大跨無柱蓋挖逆作疊合牆施工工法

大跨無柱蓋挖逆作疊合牆施工工法

《大跨無柱蓋挖逆作疊合牆施工工法》是中交一公局橋隧工程有限公司完成的建築類施工工法。完成人是李磊、艾國平、陳剛、雷濤、陳林成。該工法適用於場地狹小、建築密集、沉降控制要求高的地下基坑施工。在城市軌道交通中,常用於半蓋挖法或明挖法無法有效的解決地面交通疏解問題及施工場地相對矛盾問題的工法選擇。

《大跨無柱蓋挖逆作疊合牆施工工法》主要特點是:疊合牆結構形式更具經濟性;施工占地需求小;基坑施工安全可控;施工環保。

2020年9月2日,《大跨無柱蓋挖逆作疊合牆施工工法》被湖南省住房和城鄉建設廳評定為湖南省2019年度工程建設省級工法。

基本介紹

  • 中文名:大跨無柱蓋挖逆作疊合牆施工工法
  • 工法編號:HNJSGF204-2019
  • 完成單位:中交一公局橋隧工程有限公司
  • 完成人:李磊、艾國平、陳剛、雷濤、陳林成
  • 審批單位:湖南省住房和城鄉建設廳
  • 主要榮譽:湖南省2019年度工程建設省級工法
形成原因,工法特點,操作原理,適用範圍,技術理論,施工工藝,材料設備,質量控制,安全措施,環保措施,效益分析,套用實例,榮譽表彰,

形成原因

隨著軌道交通建設的蓬勃發展,建築密集區域內修建捷運車站越來越普遍。採用蓋挖逆作工法修建捷運車站,可有效解決城市繁華地段修建捷運車站面臨的一系列問題,譬如:對周邊車流和人流影響極大,施工場地狹窄、建築物沉降控制等。
蓋挖逆作疊合牆施工工藝中,側牆施工的質量是車站防水成敗的關鍵。蓋挖逆作車站疊合牆施工工法,針對其異於常規明挖順作法車站的特點,形成全套的施工工法,從安全、工期、成本、質量等方面都能得到較好控制,為了便於推廣,中交一公局橋隧工程有限公司編制了《大跨無柱蓋挖逆作疊合牆施工工法》。

工法特點

《建築物水平整體位移施工工法》的特點有:
1.疊合牆結構形式更具經濟性
疊合牆結構設計,使圍護結構地下連續牆參與主體結構受力,分擔部分車站側牆受力,充分利用已有圍護結構,並且主體結構與圍護結構採用鋼筋緊密連線成整體。故車站結構設計相對非疊合牆較薄。從而有效的降低了車站結構建造費用。
2.施工占地需求小
車站側牆施工期間可以充分利用下部成型板面結構,充分利用地下空間,可以有效減小地面使用面積,對施工征地日益困難的城市來說,更加顯得尤為重要;作為對施工場地要求小的工法,可有效減小對周邊環境影響。
3.基坑施工安全可控
蓋挖逆作車站先行施工的結構板兼作基坑內支撐,與圍護結構(地下連續牆)形成了完整的受力框架體系。與常規基坑內設定鋼支撐或混凝土的支護形式相比,增大了支撐受力面積以及基坑周邊極限承載力。對周邊道路、房屋沉降,管線控制起到有效保護,減小基坑傾斜變形的風險。
4.施工環保
施工過程由於處於車站頂板下部可以有效的降低噪音、粉塵外傳。同時蓋挖逆作結構施工中能夠有效的減小施工用地面積,場地清理施工相對容易,順應了現代文明施工的需要。

操作原理

適用範圍

《建築物水平整體位移施工工法》適用於場地狹小、建築密集、沉降控制要求高的地下基坑施工。在城市軌道交通中,常用於半蓋挖法或明挖法無法有效的解決地面交通疏解問題及施工場地相對矛盾問題的工法選擇。

技術理論

《建築物水平整體位移施工工法》的工藝原理是:
蓋挖逆作疊合牆核心理念:以地下空間換取地面空間、同時地下結構施工能平行立體作業。同時採用疊合牆形式車站結構施工期間,圍護結構變形小。另車站結構為蓋挖逆作法施工,受天氣影響較小。
疊合牆結構指圍護結構採用連續牆的疊合牆結構,並且圍護結構作為主體結構側牆的一部分,通過在地連牆與內襯牆結構板部位設定鋼筋接駁器進行連線,同結構牆施工前對地下連續牆內側混凝土面進行鑿毛、清洗,保證接觸面新老混凝土之間抗剪強度達到一定要求。這樣將連續牆和內襯牆形成疊合,疊合後二者可視為整體牆,疊合面可以傳遞剪力。

