第章“一体化”建造模式与施工技术《城市地下空间建设新技术》第章

城市地下空间建设新技术住房和城乡建设部执业资格注册中心2016年7月全国注册土木工程师（岩土）继续教育必修教材胡春林教授，博士，注册岩土工程师电话QQ：1031895815E-mail：hu1961@126.com武汉理工大学教授，指导了82位研究生科研：基金项目、大坝、高边坡、高铁、海洋工程工程结构检测公司：监测、鉴定、抢险、加固设计公司：房屋纠倾，抗滑双排桩，基坑支护武汉岩土工程学会秘书长、副理事长，学术交流设计施工方案论证咨询，深基础、桩、高边坡、洞6.1概述6.2技术介绍6.3工程应用6.4小结第6章轨道交通与商业综合开发“一体化”建造模式与施工技术6.1概述6.1.1依托工程概况（1）总体概况轨道交通七号线浦江耀华站与所在街坊综合开发项目，位于浦东新区耀华支路80号，基坑总长约600m，拟建的耀华路地铁站从基坑中横穿而过。地铁站从基坑中横穿端头井6.1概述6.1.1依托工程概况（2）建筑与结构概况

功能定位：集高档办公、五星级酒店、商场、会议、餐饮、娱乐等多功能为一体的现代化、智能化综合体建筑；突出特点：轨道交通七号线从地块中间穿过，并在地下室内设耀华站；结构概况：以地铁为界分南北两区，北区为办公及商业，一幢26层办公楼，地下5层。南区为东西两幢酒店，分别为23层和17层，均为地下3层。中间地下为地铁站的标准段，其中地下三层为站台层，地下二层为站厅层。总建筑17.3万m2，地下建筑面积约为6.5万m2。三幢高层结构体系为框架核心筒，裙房区域为框架结构体系；基础概况：桩筏基础，基础埋深20.4～19.5m。地下室外墙与地下连续墙两墙合一，并设内衬墙。

6.1概述6.1.1依托工程概况（2）建筑与结构概况

地下连续墙，厚度1000mm；有效长度36~37.3。开挖深度：19.5m～20.4m，（3）围护结构

水平支撑：对撑结合角撑、混凝土桁架，四道。拆撑，设钢管斜坡换撑。6.1概述（4）立柱和立柱桩

6.1概述临时钢立柱由等边角钢和缀板焊接而成的4L180×18角钢格构柱，其截面为460mm×460mm，型钢型号为Q345B，钢立柱插入作为立柱桩的钻孔灌注桩中不少于3m。支撑立柱桩尽量利用主体结构工程桩，尽量减少加打立柱桩。加打的支撑立柱采用Φ800钻孔灌注桩。

