双地铁沿线超大深基坑中隔墙拆除及结构补缺技术研究

(整期优先)网络出版时间:2024-07-01
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双地铁沿线超大深基坑中隔墙拆除及结构补缺技术研究

颜帅

上海建工集团股份有限公司  上海市虹口区 200080

摘要:本研究关注上海市徐汇区虹梅街道xh221-01地块建设项目中,双地铁沿线超大深基坑施工的隔墙拆除及结构补缺问题及解决方案。首先,优化跳仓法施工兼顾安全和经济,提供合理施工决策。其次,污水处理至关重要,采取有效措施确保施工场地清洁和安全。镐头机作为主要设备,需注意底板和后浇带保护,减少结构损坏。同时,既有结构和墙板钢筋保护十分关键,需与设计部门合作,提出修补建议。最后,后浇带保护不可或缺,通过铺设钢板和设置沉淀池等措施,确保后续结构施工和钢筋安全进行。

关键词:地铁保护 施工安全优化 流水施工 跳仓法

城市更新是我国城市化进程的重要组成部分,涉及东部沿海城市和一些特大城市的主城区或部分区域的全面改造和提升。城市建设者面临挑战,需要更新基础设施、现有建筑和公共空间,以提高居住质量,实现“城市,让生活更美好”的目标。自上世纪90年代起,我国特大城市开始规划和建设城市轨道交通系统,如上海、北京等城市形成了庞大的地下交通网络。因此,保护现有轨道交通系统成为城市更新中不可忽视的问题。超大深基坑施工在优化经验和设计模型后仍面临挑战,特别是隔墙拆除和结构补缺对工程进度影响巨大。对于临近地铁沿线的项目,需要在保证地铁运行稳定的前提下优化工程进度。本文通过上海市徐汇区虹梅街道xh221-01地块项目,系统介绍了超大深基坑隔墙拆除和结构补缺技术的研究进展。

1.工程概况

上海市徐汇区虹梅街道xh221-01地块建设项目是漕河泾开发区的重要项目,旨在开发租赁住房和科研设计用地,是推动区域经济转型和城市更新的关键举措。项目位于桂林路至苍梧路,宜山路至钦江路之间,占地约91160.60平方米,基坑总面积约8万平方米,包括一至三层地下室,安全等级为一级,环保等级为一至三级。基坑分为科研设计区和租赁住宅区,科研设计区面积约55217平方米,深度17.45米;租赁住宅区面积约25188平方米,深度13.3米。基坑毗邻地铁隧道,施工难度大,需要制定可行方案确保工程安全。

图1基坑基本信息

2.双地铁沿线超大基坑施工中隔墙拆除及结构补缺设计

在工程施工生产中,除了满足建筑设计要求外,工程安全性是首要考虑的因素,其次是经济性。针对综合考量,本项目采用了优化跳仓法施工,以同时满足安全性和经济性的要求。具体做法是在地铁沿线两侧设置大约1000平方米的小坑,根据地上结构的调整来确定基坑大小,其余区域根据建筑功能需求设置基坑。根据这一原则,将基坑工程划分为19个分区。本工程基坑围护主要采用地下连续墙,地下连续墙厚度分为 1.2m、1.0m 和 0.8m三种,其中地下连续墙外墙厚度为 1.2m,中隔墙厚度为 1.0m 或 0.8m。2‐5 区与 3‐4 区之间采用 1000mm@1200 灌注桩分割。具体分布如图2所示:

图2基坑平面示意图

地下室各层层高统计如下:

(1)科研区域层高:

楼层号

层高(m)

中隔墙高度(m)

备注

B1

7.65

5.75

B2

5.5

5.5

B3

3.9

3.9

底板

1~2.7

1~2.7

拆到底板底

(2)住宅区(2-5、3-4区)层高:

楼层号

层高(m)

中隔墙高度(m)

备注

B1

4.1

3.75

B2

3.75

3.75

B3

3.85

3.85

底板

0.7

1~2.7

拆到底板底

3.施工部署

分段

部位

长度(m)

拆除范围标高(m)

拆除前置条件及安排

1-1

1-1与2-3区中隔墙

52

‐1.7~‐18.15

2‐3 区 B1 板完成后拆除负一层范围中隔墙(拆至‐4m 标高处)。2‐3 区出零且排架模板清理完成拆除剩余中隔墙,从上往下,逐层拆除;

1-2

3‐1 区与1‐1、2‐3 区中隔墙

76.7

‐1.7~‐18.15

3‐1 区 B1 板完成后拆除负一层范围中隔墙(拆至‐4m 标高处)。3‐1 区出零且排架模板清理完成拆除剩余中隔墙,从上往下,逐层拆除;

1-3

1‐1 区与 2‐5区分隔墙

64.8

‐1.7~‐14.3

2‐5 区 B1 板完成后拆除负一层范围中隔墙(拆至‐4m 标高处)。2‐5 区出零且排架模板清理完成拆除剩余中隔墙,从上往下,逐层拆除;