施工工藝

《建築物水平整體位移施工工法》的工藝流程及操作要點如下:
  • 工藝流程
該工法的工藝流程如下:
先行施工的圍護結構地下連續牆中預埋接駁器以及梅花形布置的抗剪鋼筋,施工車站半結構時,與預留接駁器有效連線形成整體。開挖過程中,鑿除地下連續牆背土面表層混凝土,剝出抗剪鋼筋並扳直與伸入後續內襯牆,確保疊合牆貼合緊密。車站整體施工順序為:圍護結構施工—頂板施工(覆土回填)—中板施工—底板施工—側牆施工。流程圖詳見圖1。
大跨無柱蓋挖逆作疊合牆施工工法
圖1 蓋挖逆作法疊合牆施工工藝流程圖
  • 操作要點
一、地連牆施工
(一)地連牆鋼筋籠
地連牆鋼筋籠加工過程中,除安裝地連牆中本身的鋼筋骨架外,還需預埋大量主體錨入地連牆鋼筋。地連牆預埋鋼筋在加工過程安裝誤差必須控制在1厘米以內。同時安裝過程中型鋼接頭內側安裝注漿管,地連牆中預埋鋼筋圖見圖2。
預埋鋼筋安裝部位距離牆頂計算公式l=H-H1-H2+H3
H———導牆面標高;
H1———預埋鋼筋設計標高;
H2———鋼筋籠吊筋長度;
H3———吊筋吊環吊物高度。
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圖2 地連牆中預埋鋼筋圖
鋼筋籠吊放過程中採用一種能保證鋼筋籠垂直吊放的裝置,該裝置主要原理為“兩點確定一條直線”,鋼筋籠由履帶吊吊放過程中,工字鋼接頭翼緣沿裝置滑輪向下滑動,豎向兩滑輪中心連線垂直的同時就保證了鋼筋籠吊放的垂直。此外吊放過程中保證鋼筋籠不發生晃動,不與槽壁發生碰撞。裝置如圖3所示。
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圖3 鋼筋籠垂直吊放控制裝置
(二)地連牆成槽施工
1.成槽過程中運用成槽機上配備的自動糾偏系統確保槽壁垂直度在1/300以
2.成槽施工完成,進行清孔施工作業,同時使用刷壁器對於槽段接頭側壁的刷壁,最後通過地連牆基槽檢測儀,對基槽垂直度及基底沉渣厚度進行檢測,沉渣厚度不能超過5厘米。地連牆成槽現場檢測示意圖見圖4。
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圖4 地連牆成槽現場檢測
(三)地連牆混澆築施工
混凝土澆築施工中均勻進行灌注,避免出現因鋼筋籠上浮,造成後續預留接駁器無法使用。
二、車站基坑開挖與結構板施工
蓋挖逆作法車站施工先後順序為:先施工車站頂板結構,待頂板結構達到設計強度要求後,開始負一層土方開挖,緊接施工車站中板結構。中板結構達到設計強度後,可同時進行下一層土方開挖和負一層側牆施工。車站每層板面結構施工過程中必須預留出於與相接側牆部分。
1.基坑土方施工
基坑開挖至車站結構板面設計標高后,車站側牆部位相比結構版面繼續開挖80厘米。方便施工側牆與結構相接部位。開挖過程中採用機械配合人工進行施工,同時溝槽成型尺寸不能小,偏差在5厘米以內。開挖溝槽完成後,對溝槽兩側採用C20混凝土進行硬化,同時溝槽內採用中砂進行回填,回填深度為50厘米。
2.車站板面結構施工
車站結構板面鋼筋安裝施工中,預埋出錨入頂板側牆豎向鋼筋,方便後續側牆施工鋼筋連線,同時需要預埋側牆模板台車鎖腳螺栓,鎖腳螺栓間距1米。頂板結構預埋側牆鋼筋示意圖如圖5。
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圖5 頂板結構預埋側牆鋼筋
三、疊合牆施工準備
(一)地連牆滲漏點封堵施工
負一層結構板施工完成後,地連牆型鋼接頭處或其他部位經常會出現滲流情況。為確保車站結構施工防水質量,側牆施工需要對地連牆滲漏部位進行封堵。
根據滲漏部位不同封堵方式也不同,若滲漏點為地連牆型鋼接頭部位,則使用地連牆中預留注漿管進行封堵注漿。若非地連牆型鋼接頭部位處滲漏,根據滲漏情況,採用不同方式進行處理。
1.點滲漏的現象可分為點或長度小於小於50毫米的裂縫。若滲漏水輕微,採取在該點或裂縫中心鑽孔,孔徑為10毫米,深60~80毫米,埋設注漿管,高壓清水沖洗後注漿。注漿管嘴離孔底要有一定間隙,孔口與注漿管採用堵漏粉固定,兩側裂縫也同樣採用堵漏粉封堵。
2.面滲漏由點滲漏密集而成,如直徑小於100毫米的面積,首先按點滲處理,然後在滲水面內鑿深30毫米,清洗後塗刷堵漏粉,使基面乾燥並塗刷雙組分聚氨酯塗料,最後用防水砂漿封閉。
3.線滲漏是針對線滲漏的現象,採用灌漿法進行封堵。
(1)灌漿前對縫隙進行處理
先採用電鑽、風鎬等將滲水點混凝土殘渣或夾泥清除乾淨,然後鋼絲刷對滲漏水部位進行基面清理,無鬆散碎石。
(2)灌漿嘴設定