支撑立柱需避开铺轨范围设置，以确保基础底板施工结束后可以进行铺轨施工。

6.2技术介绍6.2.1一体化围护模式施工技术

约束条件：地块地下连续墙施工前，地铁端头井地下连续墙及其内部结构均已施工完毕，且需利用端头井部分地下连续墙作为围护体共同形成封闭的围护体系。（1）新建地墙与原端头井地墙连接技术6.2技术介绍6.2.1一体化围护护模式施工工技术连接接头形形式：直角接头（2处，车站北北侧），斜斜角接头（（2处，车站南南侧）。连接方案：：1）直角平直直连接：邻邻接幅地墙墙施工时，，对端头井已已完成地墙墙接头部位位严格清刷刷，防止接接头位置因因夹泥而产产生渗漏；；坑外接缝处设置置旋喷桩止水水（开挖阶段段止水）；基坑内部部设置钢筋筋混凝土内衬墙以增加连接接位置的强强度和止水水性能（两墙合一一，使用阶阶段止水））。（1）新建地墙与与原端头井井地墙连接接技术连接方案：：2）斜角连接接：后施工地墙墙尽量与端端头井地墙墙紧贴，设设置转角槽段；邻接幅地墙墙施工时，，对端头井已已完成地墙墙接头部位位严格清刷刷，防止接接头位置因因夹泥而产产生渗漏；；坑外接缝缝处设置旋喷桩止水水（开挖阶段段止水）；基坑内部部设置钢筋筋混凝土内衬墙以增加连接接位置的强强度和止水水性能（两墙合一，使用阶段段止水）。6.2技术介绍6.2.1一体化围护护模式施工工技术3）连接方案案调整：现场实际状状况：在实际施工工中，新老老地墙间的的空档约有1m左右，原有地墙墙塌方范围围比较大，，在空档处处引孔非常常困难（无法成桩桩）。实际采用方方案：钻孔灌注桩外移移约1m；考虑到开开挖较深，，止水要求求高，增加加高压旋喷喷排桩，扩扩大止水帷帷幕范围，，旋喷桩增加加到四排；在开挖过过程中对该该空档的地墙采用逆逆作法施工工给予补缺缺，开挖一层层土后，对对空档的地地墙补缺施施工，依次次从上而下下，随挖随随补，直至至坑底，所所补地墙的的水平筋必必须与已施施工的地墙墙水平筋相相连，把已已施工的地地墙水平筋筋驳出来，，采取焊接接连接。（1）新建地墙与与原端头井井地墙连接接技术6.2技术介绍6.2.1一体化围护护模式施工工技术3）连接方案案调整：（1）新建地墙与与原端头井井地墙连接接技术6.2技术介绍6.2.1一体化围护护模式施工工技术（2）地下结构换换撑技术6.2技术介绍1）底板斜抛抛撑：6.2.1一体化围护护模式施工工技术（2）地下结构换换撑技术6.2技术介绍1）底板斜抛抛撑：第四道支撑撑标高为-17.1m，第三道支支撑标高为为-13.6m。在施工地地下二层板板（-12.15m）时，需拆除第三三道支撑（-13.6m），第三道道支撑一拆拆除，基础础底板面至至第二道支支撑净空将将达10m，无法满足足围护拆撑撑计算工况况。6.2.1一体化围护护模式施工工技术（2）地下结构换换撑技术6.2技术介绍1）底板斜抛抛撑：换撑设计：：在第三道支支撑下方（（-15.60m）与基础底底板间设置置钢管斜坡撑撑。钢管撑采采用Φ609××16钢管，支撑撑间距在4m～6m间，尽量避避开结构柱柱和剪力墙墙等，当无无法避开时时，该钢管管撑改为型钢支撑，与墙墙体整浇。。6.2.1一体化围护护模式施工工技术（2）地下结构换换撑技术6.2技术介绍1）底板斜抛抛撑：换撑做法：：基础底板施工时设设置混凝凝土牛腿，并在牛牛腿斜面面上预埋埋700××700×20钢板，牛牛腿间距距同钢支撑；第四道支支撑拆除除后，在在地墙侧侧-15.60m标高处施施工混凝凝土围檩檩，在对对应牛腿腿位置处处预埋700××700×20钢板（为了确保保内衬墙墙的防水水效果，，内衬墙墙与围檩檩同时施施工，在在围檩上方方设置施施工缝，，内设止水水钢板，，待换撑撑工况完完成后，，突出内内衬墙的的部分围围檩进行行凿除）；拼装Φ609×16钢管，两两头设置置封头板板与底板板牛腿以以及围檩檩上预埋埋钢板焊焊接，由由于存在在支撑角角度问题题，钢管管与牛腿腿存在空空隙采用用钢板塞塞紧焊牢牢。