地鐵車站蓋挖逆作矮支架施工工藝工法

1、地鐵車站蓋挖逆作矮支架施工工藝工法（QB/ZTYJGYGF-DT-0306-2014）廣州分公司 王小孟1 前言1.1 工藝工法概況隨著我國高鐵、地鐵、高層建筑等工程的快速發(fā)展，基坑工程所面臨的問題日益突出，基坑蓋挖逆作施工技術不僅可以有效解決交通的影響、控制基坑的變形，還能有效解決對鄰近建筑物、運營線路等周邊環(huán)境的影響，因此具有良好的應用價值得到了廣泛的推廣，但傳統(tǒng)蓋挖逆作法也存在節(jié)點處理復雜，蓋挖開挖土方進度較慢，傳統(tǒng)“地膜”方案造成結構板、梁外觀質量不佳，“地膜”拆除易破壞結構、安全風險大，成本較高等缺點。本工法采用非傳統(tǒng)的蓋挖逆作，圍護結構型式采用樁+止水及帷幕，鋼格柱作為豎向支撐，結

2、構板采用矮支架，結構側墻采用單側懸臂液壓大模板臺車，對蓋挖逆作對結構板的施工分段、施工工序、出土預留孔、梁柱墻節(jié)點細部處理等施工技術優(yōu)化，提高了蓋挖工效和結構質量。1.2 工藝原理蓋挖逆作圍護體系（樁、墻）和結構板的承重體系（鋼格柱）施工完成后，土方開挖至頂（中）板下一定高度，簡單進行地基處理后，搭設碗扣式滿堂支架，鋪設方木模板，形成矮支架體系，自上而下依次施工結構板至底板完成，最后順作側墻、立柱，最終完成車站結構。2 工藝工法特點2.1 在蓋挖逆作板下預先開挖一定高度的土方，形成矮支架搭設空間，間接將部分蓋挖土方變?yōu)槊魍谕练?，提供用長臂挖掘機、液壓垂直伸縮臂挖掘機等先進挖土設備快速開挖板下土

3、方空間，提高了蓋挖土方開挖工效。2.2 通過矮支架施工，避免了傳統(tǒng)“地膜”施工的人工平整、挖溝槽、砌磚膜、換填、涂刷隔離劑等繁雜工序，克服了傳統(tǒng)“地膜”施工梁板平整度、線型差、缺棱掉角的缺點，提高了蓋挖逆作結構混凝土的外觀質量。2.3 在蓋挖逆作板下空間，采用碗扣式支架搭設矮支架，操作簡便、工效高。2.4 傳統(tǒng)“地膜”鑿除混凝土墊層難度大、安全風險高，且無法避免對蓋挖逆作結構板的擾動和破壞，采用矮支架法保證了施工安全和混凝土成品保護。3 適用范圍軟弱地質條件下蓋挖逆作板施工。4 主要引用標準建筑樁基技術規(guī)范（JGJ94-2008）建筑工程施工質量驗收統(tǒng)一標準（GB50300-2013）建筑基坑

4、支護技術規(guī)程（JGJ120-2012）地下鐵道工程施工及驗收規(guī)范(GB50299-1999)(2003版)地下鐵道、輕軌交通工程測量規(guī)范(GB50308-1999)地下工程防水技術規(guī)范(GB50108-2008)地下防水工程質量驗收規(guī)范(GB50208-2011)深圳地區(qū)地基處理技術規(guī)范（SJG04-96）深圳地區(qū)建筑深基坑支護技術規(guī)范（SJG05-2012）建筑基坑工程監(jiān)測技術規(guī)程（GB50497-2009）5 施工方法在車站蓋挖逆作法工況下時，在基坑圍護結構受力檢算允許條件下，開挖土方至板下2m，澆筑厚1015cm混凝土墊層，然后搭設2m高矮支架，鋪設方木、模板，施作結構板。通過將傳統(tǒng)“地