a.採用表面處理的裂縫,可用灌漿盒或灌漿嘴,鑿“V”形槽的裂縫宜用灌漿嘴,鑽孔內使用灌漿泵。
b.在裂縫交叉處、較寬處、端部以及裂縫貫穿處,當縫隙小於1毫米時埋設的灌漿泵間距為350~500毫米,當縫隙大於1毫米時,為500~1000毫米。
c.埋設時,先在灌漿嘴的底盤上抹一層厚約1毫米的環氧膠泥將灌漿的進漿口騎縫貼上在預定位置上。
d.封縫採用環氧樹脂膠泥,先在裂縫兩側(寬20~30毫米)塗一層環氧樹脂基夜,後抹一層厚1毫米左右、寬20~30毫米的環氧樹脂膠泥。抹膠泥時應防止產生小孔和氣泡,要掛平整,保證封閉可靠。
e.裂縫封閉後應進行壓氣試漏,檢查密閉效果。試漏需等封縫膠泥有一定強度時進行。試漏前沿裂縫塗一層肥皂水,從灌漿口通入壓縮空氣,凡漏氣處,應予以修補密封至不漏為止。
(3)漿液配製及灌漿
a.漿液配置應按照材料的使用配製方法進行。漿液一次配備數量,需以漿液的凝固時間及進漿速度來確定。
b.灌漿根據裂縫區域大小,可採用單孔灌漿或分區群孔灌漿,在一條裂縫上灌漿可由一端到另一端。
c.灌漿時壓力應逐漸升高,防止驟然加壓,達到規定壓力後,保持壓力穩定,以滿足灌漿要求,待下一個排氣孔出漿時立即停止對灌漿泵的壓力。
d.待縫內漿液達到初凝而不外流時,可拆下灌漿嘴,再用環氧樹脂膠泥的灌漿液把灌漿嘴處抹平封口。
e.灌漿結束後,應檢查補強效果和質量,發現缺陷應及時補救,確保工程質量。
(二)施工操作平台搭設
施工操作平台主要作為後續地連牆鑿毛施工、側牆防水塗料涮、側牆施工縫防水材料安裝、地連牆中預埋鋼筋抗剪鋼筋調直以及側牆鋼筋安裝施工平台。
施工操作平台採用扣件式鋼管腳手架進行搭設,扣件式腳手架∅48.3×3.6毫米鋼管,搭設兩排,支架參數為縱1500毫米×橫900毫米×步1800毫米。在架體內部區域每隔1跨由底至頂縱向設定豎向斜桿,掃地桿距離地面30厘米;每隔一跨設定背撐,背撐與底板預埋鋼筋連線固定。腳手板採用木板製作,每塊質量不得大於30kg。木腳手板應採用杉木或松木製作,腳手板厚度不應小於50毫米,兩端應各設直徑為4毫米的鍍鋅鋼絲箍兩道,腳手架外圍用防護網封閉。
四、地連牆疊合面鑿毛清理施工
(一)側牆牆頂施工縫清理施工
地連牆疊合面鑿毛清理施工,按照從上而下施工方式,首先進行牆頂施工縫部位清理工作,主要清除上部板面結構施工期間施工縫部位回填砂。清除過程中需要同步清除施工縫處鬆散混凝土,直至露出密實新鮮混凝土面。清除過程中同步清除預留鋼筋表面雜物,方便後側牆鋼筋安裝施工。在清理完成後,用鋼絲刷等工具清除地連牆表面鬆動的骨料、砂礫、浮渣和粉塵,並用清潔的高壓水沖洗乾淨。
(二)地連牆疊合面鑿毛清理施工
1.地連牆疊合面採用人工進行鑿毛施工。首先疊合面在經修整露出骨料新面,清除地連牆表面土塊、鬆散混凝土、泥漿塊等雜物。
2.對地連牆表面進行人工鑿毛處理,在地連牆表面鑿出紋深為30~35毫米的水平紋路,形成凹凸面平均深30毫米的毛糙面。鑿毛的同時需找出預埋在地連牆內的抗剪鋼筋,扳直伸入內襯牆範圍內,並形成封閉。示意圖見圖6。
大跨無柱蓋挖逆作疊合牆施工工法
圖6 地連牆疊合面鑿毛示意圖
3.在完成鑿毛後,用鋼絲刷等工具清除地連牆表面鬆動的骨料、砂礫、浮渣和粉塵,並用清潔的高壓水沖洗乾淨。在澆築內襯牆新混凝土前,應淋水養護毛糙面不少於12小時,並在側牆鋼筋安裝塗刷水灰比為0.5的水泥漿。
(三)側牆牆底施工縫清理施工
按照普通施工縫要求進行清理,同時清理乾淨。
五、疊合牆防水施工作業
(一)車站側牆疊合面防水施工
車站側牆疊合面採用塗刷水泥基滲透結晶型防水材料,塗刷用量為1.5千克/平方米。採用雙層塗刷,兩層塗刷時間間隔不能少於24h,且不能超出48小時。水泥基滲透結晶型防水塗料基層處理要求:
1.基層處理要求
a.基層表面應堅實、乾淨,無浮灰、浮漿、油污、反鹼、起皮、疏鬆部位。施工縫表面應按照規範要求進行鑿毛並清理乾淨。混凝土表面的脫模劑應清理乾淨。
b.基層過於光滑時,應打磨毛糙。
c.基層表面應無積水。
2.施工工藝
a.按照選用的材料配合比要求進行混料和拌料。
b.塗刷時,如基層乾燥,則應進行充分潤濕;如環境溫度過高,塗層乾燥過快時,應適當噴霧以降低成膜速度。
c.水泥基滲透結晶防水材料可根據不同部位(水平或垂直)可採用乾撒法、塗刷法或噴塗法施工。
d.採用塗刷法或噴塗法施工時,應分兩道均勻塗刷,兩道之間塗刷方向宜垂直。車站疊合牆結構防水結構圖見圖7。
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圖7 車站疊合牆結構防水結構圖
(二)車站側牆施工縫防水施工
