城市立交高架桥及地下构筑物快速穿插施工方法研究

发表时间:2021/4/28   来源:《基层建设》2020年第34期   作者:施自成
[导读] 摘要:近年来城市地下空间、高架立交工程的开发应用越来越广泛,通过周密的施工组织,制定经济合理、切实可行的施工方案保证城市立交高架桥及地下构筑物快速穿插施工是施工过程控制的重点,可有效的缩短施工周期,减少对周围环境的影响,降低施工成本。
        中铁十局集团青岛工程有限公司  山东省青岛市  266600
        摘要:近年来城市地下空间、高架立交工程的开发应用越来越广泛,通过周密的施工组织,制定经济合理、切实可行的施工方案保证城市立交高架桥及地下构筑物快速穿插施工是施工过程控制的重点,可有效的缩短施工周期,减少对周围环境的影响,降低施工成本。
        关键词:高架桥;地下车库;快速穿插施工
        随着城市化进程的不断发展,社会对交通基础设施的建设需求越来越大,其中站前广场高架桥及地下车库作为高铁站的重要组成部分,不仅方便了旅客的通行,也对地方经济的发展起到了积极的带动作用,社会关注度高。合理的利用空间范围,有效的减少土地使用,是城市空间运用发展的必然趋势,快速穿插施工的要求也越来越高。如皋南站站前广场落客平台高架桥与地下车库立体交叉施工,地下车库位于落客平台高架桥梁下方,项目涉及深基坑、群塔作业等高风险项目,安全压力大;东侧紧邻在建高铁站房,需综合考虑外部施工协调;施工周期不足7个月,中间包含梅雨季节,工期紧任务重。在保证施工质量、安全的前提下,通过科学合理组织,超前策划,制定合理的施工方案,保证落客平台高架桥与地下车库快速穿插施工是该项目的关键。
        地下车库及落客平台高架桥基坑深度6.9m(落客平台高架桥承台部分约8.4m),基坑四周采用φ0.85m@1.2m三轴水泥搅拌桩止水帷幕+φ0.8m@1.1m钻孔灌注桩支护,底部采用φ0.7m双轴水泥搅拌桩止水帷幕整体封底;地下车库采用框架结构、钻孔灌注桩基础,净空4.6m,与落客平台高架桥重叠施工面积5396㎡;落客平台高架桥全长391.2m,上部结构采用钢筋混凝土现浇连续箱梁(共五联),桥面宽度范围12.0m~25.0m,箱梁结构高度1.4米,下部结构平台段为柱式墩,P3墩为花瓶墩,桥台为座板式桥台,基础均为钻孔灌注桩+承台基础。本文通过合理划分施工区域、科学组织桩基作业,并对落客平台高架桥承台与地下车库筏板、地下车库筏(顶)板与高架桥墩身、地下车库主体与钢筋混凝土连续箱梁等多个方面施工衔接进行研究,最终制定合理的施工方案,保证了该项目保质保量地按期完成。
 
        图1:施工区域划分图
        1、合理划分施工区域,保证区域间平行流水作业
        本项目施工内容较多,为尽可能减少各工序间施工干扰,形成平行流水作业,结合现浇梁跨度及地下车库后浇带位置,将该部位划分为八个施工区域(见上图I区—VIII区)。每个区段间根据实际施工进展,配备合理的施工资源,平行流水作业。
        2.合理安排不同类型桩基施工作业顺序
        按照桩基类型、桩径不同划分桩基施工作业班组5个:三轴水泥搅拌桩施工班组、双轴水泥搅拌桩施工班组、基坑支护钻孔灌注桩(φ0.8m)班组、地下车库钻孔灌注桩(φ0.7m)班组、桥梁钻孔灌注桩(φ1.2m)班组。综合考虑施工范围、机械功效及各工序衔接地相互影响,优先安排三轴水泥搅拌桩机自第五联至第一联施工;基坑支护桩、地下车库与桥梁钻孔桩孔径不同,综合考虑各工序间施工影响,优先各区域内的桥梁钻孔灌注桩,施工完成后更换钻头施工地下车库钻孔灌注桩,最后进行基坑支护钻孔灌注桩施工(钻孔支护桩要在每个区域三轴水泥搅拌桩施工完成后实施);双轴水泥搅拌桩根据桥梁及地下车库钻孔灌注桩施工进度合理安排施工作业。
        该工序施工先后顺序尤其重要,钻孔灌注桩要先于双轴水泥搅拌桩封底施工,否则将加大钻孔桩钻孔难度,降低钻孔功效,影响工期;考虑基坑支护钻孔灌注桩可能会塌孔鼓肚,三轴水泥搅拌桩要先于支护桩施工,以免影响三轴水泥搅拌桩止水效果。
        3、地下车库主体与落客平台高架桥承台、墩身交叉施工
        (1)落客平台高架桥承台、墩身与地下车库筏板、顶板部分结构位置交叉,承台、墩台身采用C40混凝土,地下车库主体采用C35混凝土,按照一般施工步骤先行施工承台、墩身,然后施工地下车库主体结构,施工周期长,且交叉部位留取施工缝防水隐患极大。
        (2)通过对施工工序的研究,本项目地下车库筏板与筏板顶部以下高架桥承台、墩身同步施工,地下车库框架柱、顶板与地下车库顶板顶部以下墩身同步施工,不同标号混凝土间使用钢筋支架钢丝网隔断,避免混凝土标号不同影响施工质量;落客平台高架桥承台、墩身与地下车库筏板、顶板同步施工,有效减少了施工缝的留取,大大避免了该位置处的防水隐患。
 
