深圳市地铁集团有限公司
摘要：地铁上盖建筑在我国正处于逐步发展阶段。在地铁车站上盖建筑施工中应避免对地铁车站和运营造成影响。地铁车站的上盖建筑需采取隔振措施，降低地铁运行对上盖建筑使用功能的影响。本文结合深圳某地铁车站上盖建筑为例，从工程的土方开挖、车站抗浮、过程监测、隔振层施工等几方面分析和探讨地铁上盖建筑的施工和隔振技术，从而确保地铁运营和工程施工安全，为类似项目提供参考，探索地铁上盖建筑技术更好实施。
关键词：地铁上盖；基坑；隔振；技术。
1.工程概况
1.1 工程概况：
项目位于深圳市南山区深圳湾超级总部基地，毗邻深圳地铁2号线、9号线和11号线。项目总建筑面积62万平方米。本地铁上盖建筑建筑面积约2万平方米，为两栋五层建筑，地下一层为隔振层转换，一层为架空层，二层为车库层，三、四层为商墅。
1.2本工程与地铁车站关系：
该工程沿某地铁车站的站后空间顶板上方布置，占地面积5200平方米，长130米，宽40米。车站施工时预留柱头，在本工程施工时需进行土方开挖3.77米至车站顶板。土方开挖至地铁顶板后开始施工上盖建筑隔振转换层，地上四层结构类型为钢框架+钢筋混凝土框架，站厅结构顶板上部预留结构柱头，柱头高出顶板0.5m。上盖建筑如图1。
图1
2.工程实施难点和对策
2.1 工程实施难点
（1）在运营地铁车站顶板上部作业，安全风险系数高。工程为地铁顶板上盖物业，需直接在地铁车站顶板上进行施工，易对车站造成施工扰动。
（2）地铁运行产生环境振动和二次噪声对上部建筑造成影响。
（3）在地铁车站上部施工时需挖土卸载，车站抗浮要求高。
（4）车站上部有地铁风亭、管线等附属设施，需采取保护措施。
（5）在地铁安全保护区施工，设计、施工方案审查审批时序较长，有工期风险。
2.2工程实施对策
（1）设计和施工方案经地铁技术管理部门和运营部门进行联合审查批准后才可实施。
（2）委托有资质的评估机构对地铁既有结构、外部作业影响、施工作业过程进行全过程评估，出具评估报告。
（3）采用整体隔振技术，在地铁顶板上方设置隔振转换层。
（4）基坑开挖前对车站站厅层进行水桶充水预压，增加抗浮荷载。
（5）须委托第三方监测机构对轨行区及车站结构实施过程监测。
（6）与地铁运营单位和运营执法单位建立应急联络机制。
3.车站上方基坑开挖施工
3.1土方开挖基坑支护和车站抗浮方案
土方开挖深度为3.77m，基坑支护采用上部放坡+下部利用原车站支护连续墙形式。在土方开挖实施前，需解决车站顶板覆土开挖后抗浮安全度不足的问题。经研究分析本工程采用水箱充水加载方式解决车站抗浮问题。
3.2水箱充水加载措施
土方开挖前，在地铁车站站后空间站厅层楼板上预加载1060mm×1500mm的水桶，进行注水预压，注水高度1.4m（按照堆载面积90%折合，相当于满注水高度1.26m）；开挖至车站顶板时，载车站顶板上方及时加载2250mm×2530mm的水桶，注水高度2.5m（按照堆载面积55%折合，相当于满注水高度1.37m）。
3.3荷载及抗浮验算
（1）抗浮验算：水箱荷载（1.26m+1.37m）×10KN/m³=26.3KN/ m²，大于原地铁设计抗浮考虑的覆土荷载2.9m×8KN/m³=23.2KN/m²，满足设计抗浮要求。
（2）车站站厅层受力检算：注水荷载为12.6KN/㎡，小于原设计考虑活荷载、隔墙、装饰、吊顶等共计14.3KN/㎡，车站站厅层受力满足要求。
（3）车站顶板受力检算：注水荷载为13.7KN/㎡，小于原设计80KN/㎡，车站顶板受力满足要求。
3.4施工准备
（1）需组织地铁运营部门共同对车站及设施进行现状调查，对结构开裂和渗漏水部位进行预处理，对场地内的地铁管线进行迁改或保护。
（2）在车站站厅层楼板满铺防水布，封堵已有的地漏和预留孔洞并在周边设置挡水坎。按要求布设消防灭火设施。
（3）协调车站运营部门，确定搬运水箱出入口和进入时间。
（4）确定充注用水接口及管路布置。注水期间需安排专人看守及巡查。
（5）确定排水路径，水箱加载任务完成后将水排至车站既有集水坑，再用水泵抽至市政排水管。
3.5 基坑开挖施工
（1）工程基坑面积约5200m²，分A、B、C三个区进行，分两层开挖，首层开挖深度1.77m，二层开挖深度2.0m。
（2）土方开挖实施工序
第一步：预放置水箱抗浮
在地铁车站站站厅层站后空间，土方开挖的位置下方预先放置尺寸（直径×高度）为1060mm×1500mm的水箱并进行充水预压。
第二步：自然地面至-1.77m开挖
采用分区开挖，将基坑分为A、B、C三个区，每个区域配置2台挖机，在C区预留土坡道出土，施工顺位为A→B→C→土坡道。基坑采用1：1放坡喷锚支护方式。分区如图2。
第三步：-1.77至-3.77m开挖