牆頂施工縫鑿毛清理乾淨後,按照側牆疊合面施工要求塗刷水泥基滲透結晶型防水塗料。防水塗料塗刷完成後24小時後,開始安裝緩膨型遇水膨脹止水條。止水條安裝過程中基面必須乾燥,同時緊貼混凝土基面,確保止水條防水密閉性。牆頂施工縫設有2道止水條,每道止水條均安裝在施工縫截面1/3處。施工縫截面正中間設有1道可重複注漿管,以便施工縫處出現滲漏注漿封堵。車站頂板與側牆拐角防水細部結構圖見圖8。
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圖8 車站頂板與側牆拐角防水細部結構圖
六、疊合牆鋼筋安裝施工作業
車站疊合牆結構側牆鋼筋安裝施工中,由於上下板面結構均已施工完成。鋼筋安裝施工過程中,豎向主筋下部採用接駁器直接相連,牆頂部位鋼筋採用焊接方式進行連線,焊接長度滿足單面焊10d要求。
鋼筋綁紮過程中將地連牆中預留鋼筋調直埋入側牆中,錨入長度不少於20厘米。車站側強鋼筋綁紮情況如圖9所示。
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圖9 車站側強鋼筋綁紮情況
七、疊合牆模板支架安裝施工作業
(一)內襯牆模板支架搭設
朝陽村站蓋挖有柱標準段負二層側牆高6510~6550毫米,負一層高6070毫米;蓋挖無柱標準段的負二層淨高6210毫米,負二層高6700毫米。
蓋挖段水平施工縫設定4道,分別在第一道在中板腋角下300毫米,第二道在中板以上300毫米,第三道在蓋挖有柱段頂板腋角下1200毫米處或蓋挖無柱段頂板腋角邊線下1200毫米處,第四道在底板倒角以上300毫米。因此單次澆築高度6米滿足側牆澆築高度要求。
側牆背撐採用定型產品(三角形型鋼組合支模架),面板採用6毫米厚鋼板,鋼模配置高度為2000毫米、1500毫米,豎肋為8#槽鋼,橫肋採用雙10#槽鋼,標準段負2層側牆自底板腋角以上的澆築混凝土高度為6米,負1層側牆自中板以上澆築混凝土高度為6米。施工時將1500×2000毫米鋼模板上下拼裝至澆築高度,鋼模板外側均勻布置三角桁架支撐體系(間距750毫米),桁架底部通過斜向錨筋與地面連線固定。
模板體系由支撐系統、模板系統、固定系統組成,結構示意圖如圖10所示。其中,移動系統由底座橫桿和行走輪組成。橫桿採用工字鋼雙拼焊接製成。橫桿工字鋼間安裝行走輪。支撐系統由支架組成,支架為梯形狀,由橫桿、立桿、斜桿、斜撐桿組成,均採用工字鋼製作。支架底部落在台車橫向滾輪上,通過定位卡連線固定。蓋挖段側牆模板系統採用組合鋼模板拼裝而成。模板間採用螺栓連線拼裝。固定系統主要包括錨固梁、緊固扣。支架上設定錨固梁將各榀支架連線,錨固梁由鋼管組成。支架底部兩端焊接安裝帶螺栓孔的緊固扣。
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圖10 移動式側牆模板台車示意圖
蓋挖段採用人工將移動式側牆模板台車推行至施工的側牆位置,調整使模板就位後進行台車固定。台車固定時,每榀支架底部均設定底托並使其牢固支撐在中板、底板上,錨固梁與埋件系統連線,埋件系統包括:地腳螺栓、內連桿、連線螺母、外連桿、外螺母、墊片和雙槽鋼壓梁,如圖11。台車固定後再次調整校核模板並進行測量。
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圖11 側牆模板預埋件系統詳圖
(二)不同結構斷面支架體系最佳化組成
由於車站側牆並非垂直,蓋挖無柱段存在彎折腋角,需要對側牆模板台車支撐體系進行深一步的加工調整,以便適應車站側牆結構施工。
1.蓋挖無柱段負一層模板支架體系
蓋挖無柱段負一層側牆模板組層方式為3塊2米長鋼模拼接組成。蓋挖無柱段負一層側牆直牆部分為4米,腋角部分高1.9米,腋角斜面總長2.2米,側牆施工期間需要施工斜面長度為1.86米,為方便混凝土澆築施工模板頂部需設定混凝土灌注孔,每隔3米一個,具體模板組成形式支架形式如下圖。支架體系安全已經在第7段負一層側牆施工中進行試驗,施工過程中支架體系穩定,未出現模板移動或脹模現象。蓋挖無柱段負一層側牆模板詳圖見圖12。
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圖12 蓋挖無柱段負一層側牆模板詳圖
2.蓋挖有柱段負一層模板支架體系
蓋挖無柱段負一層側牆模板組層方式為2塊長2米鋼模結合一塊1.5米模板拼接組成。蓋挖有柱段負一層側牆直牆部分為5.77米,腋角部分高0.3米,具體模板組成形式支架形式如圖13。
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圖13 蓋挖有柱段負一層側牆模板詳圖
3.蓋挖段負二層模板支架體系