5、?！备淖?yōu)榘Ъ埽涌炝松w挖土方開挖、逆作結構施工進度，提高了結構混凝土的外觀質量。6 工藝流程及操作要點6.1 工藝流程蓋挖逆作矮支架施工工藝流程見圖1。圖1 蓋挖逆作矮支架施工工藝流程蓋挖逆作矮支架施工結構步序見表1，蓋挖逆作矮支架土方開挖（支護）施工步序見表2 。表1 蓋挖逆作矮支架施工結構步序表序號圖示說明1第一步：1.施工準備，平整施工場地；2.施作地基加固，圍護結構鉆孔灌注樁及樁間止水帷幕；3.放坡開挖至冠梁頂標高處，進行鉆孔樁內(nèi)預埋測斜管監(jiān)測。2第二步：施工底板下工程樁、格構柱，開挖土體至冠梁下，施工冠梁。3第三步：1.開挖土體至第一道支撐下500mm，架設第一道鋼支撐后；2.開

6、挖土體至頂板下2m處（用噴混凝土噴平圍護樁之間的凹腔），矮支架工法施工頂板及頂梁、頂板防水層，并預留施工站廳層側墻及柱的接頭構造；3.待頂板混凝土達到設計強度后拆除第一道支撐。4第四步：開挖土體至第二道鋼支撐位置下方500mm處，施工鋼圍檁及鋼支撐，待鋼圍檁與圍護樁之間的快硬細石混凝土達到強度后，對鋼支撐施預加力，并監(jiān)測圍護樁的水平位移值。5第五步：1.開挖土體至中板下2m處，矮支架施工中板、梁，并預留施工站臺層側墻及柱的接頭構造；2.待下中板達到設計強度后拆除第二道鋼支撐。6第六步：繼續(xù)向下開挖土體，開挖至第三道鋼支撐下500mm處，施工鋼圍檁及鋼支撐，待鋼圍檁與圍護樁之間的快硬細石混凝土達

7、到強度后，對鋼支撐施預加力，并監(jiān)測圍護樁的水平位移值。7第七步：開挖土體至坑底位置，施工墊層、接地網(wǎng)、防水層后，再施工底板梁、底板。8第八步：1.待底板達到設計強度后，拆除第三道鋼支撐，用噴混凝土噴平圍護樁之間的凹腔，敷設好站臺層側墻防水層后；2.施工站臺層側墻及柱。9第九步：1.用噴混凝土噴平圍護樁之間的凹腔，敷設好站廳層側墻防水層后；2.施工站廳層側墻及柱。10第十步：待站廳層側墻達到設計強度后，割除兩邊格構柱。（格構柱割除前，先鑿掉其周圍板的混凝土保護層，然后貼鑿出的混凝土面將其割除，再用高標號砂漿將鑿除的混凝土部分抹平）11第十一步：1.施工頂板防水；2.頂板回填；3.施工車站內(nèi)部結構

8、。表2 蓋挖逆作矮支架土方開挖（支護）施工步序表序號圖示說明1第一步：1.施工準備，修筑便道；2.由南向北開挖第一段第一層板坑土方，及時架設第一道鋼支撐，邊挖邊架，墊層及結構施工跟進；3、逐步開挖第2、第24段第一層基坑土方，條件具備后，由北向南，形成由南、北兩端向中間對向開挖。2第二步：1.矮支架墊層下軟基換填處理，澆筑10cm墊層，梁高較大位置加厚墊層。2.樁面網(wǎng)噴處理，鋪設外包防水層；3.搭設矮支架，鋪設方木、模板；4.按分段施工頂板結構板及下一層結構柱、側墻預留構造。3第三步：開挖第二道鋼支撐以上土方，挖土行進沿基坑縱向整體向前推進，每個工作面配置兩臺PC120挖掘機水平倒運至出土預留