6.2.1一体化围围护模式式施工技技术（2）地下结构构换撑技技术6.2技术介绍绍2）结构后后浇带：：后浇带概概况：地下室结结构梁板板内设有有施工后后浇带，，在后浇浇带位置置结构梁梁板仅钢筋连通通，混凝凝土后浇浇；导致的后后果：梁板由于于后浇带带影响无无法达到到有效传传递水平平力的要要求；处理方法法：在后浇带带位置结结构主次次梁内设设置型钢传力力杆件，型钢两两端各设设置一个个封头钢钢板，后后浇带两两侧梁混混凝土浇浇至封头头钢板，，并与封封头钢板板紧贴密密实，以以确保传传力的可可靠性。。6.2.1一体化围围护模式式施工技技术（2）地下结构换撑撑技术6.2技术介绍3）结构大开口口处理：梁板大开口概概况：地下一层和地地下二层结构构梁板上设有有中庭和地铁车站玻璃采光开口口等结构永久大大开口；导致的后果：：梁板由于开口口影响无法达达到有效传递递水平力的要要求；处理方法：结构永久大开开口位置设置钢筋混凝凝土杆件或型钢杆件等作为水平传传力构件，与与结构梁板共共同形成完整整的水平传力力体系，确保在换撑阶阶段形成可靠的水水平支撑体系系，约束地下下连续墙的水水平位移。待待地下室结构构顶板施工完完毕并达到设设计强度后由由下向上逐层层拆除临时换换撑构件6.2.1一体化围护模模式施工技术术（2）地下结构换撑撑技术6.2技术介绍4）结构变标高处理：地下一层结构构梁板存在高高差和错层，，办公楼区域域板面标高与与裙楼区域板板面标高高差差达到1.6m；导致的后果：：换撑阶段结构构错层影响水水平力的传递递；处理方法：错层超过1.0m，地下一层办公公楼与裙楼交交界处设置型钢斜撑，斜撑一端撑撑在裙楼结构构梁端柱面上上，另一端撑撑在办公楼结结构梁底柱根部。地下连续墙墙传给办公楼楼区地下一层层结构梁板的的水平力由办办公楼结构剪剪力墙承担，，另一部分通通过型钢斜撑撑传递给裙楼楼区地下一层层结构梁板。。错层不超过1.0m的位置，结构构梁板通过转换梁传递水平力，，主体结构设设计根据施工工阶段的受力力要求对结构构转换梁予以以加强处理，以确保水平平力的有效传传递。结构车道位置置，车道梁板板与楼层结构构梁板存在高高差，在车道道位置在结构构板面标高设设置钢筋混凝凝土换撑杆件作为传力构件件。待地下室室结构顶板施施工完毕并达达到设计强度度后由下向上上逐层拆除临临时换撑构件件。（2）地下结构换撑撑技术6.2技术介绍4）结构变标高高处理：型钢斜撑6.2.1一体化围护模模式施工技术术（3）端头井封堵墙处结构连接及换换撑技术6.2技术介绍1）底板结构连连接与换撑：：存在问题：已建端头井底底板结构在靠靠封堵墙侧预埋钢筋器，如果在本工工程底板施工工时也预留钢钢筋接驳器，底板连接存存在一定困难难：两边底板都留留接驳器，钢钢筋是无法连连接的；封堵堵墙厚1000mm，该连接部位位钢筋接头难难以错开，无无法满足规范范要求；在两两边底板夹缝缝中间的封堵堵墙凿除是比比较困难的。。（3）端头井封堵墙墙处结构连接接及换撑技术术6.2技术介绍1）底板结构连连接与换撑：：开挖至基底后后，在靠近封封堵墙侧再挖挖深800mm，形成800厚暗牛腿，一边支撑在在封堵墙上，，另一边与底底板连成整体体（解决水平力力传递问题））。设置两道膨胀止水水带。（3）端头井封堵墙墙处结构连接接及换撑技术术6.2技术介绍2）楼层结构连接与换撑：存在问题：同前；解决办法：在离封堵墙部部位1000mm处留出空档后后浇。但同时时需解决楼层层结构换撑传传力，在楼层层标高处设计计400mm宽围檩，用型钢支撑进行换撑撑传力，型钢钢支撑一边锚锚入结构梁板板中（地铁区区域板厚400mm），另一侧支支撑在围檩上上，以此通过过临时型钢解解决换撑传力力。实际工况：部分支撑杆件件支撑在端头井井封堵墙上，为确保支撑撑传力体系的的完整性，支支撑全部拆除除后方可从上上到下凿除端端头井封堵墙墙，与端头井梁板结构随拆随接接，即封堵墙墙凿一层，结结构接一层；由于地铁铺轨轨进度要求较较高，在地下下室基础底板板达到一定强强度后，在地地铁轨道中心心区域交付相相关单位实施施铺轨作业。。