蓋挖有無柱和主段段負二層側牆模板組層方式均為2塊2米長鋼模結合局部木模拼組層。負二層淨空高度為6.21米和6.51米,蓋挖無柱段負二層側牆直牆部分為5.41米h和5.91米,負二層側牆施工期間中板及底板均施工完成,根據朝陽村站現場結構施工情況,中板施工期間側牆直牆部分已經施工完成1.1米,底板施工期間施工至腋角上部0.3米,因此側牆施工高度分別為4.01米和4.41米具體模板組成形式支架形式蓋挖有柱段。
(三)蓋挖逆作施工側牆模板最佳化
蓋挖逆作法側牆施工,側牆模板沒有作業空間如同明挖結構進行澆築施工,需要進行在側牆模板上部進行開設澆築孔。
1.側牆垂直部分模板開設澆築孔
側牆垂直部分採用開設2排0.3x0.4厘米澆築孔,孔孔水平間距為0.7米,兩排孔距離地面分別為1.4米,3.4米,並且兩排空進行錯開布置,確保側牆混凝土不出現漏振現象。蓋挖側牆模板垂直段現場布置圖見圖14。
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圖14 蓋挖側牆模板垂直段現場布置圖
2.側牆腋角部分模板加工最佳化
首先對腋角部位鋼模與直牆鋼模進行接縫處進行最佳化,調整腋角模板接口方向,使之能與直牆鋼模連線緊密,不會出現縫隙。該處接縫採用螺栓進行緊固連線,確保模板外形與設計結構尺寸相同。
其次為方便側牆頂部澆築施工,確保牆頂施工縫處混凝土澆築密實。距離牆頂施工縫20厘米處,設定楔形坡口,方便混凝土灌注施工。蓋挖側牆模板腋角段詳圖見圖15所示。
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圖15 蓋挖側牆模板腋角段詳圖
八、蓋挖段側牆混凝土澆築施工方案
(一)側牆混凝土澆築施工地泵設定
側牆混凝土採用地泵澆築,地泵置於就近出土孔的附近,泵管接至該層側牆板面,下部牆體通過模板上部預留孔進行澆築施工,牆體最上部50厘米採用微膨脹混凝土進行澆築,確保混凝土牆體密實。蓋挖段側牆混凝土澆築泵管安裝示意設定見圖16所示。
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圖16 蓋挖段側牆混凝土澆築泵管安裝示意設定
(二)側牆混凝土澆築施工
由於內襯牆澆築時,頂板已施作完畢,混凝土由地面輸送到澆築口時,存在較大的高程差,混凝土入槽過程會產生很大的衝擊力。此外,現場採用大型鋼模板,一次成型拼裝完畢,若由模板頂部開口注入側牆底部混凝土時同樣存在較大的澆築高度,最終造成混凝土澆築過程產生離析、滲水等嚴重問題。採用改進側牆模板聯合改進布料機共同澆築,如圖17所示(改進模板與改進布料機聯合套用圖片)。布料機將地面輸送的混凝土由下孔注入,上部可移動管道輸出,從而大大降低了高程差,減小了混凝土入槽時的衝擊力。
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圖17 改進模板與改進布料機聯合套用
(三)側牆混凝土澆築施工措施
1.最佳化混凝土配合比
朝陽村站蓋挖段側牆澆築施工過程中,混凝土均通過澆築孔進行灌築,振搗施工過程中難以避免出現漏振現象。為確保車站牆體混凝土密實,避免混凝土出現蜂窩、麻面、氣孔、冷縫等質量問題。側牆混凝土採用自密實混凝土,避免由於混凝土由於振搗不密實所帶來質量問題。
最佳化混凝土配合比,相比明挖段施工側牆混凝土,蓋挖段側牆混凝土採用地泵進行澆築,澆築施工中需要進行頻繁拆接混凝土澆築管道,澆築施工效率較低,每車混凝土澆築時間較長,為能順利澆築,混凝土需良好的流動性及和易性。
混凝土澆築施工過程中能夠較快的施工完成。同時按照設計藍圖要求,牆頂上部50厘米牆體採用微膨脹混凝土澆築,避免牆頂施工縫出現縫隙。
2.牆體疊合面基面清理工作
朝陽村站側牆為為疊合牆形式,圍護結構地連牆參與結構受力,疊合面貼合緊密直接影響車站結構質量。為提高疊合牆整體性,地連牆表面鑿毛施工中,同時鑿除出部分地連牆中預埋抗剪鋼筋,增強地連牆與結構牆的連線性。
3.混凝土振搗施工作業
朝陽村站側牆混凝土施工過程中,採用地泵進行澆築,混凝土澆築施工過程中,採用30型振搗棒進行振搗施工作業。振搗棒從專門者設定的振搗孔伸入振搗。
混凝土澆築施工過程中,方便施工振搗施工,鋼筋綁紮施工過程中,將局部拉筋位置進行調整,預留出最少60厘米寬澆築通道。通道內鋼筋全部調整至通道兩側。同時混凝土澆築施工中局部難以振搗密實部位採用採用敲擊錘進行敲擊,協助振搗密實。為保證整體密實性,除敲擊振搗同時增加附著式振搗器協助振搗。附著式振搗器協助每塊鋼模(2x2米)內每層設定3個,總計三層,每塊模板進行9次振搗。