亦采用分区开挖，在C区设置土坡道，基坑支护利用地铁原有连续墙，连续墙边沿预留150mm厚土方采用人工挖土。其余区域土方开挖至距底板面700mm厚采用人工开挖，确保车站顶板不被破坏。
第四步：设置水箱回压抗浮
在分区开挖至地铁顶板后，在顶板上放置尺寸（直径×高度）为2250×2530的水箱，水箱错开首层的梁布置，预留梁模支设及人员行走的空间，水箱在预留空间外满布。
图2
4.车站变形监测
4.1车站结构和地铁轨道变形控制指标如下表：
第三方监测的实际变形值达到设计控制指标的60%时，应向建设、施工、地铁运营管理部门发出预警；当达到设计控制指标的80%时，须发出报警，评估机构立即开展工程安全评估，建设单位立即启动应急预案，并采取有效措施确保地铁设施和运营安全。
4.2监测频率
自动监测不低于每天一次。当出现监测项目变化速率增大，或监测项目的累计变化值接近报警值时应加大监测频率。
4.3 监测点布设
因该地铁车站下方行有地铁9号线和11号线两条地铁线，需分别在两条线的上下行线影响范围布设监测点。在两条地铁上下行线受施工影响的280米范围布设位移及沉降监测点，每20m一个监测断面，在车站和隧道交接处60米范围加密到每12m一个监测断面，每个断面5个监测点。
4.4监测技术与方法
本工程监测采用自动化进行监测，必要时辅以人工监测进行复核，同时人工监测作为应急监测储备。工程投入14台监测仪器机器人和2套光纤激光位移测量系统。
5.隔振层施工
本工程为降低地铁运行时对上部建筑造成影响，地铁顶板上方设置隔振转换层，在立柱上安装弹簧隔振器来实现隔振功能。
5.1隔振层施工技术要点
（1）工程采用柱（墙）上墩的基础形式，采用已有地地铁站厅顶板作为柱墩基础的持力结构。增设的墩基础与站厅结构柱对应。
（2）新增墩基础与已有站厅顶板结构交界面先凿除构件连接处混凝土面层，新旧混凝土结合面涂界面处理剂。
（3）部分基础与挡墙、结构梁等与站厅顶板采用植筋连接，植筋锚固长度应满足规范要求，并且不得穿透原有构件。
（4）隔振器、调平垫板与混凝土预埋钢板之间必须铺设防滑垫板。
（5）隔振器应在上部主体结构施工完成后进行释放。
（6）为保证减振效果，隔振结构应完全由隔振器支撑，与周边及下部结构完全脱开。
5.2隔振层施工技术
隔振层施工顺序：凿除车站顶板预留柱头混凝土→站厅顶板凿毛（植筋）→下柱墩施工→隔振器安装→预埋钢板→上柱墩施工→转换层梁板施工。隔振节点如图3
图3
（1）凿除车站顶板预留柱头混凝土，需保留原有预留柱头钢筋。
（2）凿毛和植筋：对车站顶板已预留柱头位置板面进行混凝土凿毛，去掉松散颗粒，且凿面要用钢丝刷净，高压水冲清洗干净，保证新旧混凝土可靠连结。四周新增支墩需植筋入站厅顶板侧墙，植筋用的胶粘剂应采用A级胶。
（3）下柱墩施工：在预留柱头周边凿毛后，进行墩台钢筋绑扎，进行钢筋绑扎、模板支设及混凝土浇筑。
（4）隔振器安装步骤：
第一步：在施工完成的下柱墩上铺设防滑垫片；
第二步：用起重设备将预紧的隔振器就位；
第三步：搭设施工上柱墩的支架和模板，同时放置预埋钢板。隔振器就位如图4。
1.模板支撑 2.混凝土模板 3.预紧隔振器
4.调平垫板 5.预埋钢板 6.底部防滑垫片
图4
（5）上柱墩及转换层梁板施工。
（6）隔振器的调平：上部结构施工完成后，释放预紧螺栓，用液压千斤顶调平隔振器至满足设计标高。
6.风险管控技术要点
（1）施工前应完成监测布点并采集初始值，完成基坑影响范围地铁车站结构、设施现状调查。
（2）详细核实施工范围内车站后结构附属设施、管线位置，并加以标识；施工过程中应设专人监督，加强保护。
（3）注水加载开挖方案实施过程中，应多次、均匀注入，确保车站结构受力均匀。
（4）上部结构基础施工前需注意对车站结构的构件强度进行检测，要求检测强度不小于原设计值。
（5）地铁车站正上方及周边严禁使用大型振动设备碾压和停放大型施工机械。
（6）施工过程中应充分考虑可能出现的施工荷载，如施工荷载较大时，应在适当部位设置临时支撑以防止破坏原有构件。
7.结束语
综上所述，地铁车站上盖建筑施工要充分考虑施工过程不利因素，研究对策避免对车站结构和运营安全造成影响。尤其是在车站上方土方开挖过程中要进行详细的结构抗浮验算，采取可行的抗浮技术措施，施工过程中做好车站和轨行区变形监测。在上盖建筑和地铁车站之间采取隔振措施，严格隔振层施工顺序，能有效实现建筑隔振功能。
论文作者:杨培锐
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年7期
论文发表时间:2019/7/16
标签：车站论文; 顶板论文; 地铁论文; 隔振论文; 基坑论文; 结构论文; 土方论文; 《建筑学研究前沿》2019年7期论文;