9、孔，一臺PC60炮機負責基坑攪拌樁抽條破除，再由液壓伸縮臂挖掘機垂直開挖，地面挖掘機配合裝車外運。4第四步：1.向后退挖第二道鋼支撐以下土方，開挖至結構中板下2m；2.邊退邊架支撐，保證支撐架設及時有效。5第五步：1.矮支架墊層下軟基換填處理，澆筑10cm墊層；2.樁面網(wǎng)噴處理，鋪設外包防水層；3.搭設矮支架，鋪設方木、模板；4.按分段施工結構中板及下一層結構柱、側墻預留構造。6第六步：1.開挖第二道鋼支撐以上土方，挖土行進路線先整體向前推進，開挖至第三道鋼支撐底500mm處；2.樁面網(wǎng)噴處理，鋪設外包防水層。7第七步：1.退挖至基底面，邊退邊架設第三道支撐；2.樁面網(wǎng)噴處理，鋪設外包防水層。

10、8第八步：1.底板基底處理，澆筑底板墊層；2.樁面網(wǎng)噴處理；3.鋪設外包防水層，并澆筑底板防水保護層；4.按分段澆筑底板結構。6.2 操作要點6.2.1 墊層施工墊層為厚10cm的C20混凝土，在地質情況較差地方要提前進行換填處理，標高按設計要求控制在5cm以內(nèi)，墊層混凝土施工過程中，縱橫向每隔5m設置一標高控制線，嚴格控制墊層表面標高。1 墊層澆筑前及結構施工期間，將地下水控制到墊層底以下1.0m左右。2 車站開挖至逆作墊層下標高0.3m時，用人工配合挖掘機進行基底清理，避免擾動原狀土。施工段兩側設截水溝和集水坑，防止基層浸泡變軟導致結構施工期間墊層下沉變形。3 墊層作為支架基礎直接影響結構

11、板平整度，在墊層施工時注意以下幾點1）機械開挖盡量一次成型，避免二次開挖擾動原狀地基，增加回填數(shù)量和施工難度。2）為防止結構板混凝土施工時兩端土體隆起，墊層向底板施工分段外延伸2.0m以上。4 根據(jù)預先埋設的標高控制樁控制墊層施工厚度滿足設計要求，并及時收面、養(yǎng)生，確保墊層面無蜂窩、麻面、裂縫，墊層施工允許偏差執(zhí)行。6.2.2 矮支架搭設1 搭設順序安放墊板安立桿安掃地桿安橫桿安上層立桿安上層橫桿逐層支設到樓板底，安立桿頂U形托調(diào)整頂托高度安鋼管主楞。2 支架搭設在墊層上按立桿位置安放立桿，搭設到板底，安裝并調(diào)整立桿上面的U托，使U托頂板處于同一水平面內(nèi)，再支設鋼管主楞。接頭是立桿同橫桿、斜桿

12、的連接裝置，應確保接頭鎖緊。搭設時，先將上碗扣擱置在限位銷上，將橫桿等接頭插入下碗扣，使接頭弧面與立桿密貼，待全部接頭插入后，將上碗扣套下，并用榔頭順時針沿切線敲擊上碗扣凸頭，直至上碗扣被限位銷卡緊不再轉動為止。如發(fā)現(xiàn)上碗扣扣不緊，或限位銷不能進入上碗扣螺旋面，應檢查立桿與橫桿是否垂直，相鄰的兩個碗扣是否在同一水平面上(即橫桿水平度是否符合要求)；下碗扣與立桿的同軸度是否符合要求；下碗扣的水平面同立桿軸線的垂直度是否符合要求；橫桿接頭與橫桿是否變形；橫桿接頭的弧面中心線同橫桿軸線是否垂直；下碗扣內(nèi)有無砂漿等雜物充填等；如是裝配原因，則應調(diào)整后鎖緊；如是桿件本身原因，則應拆除，并送去整修。腳手架