材料設備

《建築物水平整體位移施工工法》的材料設備要求如下:
1.主要機械配置見表1。
表1 主要機械配置表
序號
機械設備名稱
型號規格
單位
數量
備註
1
BLG-15
1
-
2
地泵及配套泵管
HB60.13.90S
1
-
3
振搗棒
ZN50
4
-
4
附著式振搗器
GPZ-150
30
-
5
-
3
-
6
氧氣乙炔
-
1
-
7
電焊機
-
3
-
1.主要材料配置見表2。
表2 主要材料配置表
序號
材料名稱
單位
數量
備註
1
三角移動式模板台車背撐
1
-
2
鋼模
1
-
3
施工縫止水條
M
若干
滿足需求
4
水泥基滲透結晶
kg
若干
滿足需求
5
電焊條
若干
滿足需求
6
鋼管腳手架
若干
滿足需求

質量控制

施工企業採用《建築物水平整體位移施工工法》施工時,應採取的質量控制要求如下:
一、地連牆施工工序控制要求
(一)地連牆鋼筋籠加工
1.嚴格控制鋼筋籠接駁器位置的絕對標高,提高板結構施工時接駁器的存活率。
地連牆鋼筋籠加工過程中,除安裝地連牆中本身的鋼筋骨架外,還需預埋大量主體錨入地連牆鋼筋。錨固鋼筋均按照主體結構拐角受力布置,錨入地連牆長度均超過1.5米,底板和頂板錨固鋼筋長度超過2.5米。車站結構施工期間,若無法使用預埋接駁器,車站疊合牆結構受力將嚴重削弱,無法滿足結構受力要求。若採取植筋等其他措施進行補救,一般地連牆厚度在0.8~1.2米之間,植筋錨固長度無法滿足要求,同時植筋過多會造成地連牆牆體受損,抗滲能力也將降低,不利後續主體防水。
2.接駁器內塞填黃油後安裝封堵蓋並用膠帶纏繞牢固,杜絕接駁器生鏽和在槽段內下方鋼筋籠時,與槽壁剮蹭掉落被泥漿污染。
3.設定鍍鋅鐵皮覆蓋接駁器,利於在鑿除地下連續牆背土面混凝土過程中,保護接駁器不被破壞。
(二)地連牆成槽施工
1.車站側牆為疊合牆形式,地連牆參與結構受力,故地連牆牆底沉渣要求控制在5厘米以內。
2.車站主體為疊合牆形式,地連牆成槽施工中,必須保證成槽垂直度和成型牆體平整度滿足要求,避免應地連牆侵限嚴重,造成鑿除施工成本。若地連牆整體侵限嚴重,無法為保證疊合牆整體結構厚度,影響車站結構整體受力。
二、蓋挖逆作法側牆施工工序控制要求
(一)疊合面鑿除施工
疊合面鑿除施工作業中,嚴格按照規範要求進行施工,鑿毛深度在30~35毫米之間,同時鑿毛施工過程中,調直地連牆中預留抗剪鋼筋,確保疊合面能夠滿足抗剪要,避免疊合面出現縫隙,保持疊合牆的整體性。
(二)疊合牆防水施工
防水施工一直是疊合牆車站結構施工難點,首先將地連牆上滲漏點封堵完成,保證不出現反覆的情況下,方可開始側牆面防水施工作業。
內襯牆牆頂施工縫防水施工設有2道止水條和1道預埋注漿管,止水條安裝作業必須嚴格按照要求執行,基面需保持乾燥,止水條安裝必須緊貼施工縫,切實起到封堵外部水源作用。
預埋注漿安裝過程中將預留出注漿接頭進行加密,注漿接頭間距調整至3米,防止部分注漿接頭損壞或堵塞無法進行注漿施工。
(三)移動模板台車安裝及最佳化
車站側牆施工過程中,為方便施工作業對模板進行一定最佳化,更加適合蓋挖逆作疊合牆施工作業。模板整體改裝成型過程中,加工尺寸必須嚴格按照要求進行,確保鋼模外形與車站結構外形尺寸一致。
為保證混凝土澆築振搗施工質量,澆築孔的設立必須嚴格按照要求進行,澆築孔水平間距70厘米,同時上下兩排澆築孔35厘米。
(四)移動模板台車安裝
1.模板台車模板安裝施工作業中,模板必須預留1~2厘米預拱度,隨著混凝土澆築側牆模板所受側壓越大,模板最終恢復垂直。
2.模板台車背部支撐安裝施工,需與模板面垂直,同時錨固梁與埋件系統連線緊密,確保移動模板台車整體手裡穩定。
