装配式铺盖法车站建造技术
1、技术产生背景
我国城市地铁车站工程施工中,大多采用明挖法(含盖挖法)、矿山法等施工工法,对装配式铺盖法的研究还比较少。明挖法对周边环境和现况交通影响较大,管线迁改等前期工作增加了工程造价,铺盖法可以在较短的时间内恢复交通,但施工需要大量的临时非标准支撑材料,造成浪费且给施工带来不便,装配式铺盖法因具有构件标准化、拆装快速、配件可重复利用、工程造价低等优势,具有较大的应用价值。
2、技术内容
铺盖法整个体系由基坑支护体系和铺盖体系组成,其中基坑支护体系由围护桩(墙)、腰梁、横撑、角撑等部分组成,主要用于抵抗基坑周围的土、水压力等荷载。铺盖体系由铺盖板、铺板梁、梁支撑和临时中间桩及稳定体系等构件组成,主要用于支撑路面荷载。
装配式铺盖体系以确保施工过程中的基坑和人员安全为原则,实现铺盖体系和中间桩稳定为目标,以钻孔灌注桩和钢支撑作为基坑的支护体系承担基坑周围土体荷载,以铺盖体系来承担路面荷载。中间桩间增加了纵向连接构件、剪刀撑、端头横撑、横向桩间支撑等构件,增强了中间桩的稳定性;铺盖体系各构件之间采用螺栓连接,各加劲构件采用焊接,铺盖体系成为一个有效整体;中间桩和钢支撑通过翼板焊接连接,铺板梁和冠梁锚栓连接,增强了整个体系的刚度和稳定性;中间桩采用两点定位的方法,通过上下定位器实现中间桩准确定位,如图1.1-1~1.1-6。
图1.1-1 装配式铺盖体系示意图
图1.1-2 铺盖法车站施工流程
图1.1-3 临时中间桩与钢支撑连接节点图
图1.1-4 中间桩与梁支撑连接节点图
图1.1-5 梁支撑与冠梁连接节点图
图1.1-6 梁支撑之间连接节点图
3、主要技术性能和技术特点
(1)装配式铺盖板与支撑梁的连接构件系统。采用穿过铺盖板螺孔的双头螺栓,双头螺栓的上、下部分别旋有上螺母和下螺母,下螺母和支撑梁之间设有螺栓连接扣件,采用这种扣件可以直接在铺盖板面上施工,而不必在板面下边紧固,实现了铺盖板的快速安装与拆卸。
(2)铺盖板防水材料及施工技术采用PE发泡塑料和聚氨酯防水涂料,有效阻止了铺盖板路面的雨雪水体渗漏,确保路面交通和基坑内土方施工安全,保证了工程安全、顺利实施,见图1.1-7。
图1.1-7 盖板防水
(3)装配式铺盖体系变形监测方法和金属铺盖板路面抗滑系数检测,采用深度卡尺测量铺盖板格状凹槽(简称格构)深度,根据格构深度的变化确定铺盖体系变形和抗滑阻力系数。
(4)实施与铺盖体系相匹配的管线原位处置技术,是与铺盖体系相结合使用的管线悬吊结构形式,以工字钢梁为悬吊横梁,工字钢梁与铺板梁焊接连接;以吊钩、花篮螺栓、钢筋吊杆和槽钢底托组成悬吊结构,管线变形竖向位移控制在3mm以内,见图1.1-8和1.1-9。
图1.1-8 管线原位悬吊
图1.1-9 管线悬吊流程图
3.1、适用范围及应用条件
适用于周围建筑物密集,交通繁忙,管线较多等浅埋地铁车站或者市政深基坑工程。尤其适合采用明挖法施工拆迁量大、交通导改及管线迁改费用较大的地铁车站和深基坑工程。
3.2、已应用情况
北京地铁9号线丰台北路站,南北向布置于现状道路下方,为地铁9号线与地铁14号线的换乘站。丰台北路站为双层岛式车站(与14号线的换成节点为三层结构),车站主体采用装配式铺盖法施工,主体基坑长度201m,宽度21m,主体结构和东侧附属结构施工时,在基坑一侧设置铺盖体系。根据监测显示,梁支撑、铺板梁和铺盖板变形值均在1mm内,远小于控制值5mm,中间桩桩顶位移最大值为8.77mm,小于控制值15mm,中间桩桩顶沉降最大值为3mm,小于控制值5mm,其他监测项目也均在控制值范围内。采用铺盖体系保证了土方开挖和结构施工及人员安全、没有出现安全事故,整个工程施工顺利,且造价减少,对交通影响降低,减少了施工用地,总体效益较好。
本文内容来源住建部《城市轨道交通工程创新技术指南》
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