13、搭設以3人為一小組，其中1人遞料，另外兩人共同配合搭設，每人負責一端。搭設完一層架子，鋪一層腳手板，逐層向上搭設。3 模板安裝支架搭設完成后安裝頂托，再鋪設主楞（方木100*100mm250mm）、模板，保證模板鋪設完成后的標高及平整度，加固頂托及支架。6.2.3 碗扣式鋼管支架拆除1 當8米跨度內(nèi)樓板、梁混凝土強度達到75%以上(8米跨度以上，梁混凝土強度需達到100%)，可以拆模。拆除前應對腳手架作一次全面檢查，清除所有多余物件，并設立警戒區(qū)，禁止無關人員進入。2 拆除順序自上而下逐層拆除，嚴禁上、下兩層同時拆除，拆除的構件人工遞下，嚴禁拋擲。3 拆除的鋼管、扣件應及時分類堆放，以便運輸、

14、保管。4 每班拆架下班時，不應留下扣件松動，架體堆放鋼管、扣件等隱患。5 拆架時嚴禁碰撞腳手架附近電源線，以防觸電事故。6 在拆除過程中，凡松開連接的桿、配件應及時拆除運走，避免誤扶、誤靠已松脫的桿件。7 勞動力組織勞動力組織見表3。表3 勞動力組織表序號工種人數(shù)備注1技術3負責現(xiàn)場施工組織、技術、測量2架子工30負責碗扣式支架搭設、拆除3混凝土工5澆筑墊層4普工20人工清底5汽車吊司機2負責材料倒運8 主要機具設備主要機具設備配置見表4。表4 主要機具設備配備表序號名稱型號數(shù)量備注1汽車吊25T2臺進行模板、支架吊裝作業(yè)2碗扣架4套模數(shù)LG-600、LG-1200、HG-300、HG-600

15、、HG-9003竹膠板4套4挖土挖掘機挖掘機PC1202臺5附著式振搗器5KW2臺9 質量控制9.1 易出現(xiàn)的質量問題蓋挖逆作混凝土澆筑時支架模板沉降變形、側墻施工縫易產(chǎn)生漏水。9.2 保證措施9.2.1填海淤泥軟弱地層承載力不夠，易引起矮支架及模板不均勻下沉變形，影響結構板、梁平整度。主要保證措施：1 對墊層下原狀軟基進行換填處理，并按要求壓實，保證承載力達到混凝土結構板施工及等強期間的下沉變形要求，必要時進行地基承載力試驗?？v梁下、側墻位置混凝土墊層厚度適當增加。2 加強現(xiàn)場施工組織協(xié)調(diào)，減少墊層暴露時間。雨季施工期間，加強墊層表面降排水工作，避免墊層浸水下沉變形。3 模板選擇剛度大，方木

16、選擇100*100mm，方木、碗扣架嚴格按照設計尺寸布設，必要時在支架立桿下設方木。9.2.2 側墻位置施工縫防水薄弱，混凝土密實度不夠，基面處理不到位，后期易產(chǎn)生滲漏。1 加強圍護結構基面處理，確保基面平整、無滲漏，保證外包自粘性防水卷材鋪設質量。2 加強防水卷材施工質量控制，對已施工完成的卷材進行隔板防護處理，特別是在結構鋼筋焊接時，防止焊渣落入防水卷材上，造成防水卷材損傷。3 加強現(xiàn)場施工管理，對搭接不規(guī)范、破損的防水卷材進行修補、更換處理。4 在施工縫位置，預留足夠搭接長度的防水卷材，并使用彩條布加以保護。5 加強側墻混凝土施工縫止水板的定位預埋和保護，施工縫混凝土面人工鑿毛，沖洗干凈

