí)，初凝前二次振搗、二次收面，減少有害裂縫的產(chǎn)生，初凝后進(jìn)行保濕保溫養(yǎng)護(hù)直至達(dá)到混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度。

4質(zhì)量控制要點(diǎn)

（1）板條土方開(kāi)挖時(shí)現(xiàn)場(chǎng)需用白灰畫(huà)出控制線，為保證中板混凝土外觀質(zhì)量，溝槽的深度、寬度都要控制，嚴(yán)禁超挖?；炷翝仓瓿珊蟠邪寤炷吝_(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后挖機(jī)站在已澆筑的混凝土中板上進(jìn)行二級(jí)基坑開(kāi)挖，在開(kāi)挖時(shí)挖機(jī)不能損壞板條預(yù)埋鋼筋。（2）防水施工前咬合樁面的噴射混凝土平整度必須滿足設(shè)計(jì)要求，防水鋪貼與基層必須鋪貼密實(shí)，止水鋼板的位置在澆筑混凝土之前必須固定牢固以便于后續(xù)防水混凝土施工。（3）對(duì)預(yù)留鋼筋需做防銹處理，用套管或者隔離包裹，防止鋼筋與水和空氣接觸生銹，板條連接時(shí)少量的生銹可以用除銹劑去除。側(cè)墻預(yù)留接駁器需要對(duì)接駁器進(jìn)行固定和保護(hù)，并在側(cè)墻鋼筋中預(yù)埋吊筋，吊筋位置需要現(xiàn)場(chǎng)對(duì)圍護(hù)樁進(jìn)行放樣。（4）模板必須支撐牢固、穩(wěn)定，模板拼縫平整嚴(yán)密，模板拼縫處內(nèi)貼雙面膠帶，澆筑前必須將模板內(nèi)異物清理干凈。拆模遵循后支先拆、先支后拆的原則。板條底部模板安裝完后必須對(duì)其標(biāo)高進(jìn)行校核，檢查符合要求后再澆筑混凝土。（5）板條施工縫處理要點(diǎn)。1個(gè)板條存在2條施工縫，施工縫位置應(yīng)在澆筑完板條后拆除堵頭模板待混凝土終凝后進(jìn)行鑿毛處理，新露混凝土面占施工縫截面75%以上，并清理附著在混凝土毛面上的碎渣及松動(dòng)的混凝土。板條與板條連接混凝土澆筑時(shí)需對(duì)施工縫進(jìn)行沖洗潤(rùn)濕，但在澆筑混凝土之前施工縫表面不能有明水。（6）板條連接處混凝土澆筑質(zhì)量控制要點(diǎn)。在澆筑混凝土之前對(duì)已經(jīng)灑水沖洗和濕潤(rùn)過(guò)的混凝土施工縫表面進(jìn)行界面劑施工，涂刷水泥基滲透結(jié)晶，可以有效地使新舊混凝土面連接，顯著降低混凝土施工縫處滲漏水的概率，因?yàn)樗嗷鶟B透結(jié)晶遇水后會(huì)與水反應(yīng)生成結(jié)晶填充滲漏水通道使混凝土達(dá)到防水的效果。由于混凝土熱脹冷縮的特性，在連接處的混凝土選用微膨脹混凝土，防止因混凝土收縮使施工縫出現(xiàn)通縫，并且澆筑連接板時(shí)應(yīng)在當(dāng)時(shí)溫度較低時(shí)澆筑，減少混凝土的收縮變形。（7）板條混凝土澆筑原則為由低到高，由四周向中間，分層分段澆筑。分層澆筑時(shí)每層澆筑時(shí)間必須小于該混凝土的初凝時(shí)間。振搗必須嚴(yán)格按照混凝土振搗技術(shù)交底工藝操作，各項(xiàng)指標(biāo)必須達(dá)到工藝要求。（8）板條兩側(cè)的混凝土強(qiáng)度必須達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度方可澆筑混凝土，此段板條施工類(lèi)似于大體積混凝土的“跳倉(cāng)法”施工，混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度之后水化反應(yīng)基本完成，混凝土變形也趨于穩(wěn)定。（9）二級(jí)基坑1號(hào)線左線（64～71軸）在施工中板條的同時(shí)也要施工側(cè)墻條，因?yàn)閭?cè)墻在迎水面，側(cè)墻防水是重中之重。除了混凝土自防水，卷材防水和止水鋼板也很重要，對(duì)于地下工程的防水必須多道設(shè)防采取冗余措施，卷材防水在施工時(shí)必須預(yù)留夠搭接長(zhǎng)度，并且卷材基面處理必須平整滿足卷材鋪貼要求。此外，止水鋼板必須密閉成環(huán)。

5結(jié)束語(yǔ)

與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)的地下空間利用率還較低，隨著地下空間開(kāi)發(fā)力度的加大勢(shì)必會(huì)引起大量深基坑施工。目前以板代撐技術(shù)的主要控制難點(diǎn)為土方開(kāi)挖時(shí)鋼筋接頭及板條的保護(hù)及施工縫防水處理，隨著國(guó)家對(duì)建筑業(yè)“綠色、節(jié)能、環(huán)保”等主題的倡導(dǎo)，相信該技術(shù)將會(huì)迎來(lái)較大的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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作者：王小生 單位：中鐵二十局集團(tuán)市政工程有限公司