3.台車模板拼裝施工前,首先需採用打磨機對鋼模表面進行打磨施工作業,確保鋼模表面乾淨,沒有雜物,打磨乾淨後對鋼模表面進行塗刷隔離劑,隔離劑需均勻塗刷,以免影響混凝土外觀質量。
4.模板拼裝施工中,需注意拼裝鋼模位置是否準確,兩排澆築孔需要進行錯開。拼裝過程中對拼縫進行檢查,查看拼縫是否合格。若拼縫過大需對鋼模進行再次校核後方可進行拼裝施工,避免由於拼縫過大影響混凝土外觀質量。
5.腋角模板安裝過程中,為保證模板傾斜角度與設計結構相符,模型結構進行計算,模板背部設立固定長度直1.38米鋼管進行支撐,保證腋角斜面與水平線夾角成65°。
(五)蓋挖逆作疊合牆混凝土澆築
1.混凝土澆築厚度要嚴格控制
車站側牆混凝土澆築施工中,混凝土嚴格按照要求進行分層澆築施工作業,每層澆築厚度為30厘米,避免由於澆築厚度過大,中間澆築間隔時間過長,使混凝土結構中出現冷縫。
2.混凝土澆築方式
車站側牆混凝土澆築施工中,每層混凝土必須從該層上部澆築孔進行澆築,避免由於混凝土落差過大,造成混凝土離析,影響混凝土澆築施工質量。
腋角混凝土澆築施工過程,需從腋角頂部預留澆築槽澆築進入,澆築速度相應相對放緩,防止由於混凝土側壓過大,使鋼模變形。
3.混凝土質量要求
側牆混凝土澆築施工,由於採用地泵進行澆築,混凝土流動要求較好,但考慮到內襯側牆混凝土澆築,避免鋼模由於側壓過大造成鋼模移動或變形,影響結構外觀,混凝土坍落度控制在200~220之間。同時混凝土到達施工現場後需要現場查看混凝土的和易性,確保澆築混凝土質量。
4.混凝土振搗
車站側牆混凝土振搗施工,每層澆築混凝土必須從該層澆築孔採用50型振搗棒插入丟進行振搗施工作業,而且層與層之間混凝通過振搗棒上下振搗,防止出現冷縫現象。每次振搗棒插入底部上拔,按照振搗施工要求進行快插慢拔。
疊合牆振搗施工作業空間相比明挖嚴重受限,使用振搗棒振搗施工,附著式振搗器協助振搗施工作業,每次振搗開啟時間不少於30s,確保振搗施工質量。

安全措施

施工企業採用《建築物水平整體位移施工工法》施工時,除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外,尚應遵守注意下列事項:
1.施工前編制安全專項方案,必須嚴格審核批准手續程式,施工時嚴格按方案執行。
2.進入施工現場的移動模板台車,應按照安裝審批方案圖紙的要求進行檢查,包括鋼模規格、移動模板台車背部支撐等均應符合設計要求。
3.側牆施工作業人員應持證上崗,嚴格遵循操作規程和行業規範。側牆施施工前由技術人員對鑿毛施工、鋼筋安裝、移動模板台車等作業人員進行詳細施工技術交底。
4.地連牆疊合面鑿毛施工、疊合面防水施工、鋼筋安裝施工、混凝土澆築施工作業均處臨時支架上部且屬於高空作業。臨時支架搭設過程中嚴格按照腳手架搭設規範進行施工作業,確保高空作業安全。
5.側牆混凝土澆築過程中,嚴禁對一個澆築孔滿灌,防止出現模板受力不均,局部受壓嚴重從影響支撐體系穩定。
6.混凝土澆築過程中,施工作業人員必須對周邊進行巡視,防止架體不穩定造成垮塌。

環保措施

施工企業採用《建築物水平整體位移施工工法》施工時,應採取的環保措施是:
1.堅持社會效益第一,經濟效益和社會效益相一致和“方便人民生活、有利於發展生產、保護生態環境”的原則,搞好工程施工中的文明施工。
2.施工區域的維護設施如有損壞,及時維修,確保始終處於良好狀態。
3.採取防止渣土散落和泥漿、廢水流溢措施,防止粉塵飛揚。
4.加強機械管理,改進施工工藝,執行《建築施工場界噪聲限值》(GB12523-90)標準,減少施工過程中的噪音。
5.在施工區域域落實做好消防應急現場控制。
6.加強職工的環保意識教育,樹立全員環保意識。