17、。6 施工縫位置沿止水板兩側埋設注漿管，固定牢固。7 在蓋挖逆作板預埋側墻混凝土澆筑鋼管，沿止水板位置左右交錯布置，間隔不大于1m。10 安全措施10.1 主要安全風險分析混凝土澆筑過程中或土方開挖工作面過近，導致支架變形或坍塌。10.2 保證措施10.2.1加強安全技術交底，架子安裝、拆除必須由專業(yè)隊伍施工，架子工必須持證上崗。10.2.2所有支架構件都必須經(jīng)過檢驗，確保合格。10.2.3嚴格控制之間現(xiàn)場搭設尺寸，支架搭設完畢，嚴格執(zhí)行三檢制，未通過驗收支架嚴禁使用。10.2.4澆筑混凝土期間安排專人檢查支架，發(fā)現(xiàn)問題和隱患，及時加固，確保施工安全。10.2.5拉長土方開挖與矮支架距離，至少

18、保證土方開挖距離支架在3段結構板長度（36m）以上，防止淤泥流動引起支架沉降變形。11 環(huán)保措施11.1 加強對工人的宣傳教育，傳遞物料、工具嚴禁拋擲，以防墜落傷人。11.2 架子拆除后，鋼管、扣件、木楞、模板按位置集中堆放，碼放整齊。11.3 每天下班前，清掃現(xiàn)場，做到工完場清。12 應用實例12.1 工程簡介深圳地鐵11號線為機場快線，接駁深圳寶安機場T3新航站樓。采用BT模式，前海灣站位于與香港隔海相望的深圳前海深港合作區(qū)，原始地貌為濱海灘涂，現(xiàn)狀為填海區(qū)，該區(qū)域存在為普遍分布不規(guī)則的填石和較厚的流塑狀、軟塑狀淤泥等軟弱不良地層。前海灣站與已建1、5號線及后建的前海綜合交通樞紐工程惠莞深

19、城際線、深港西部快線將形成“三條地鐵+兩條輕軌”的平行大換乘。車站為地下三層兩柱三跨島式車站，長830m，標準寬25.7m，深18.1m，建筑面積7.8萬平米，工程造價11.79億元，規(guī)模相當于三四個標準地鐵車站，是國內(nèi)最長的在建地鐵車站。由于車站所處填海區(qū)地層復雜，東側且距已運營5號線地鐵車站平行最小凈距僅有9.1m，故主要采用蓋挖逆作法，僅南端110m采用明挖順作法。車站東側圍護樁設計為12001300+900三管旋噴樁止水及帷幕，西側圍護樁設計為15001600+900三管旋噴樁止水及帷幕，底板下方沿車站縱向設置四排抗拔樁。車站南端110m采用明挖順筑法進行施工，共設置4道支撐體系，其中

20、第一道為鋼筋混凝土支撐，第二四道為600鋼支撐，在施工結構底板時需進行一次換撐，支撐間距平均為3m。北端720m采用蓋挖逆筑法進行施工，在車站負一層板上方1m及負二層底板上方2m均設置一道鋼支撐（帶自動軸力補償系統(tǒng)）。蓋挖段沿車站縱向每隔8m設置四根臨時鋼立柱。中間兩根外包混凝土作為永久立柱，兩側兩根在側墻完成后割除。車站主體結構底板設計厚度1.3m，中間沿縱向設置兩道底縱梁，底縱梁尺寸為1.2m*1.5m，結構柱設計尺寸為0.7m*1.2m，高度與層高相同，車站側墻設計厚度1m，車站中板設計厚度0.5m，并在與立柱連接位置設置縱梁，局部加設橫梁。車站頂板設計厚度1m，并在與立柱鏈接位置設置縱梁，局部加設橫梁。前海灣站車站采用非傳統(tǒng)的大體量蓋挖逆作，具有新穎的特點：1 圍護結構采用樁+止水及帷幕型式。2 主體結構為全外包防水，非疊合墻結構體系，結構中板與圍護結構節(jié)點上無剛性連接。3 結構中板采用設置在車站橫向4根鋼格柱作為豎向臨時支撐（縱向為4排），且鋼格柱下均設有基樁（即抗拔樁：兼有抗拔和豎向承載力要求）；中間兩排鋼格柱為永臨結合，外