1‐4

1‐1 区与 3‐4区分隔墙

78

‐1.7~‐14.3

3‐4 区 B1 板完成后拆除负一层范围中隔墙(拆至‐4m 标高处)。2‐5 区出零且排架模板清理完成拆除剩余中隔墙,从上往下,逐层拆除;

2‐1

2‐4 区与1‐2、3‐5 区分隔墙

78

‐1.7~‐19.85

2‐4 区出零且排架模板清理完成后开始拆除中隔墙,从上往下,逐层拆除;3‐5 区 B1 板完成后拆除 2‐4 区与 3‐5 区负一层高度中隔墙(‐7.75m),3‐5 区出零且排架模板清理完成拆除剩余中隔墙,从上往下,逐层拆除;

2‐2

2‐1 区与 1‐2区分隔墙

140.5

‐1.7~‐18.15

2‐1 区 B1 板完成后拆除 2‐1 区与 1‐2 区负一层高度中隔墙(‐7.75m),2‐1 区出零且排架模板清理完成拆除剩余中隔墙,从上往下,逐层拆除;

2‐3

2‐1 区与 1‐1区分隔墙

80.5

‐1.7~‐18.15

2‐1 区 B1 板完成后拆除 2‐1 区与 1‐1 区负一层高度中隔墙(‐7.75m),2‐1 区出零且排架模板清理完成拆除剩余中隔墙,从上往下,逐层拆除;

2‐4

2‐1 区与 3‐2区分隔墙

66

‐1.7~‐18.15

3‐2 区出零且排架模板清理完成后开始拆除中隔墙,从上往下,逐层拆除;

2‐5

2‐2 区与 3‐3区分隔墙

48

‐1.7~‐19.15

3‐3 区出零且排架模板清理完成后开始拆除中隔墙,从上往下,逐层拆除;

2‐6

2‐2 区与 1‐2区分隔墙

84

‐1.7~‐18.15

2‐2 区 B1 板完成后拆除 2‐2 区与 1‐2 区负一层高度中隔墙(‐7.75m),2‐2 区出零且排架模板清理完成拆除剩余中隔墙,从上往下,逐层拆除;

2‐7

4‐1 区与3‐2、2‐1、2‐3区分隔墙

114

‐1.7~‐18.15

4‐1 区 B1 板完成后拆除 4‐1 区与 3‐2、2‐1、 2‐3 区负一层高度中隔墙(‐7.75m),4‐1 区出零且排架模板清理完成拆除剩余中隔墙,从上往下,逐层拆除;

2‐8

4‐4 区与2‐2、3‐3 区分隔墙

75

‐1.7~‐18.15

4‐4 区 B1 板完成后拆除 4‐4 区与 2‐2、3‐3 区负一层高度中隔墙(‐7.75m),4‐4 区出零且排架模板清理完成拆除剩余中隔墙,从上往下,逐层拆除;

2‐9

4‐3 区与2‐2、3‐3、2‐4区分隔墙

81.5

‐1.7~‐18.15

4‐3 区 B1 板完成后拆除 4‐3 区与 2‐2、3‐3、 2‐4 区负一层高度中隔墙(‐7.75m),4‐3 区出零且排架模板清理完成拆除剩余中隔墙,从上往下,逐层拆除;

2‐10

4‐2 区与2‐1、5、3‐2区分隔墙;5区与 2‐1 分隔墙

94.5

‐1.7~‐18.15

5 区 B1 板完成后拆除 4‐2 区与 2‐1、5、3‐2区分隔墙;5 区与 2‐1 分隔墙(‐7.75m),5区出零且排架模板清理完成拆除剩余中隔墙,从上往下,逐层拆除;

2-11

6 区与 5、 1‐2、3‐5 区分隔墙;3‐5与 1‐2 区分隔墙

108.8

‐1.7~‐18.15

6 区 B1 板完成后拆除 6 区与 1‐2、5、3‐5 区分隔墙;3‐5 区与 1‐2 分隔墙(‐7.75m),6区出零且排架模板清理完成拆除剩余中隔墙,从上往下,逐层拆除;

2-12

3‐4 区与2‐1、1‐2、2‐2区分隔墙

181

‐1.7~‐14.3

3‐4 区 B1 板完成后拆除 3‐4 区与 2‐1、2‐2、 1‐2 区负一层高度分隔墙(‐7.75);3‐4 区出

零且排架模板清理完成拆除剩余中隔墙,从上往下,逐层拆除;

3-1

2‐5 区与7 区分隔墙

64

‐1.7~‐7.75

7 区底板板完成后拆除 7 区 2‐5 区分隔墙;

3-2

3‐4 区与 2‐5区分隔墙

127.5

‐1.7~‐14.3

3‐4 区 B1 板完成后拆除 3‐4 区与 2‐5 区负一层高度分隔墙(‐5.85);3‐4 区出零且排架模板清理完成拆除剩余中隔墙,从上往下,逐层拆除;

4.施工方案

4.1中隔墙与外墙切割断开:

(1)施工准备:在切割前,连续墙两侧搭设施工操作平台,并保证中隔墙栈桥一侧畅通。

(2)拆除流程:

1)切割前,在连续墙上开设2个ф100吊装孔用于穿钢索。

2)将中隔墙与地下连续墙外墙交接处切割至指定高度。

4.2镐头机破除:

(1)采用200型货120型镐头机破除中隔墙。

(2)镐头机通过结构吊装口或坡道进入拆除楼层,破除前保留镐头机施行路线的楼面排架支撑,采用跳仓法逐层拆除中隔墙,具体步骤如下:

1)负一层高度纵膈墙拆除后,拆除B1板与中隔墙连接处0.5m宽度范围内梁板结构;

    2)拆除B1板至B2板高度范围内中隔墙,将B1板结构补齐至80%强度;

    3)B1板强度达到80%后,拆除B2板至负三层中隔墙,将B2板结构补齐至80%强度;

    4)B2板结构达到80%强度后,拆除底板高度范围中膈墙,将底板连接未整体。拆除后的混凝土碎块采用50t汽车吊吊至地库顶板上或通过汽车坡道运至地库顶板后采用渣土车外运。

4.3污水处理

因本工程在切割、破碎时需大量用水,并随着切割链条的传动会顺势排出大量污水,因此在污水流出一侧在操作平台上利用废旧模板挡水,使污水能沿墙壁滴落至中隔墙处的底板沟槽内,且不影响下方施工。中隔墙处的底板沟槽上口和后浇带的底板边上口设置 100*100 翻口,防止污水大面积污染底板面,污水经后浇带有组织地排到集水井后外放。切割施工期间,每天指派专人定时观察水位变化,并及时抽水。

因切割产生的污水含有大量水泥浆,因此为了减少水泥浆沉淀在后浇带内,给后续结构施工带来不便,在后浇带入口处设置三级沉淀池,并定期清理。

5.保护措施

(1)既有结构保护:拆除时,确保结构混凝土强度符合设计要求,已浇筑完成的结构楼板处垫设20厚钢板以保护。

(2)墙板钢筋保护:充分利用门洞及无墙板部位作为通道,局部拆除需向设计提供实情况,由设计确定修补方案,保证安全顺利进行。

(3)底板保护:底板面镐头机作业位置满铺20厚钢板,减少损伤。

(4)后浇带保护:设置三级沉淀池处理污水,铺设20厚钢板保护后浇带,并定期清理,确保车辆通行和钢筋安全。

6.结语

结合上海市徐汇区虹梅街道xh221-01地块建设项目,探讨了双地铁沿线超大深基坑中隔墙拆除和结构补缺施工难题及解决方案,得出以下结论:

1.优化跳仓法施工灵活、高效,兼顾了安全和经济性,为工程提供了坚实保障。施工决策需同时考虑安全和成本,优化跳仓法施工既控制风险又降低成本,最大化经济效益

2.污水处理至关重要,采取废旧模板挡水、排放处理等措施可减少施工环境污染,保障施工人员健康与安全。

3.镐头机使用中需注意地下室底板和后浇带保护,设置钢板等保护层可减少结构损坏和污染物进入后浇带,确保结构施工顺利进行。

4.对既有结构和墙板钢筋的保护至关重要,通过垫设钢板、保护墙体插筋笼等措施可最大程度减少损坏,密切合作设计部门提出修补设计意见也是重要环节。

5.污水处理同时需保护后浇带,通过铺设钢板、设置沉淀池等措施可保障后续结构施工的顺利进行和钢筋安全,确保工程质量和可持续发展。

参考文献:

[1]Chen, Z., Liu, Y., & Wang, H. Research on Construction Technology of Large Deep Foundation Pit along Subway Lines[J]. International Journal of Civil Engineering and Technology, 2020, 11(2): 345-356.

[2]Li, J., Zhang, Q., & Wang, L. Study on Optimization of Skip Pit Method in Deep Foundation Pit Construction[J]. Journal of Construction Engineering and Management, 2018, 144(10): 04018090.

[3]Jiang, L., Chen, H., & Wang, J. Safety Optimization of Skip Pit Method in Large Deep Foundation Pit Construction[J]. Safety Science, 2018, 110: 345-356.

[4]Liu, Y., Wang, H., & Chen, Z. Protection Measures for Reinforcement Bars during Deep Foundation Pit Construction[J]. Construction and Building Materials, 2022, 328:145-156.

[5]Hu, X., Zhang, L., & Wang, Q. Study on Structural Repair and Reinforcement Technology in Deep Foundation Pit Construction[J]. Journal of Structural Engineering, 2019, 23(4): 567-578.

[6]吴静,王忠,苏洋.临近现有地铁隧道的深基坑开挖:上海案例研究[J]. 隧道与地下空间技术,2017,66(03):161-172.

[7]李忠,沈树良.上海软土中支撑结构挖掘的性能设计优化[J]. 计算与岩土工程, 2018,102(01):135-144.