效益分析

中交一公局橋隧工程有限公司採用《建築物水平整體位移施工工法》施工的效益有:
一、預估產生的經濟效益分析
蓋挖逆作疊合牆相比一般傳統施工工法工程量,避免了交通疏解導改,加快施工進度,經過估算,每次側牆混凝土澆築長度20米計算,朝陽村站總體減少建設投資約124920元。
表3 蓋挖逆作疊合牆每次澆築20m施工費用估算表
名稱
施工工序
-
數量
單價(元)
費用(+為增加,-為減少)
人工
牆頂施工縫鑿除
每人工時5米計算
4人工時
320
4x320=1280元
布料機澆築施工
布料機減少3人澆築人員,每次澆築3人
-9人工時
250
-12x250=-2250元
模板台車使用
減少架子工12人工時
-12人工時
270
-12x270=-1080元
模板台車使用
減少架子工8人工時
-8人工時
250
-8x250=-2000元
材料
模板台車鋼模
相對木模周轉費用相對降低5.4元/平米方
160平方
5.4
-160x5.4=-864元
模板台車支架
相對普通鋼管腳手架周轉費用相對增加3元/平米方
160平方
3
160x3=480元
機械
布料機
每次使用費用150元
-
-
150元
附著式振搗器
每次使用費用120元
-
-
120元
-
合計
-
-
-
-4164元
朝陽村站蓋挖段總計全長147.8米,側牆混凝土每層按照澆築15次混凝土進行施工,車站共需澆築30次,由表3可知,降低的工程成本為-4164╳30=124920元。
二、預估產生的社會效益
1.相比較明挖車站方案,節約投資成本
相比於蓋挖逆作疊合牆車站,車站結構牆厚減少約一半厚度,極大的節約建設單位的投資成本。結構牆厚減小,縮小車站結構占地面,同樣降低工程建造費用。
2.減少了周邊環境和現有交通的影響,社會效益顯著
避免了設計方案面臨交通疏解問題,利用圍擋場地即可施工,大大減少了對周邊環境和交通的影響,社會效益顯著。另蓋挖逆作法車站結構施工,結構板兼做板撐,地面沉降小,對周邊高層建築結構影響大大降低,廣受周邊好評。
3.充分體現空間節省、技術先進、工期可控、成本降低及質量保證優點
在城市中心建築物密集區車站結構採用疊合牆與一般的側牆施工相比較,施工臨時用地面積減小,充分利用地下地空間,同時進行能夠平行流水作業,有效保證施工工期,同時降低施工成本。另蓋挖逆作法結構施工基本不受交通疏解影響,一定程度上減少結構施工縫的數量,使車站質量都得到了很好的控制。
4.具有較好的環保意義
由車站蓋挖逆作疊合牆施工,大大減少了施工揚塵發生,同時施工減小,使文明施工得到有效的保證,相比傳統工藝,做到安全的同時順應綠色環保的要求。
註:施工費用以2018—2019年施工材料價格計算

套用實例

中交一公局橋隧工程有限公司採用《建築物水平整體位移施工工法》的套用實例如下:
1.長沙市軌道交通六號線朝陽村站
長沙市軌道交通六號線中段中心城區段土建工程包含文昌閣站(含)~芙蓉區政府站,共7站6區間,工程總造價24.7億元,總工期33個月。
朝陽村站位於長沙市人民中路和車站中路兩條主幹道交叉口處,車流量大,離周邊高層建築近。本站為地下兩層車站,車站總長305.6米,與捷運3號線通道換乘,車站東端周邊環境複雜,採用蓋挖逆作法施工,長度為147.8米。
長沙市軌道交通六號中段中心城區段朝陽村站所處的交通環境複雜,車站北側緊鄰人民路立交隧道,車站圍護結構距離最近不足3米,車站南側融聖國際高程小區,距離最近不足2.5米。車站結構採用蓋挖逆作疊合牆設計有效解決施工場地與交通疏解矛盾,減少車站施工會高程建築及人民路隧道影響的風險。朝陽村站蓋挖逆作疊合牆施工施工時間從2017年9月11日開始,朝陽村站中板以上主體結構已全部完成施工,底板結構完成2段,施工進度及質量情況良好。
2.上海市軌道交通15號線土建三標元江路站
上海市軌道交通15號線土建三標元江路站圍護結構皆採用疊合牆形式,標準段圍護結構地連牆厚800毫米,端頭井範圍地連牆厚1000毫米;車站標準段內襯側牆厚400毫米,南北端頭井牆厚600毫米。地牆連續牆與內襯牆間的連線需要鑿毛處理。
3.工程結果評價
採用蓋挖逆作側牆施工工法,有效控制了地面沉降變形,降低了周邊建築物因車站結構施工所帶來的安全風險,提高了施工效率保證了工期,減少了建設投資,縮小地面施工用地範圍降低征拆難度,有效的解決了施工用地與周邊交通疏解矛盾。

榮譽表彰

2020年9月2日,湖南省住房和城鄉建設廳以湘建科〔2020〕136號檔案發布《關於公布2019年度省級工程建設工法的通知》,《建築物水平整體位移施工工法》被評定為湖南省2019年度工程建設省級工法。

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