        图2:地下室与墩台身立体交叉示意图
        (3)由于受铁路部门不允许降水影响,基坑内存有明水,不能进行砖胎膜施工,通过对施工工艺研究,落客平台高架桥承台外膜采用5mm厚铁皮沉箱模板代替砖胎膜,有效的解决了有水基坑砖胎膜无法施工的难题,提高了施工质量,加快了施工进度。
 
        图3:铁皮沉箱示意图
        (4)通过方案对比优化,墩身模板采用竹胶板,圆弧倒角处模板单独定制,方木做背肋,钢背带加固,本方案有效解决了部分墩身位置无法采用垂直运输机械吊装的问题,施工更加便捷,极大的缩短了施工时间,为本项目按期完成提供了保障;通过减少墩身钢模板投入,降低了施工成本,增加了企业效益。
        4、落客平台高架桥钢筋混凝土连续梁施工
        (1)地下车库顶板与落客平台高架桥连续现浇梁均采用盘扣式支撑架,此类架体具有搭拆方便快捷、结构承载能力较大、周转率高、杆件标准化系列化等特点,使得劳动力大大减少,和传统脚手架相比,同类型结构的安装工效至少能提高2到3倍以上,大大提高施工工效。
        (2)落客平台高架桥钢筋混凝土连续梁支架搭设在地下车库顶板上,施工前编制专项施工方案,地下车库支架检算着重考虑地下车库顶板上部支架现浇连续梁部分荷载,同时地下车库顶板进行裂缝检算,确保了施工安全、质量满足要求。本项目地下车库顶板支架与高架桥现浇连续梁支架横杆、纵杆间距一致,上下竖杆位置重叠,有效避免了地下车库顶板因外部荷载导致裂缝的可能性。
        二、四联现浇连续梁支架部分位于在回填土位置,部分位于地下车库顶板位置,施工过程中严格控制回填土质量,分层回填、分层夯实、分层检测,回填土上部采用20cm厚混凝土硬化,确保回填土部分地基承载力满足支架方案检算要求,避免支架基础沉降不均影响整体稳定性。
        (3)根据地下车库与落客平台平面位置交叉情况,施工前对各项工序进行合理谋划,一、五联现浇梁受地下车库影响较小,先行施工,二、三、四联连续梁与地下车库立体交叉紧密,需根据地下车库各块顶板施工进度,在先期完成顶板上进行现浇梁支架搭设、模板安装、钢筋板扎施工,保证各块间平行流水作业。一、五联现浇梁在二、三、四联现浇梁施工前完成,有效减少支架、方木、模板等周转料的投入,在满足整体工期要求的同时,节约成本。
        结论
        根据如皋南站站前广场设计文件及现场实际情况,通过科学的施工组织,编制合理的施工方案,对关键施工工序制定详细的卡控措施,确定了高架桥与地下车库快速穿插施工的方法,该项目不仅在安全、质量上得到了很好的保证,也在有效的施工周期内顺利竣工并交付使用。
        参考文献:
        [1]《建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规程》JGJ 231-2010.
        [2]《建筑结构荷载规范》GB50009-2012.
        [3]《公路桥涵施工技术规范》JTG/T F50-2011.
        作者简介:
        施自成(1988年3月),男,汉族,山东泰安人,工程师。
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