为了满足铺铺轨要求，因因此封堵墙需铺轨轨区域提前开开洞，满足铺轨车辆辆可以通行。。铺轨车辆通通行和作业最最小空间大小小为净宽3m，净高4.2m。并采用钢筋筋混凝土梁柱柱框架加强洞洞口，以支承承上部地下连连续墙。6.2.1一体化围护模模式施工技术术（4）封堵墙凿除技技术6.2技术介绍2）楼层结构连接接与换撑：开洞前，400mm××400mmH型钢临时支撑绑扎框架梁柱钢筋，现浇框框架梁柱混凝凝土实现地铁端头头井与站台层层的结构贯通通。6.2.2对已建端头井结构及区间隧道的保护技术（1）端头井侧支撑撑水平传力措措施6.2技术介绍1）现场工况描描述：本工程基坑开开挖前，端头头井内部结构构已施工完毕毕。端头井在邻近基坑坑侧采用1000mm厚地下连续墙墙作为临时封堵，存在基坑临临时支撑水平传力问问题（端头井内一一般没有支撑撑）。6.2.2对已建端头井井结构及区间间隧道的保护护技术（1）端头井侧支撑撑水平传力措措施6.2技术介绍2）解决方法：：后做基坑水平平支撑设计时时，支撑标高高尽量靠近端端头井结构梁梁板标高，当当支撑标高无无法与端头井井结构梁板位位于同一标高高时，通过设置传力构件件解决水平传传力问题，减小对端头头井的影响。。第一道支撑位位置利用原保保留的端头井井混凝土角撑撑，在中间已已拆除支撑位位置处重新设设置三道钢管管支撑；第二道支撑对对应端头井顶顶板下方3.3m处，设置两道道钢管对撑，，传递支撑水水平力；第三道支撑标标高基本接近近端头井中板板结构，可以以通过端头井井中传递水平平力；第四道支撑计计算轴力相对对较小，可通通过地墙本身身刚度解决传传力问题；传力杆件Φ609×16钢管，设置型型钢围檩。由于端头井跨跨度16m多，在钢支撑中间间设置型钢立柱，，型钢立柱通过连连接钢板与端头井井板结构连接。6.2.2对已建端头井结构构及区间隧道的保保护技术（1）端头井侧支撑水平平传力措施6.2技术介绍6.2.2对已建端头井结构构及区间隧道的保保护技术（2）已建端头井结构监监测措施6.2技术介绍1）端头井监测点布布置：西端头井监测点布布置东端头井监测点布布置6.2.2对已建端头井结构构及区间隧道的保保护技术（2）已建端头井结构监监测措施6.2技术介绍2）端头井监测分析析：围护墙体变形量（（东）：总体呈现上大下小小的变化趋势，上上口最大累计变形形量18.24mm，地墙底端最小2.14mm，在区间隧道区域域（深度12m～18m）地墙变形量在11.39mm～8.10mm之间。围护墙体变形量（（西）：总体呈现上大下小小的变化趋势，上上口最大累计变形形量26.10mm，地墙底端最小5.12mm，在区间隧道区域域（深度12m～18m）地墙变形量在19.53mm～16.23mm之间。6.2.3以“兼容、同步””为核心的施工组组织技术基本出发点：实现地铁区域的铺铺轨施工与结构施施工可同时进行，互不干扰。基本工况约束：底板完成以及相应应支撑拆除后，两两条轨道中心区需需交付地铁铺轨，，存在楼板排架施工与铺铺轨作业的空间干干涉矛盾。基本解决思路：对铺轨区域的排架进行了特殊设计，，采用组装式可调钢桁架架。在排架设计中兼兼顾考虑铺轨区域域封闭作业、消防防、电力、照明、、通风等要求——在轨道中心区可供供铺轨车量通行宽度为3.0m，净空要求4.2m。6.2技术介绍6.2.3以“兼容、同步””为核心的施工组组织技术6.2技术介绍（1）钢架设计根据铺轨车辆通行行及作业的空间要要求，钢架立柱和和钢梁均采用18#工字钢，净跨为3.0m，净高4.2m，钢柱与钢梁间增加加14#槽钢角撑。为确保保钢排架间整体稳稳定性，在钢柱下下200mm，1800mm，3600mm位置处焊接Φ48短钢管，安装就位位后用钢管扣件连连成整体。6.2.3以“兼容、同步””为核心的施工组组织技术6.2技术介绍（2）组合钢排架计算模型杆件最大应力值：：145N/mm2；杆件最大变形量：2.01m