明挖现浇法城市地下管廊施工技术论文_党丹

明挖现浇法城市地下管廊施工技术论文_党丹

中国建筑第七工程局有限公司 河南郑州 450000

摘要:城市地下管廊从断面形式可分为矩形和圆形;根据隔断形式可以分为单腔和双腔;根据施工方法可以分为明挖现浇法、明挖预制拼装法、盾构法等等,这些工法各有优缺点,比如盾构法对环境和交通的影响小,但施工的费用较高,工期较长且需要工作井;明挖预制拼装法工期短,但需要预制件制作场地且接头不易处理;明挖现浇法施工费用较低、工期较短,但对交通影响较大等。本文主要研究明挖现浇法施工矩形管廊的施工工艺。

关键词:地下管廊;明挖现浇法;围护结构

目前明挖现浇混凝土综合管廊方法是现场施工最经常采用的一种施工方法。使用该方法可以大面积的进行施工活动,把一个工程划分成多个施工标段,这样有利于快速进行施工。另外,此方法技术的难度较小,工程造价比较低廉,而且还能保障施工质量。

1工程概况

某工程位于施工场地狭长,两侧为同时开工的建筑物,工作面较小,不存在材料堆场和预制场地,仅在场地西侧有一条施工便道。基础持力层位于粉质粘土夹淤泥质粉质粘土,地基承载力80kPa。

主体结构为C35P6的防水钢筋混凝土结构,总长200m。结构截面形式为矩形双腔,顶板宽度7m,底板宽度8.3m,中隔墙厚度较薄为20cm。由于空间位置限制,管廊的通风口和进料口均设在管廊西侧的位置,故在中隔墙上每隔5m设一道500mm×600mm的上部连通口,每隔10m设一道2000mm×1400mm的下部连通口,以保证人员的联通、施工时材料的搬运和东腔空气的流通。结构整体加垫层一共为3.5m高,顶标高+3.55m,原状土标高3.3m,开挖深度3.25m。

结构抗震基本设防烈度为7度,按乙类建筑进行抗震设计。火灾危险性类别为丙类,主体结构采用耐火极限不低于3h的不燃性结构。结构防水体系(从内到外)为混凝土结构,2mm厚沥青橡胶防水涂料,4mm厚SBS改性沥青防水卷材和5cm厚XPS挤塑聚苯板保护层。地下管廊内部安装冷热水管、暖通管、消防水管、电气管和弱电管若干。由于场地较小,现状道路尚未形成,综合此地下管廊的结构形式,为节约成本,选用明挖现浇法施工。

2明挖现浇法概述

当前地下综合管廊建设中一项应用非常广泛的技术就是明挖现浇法,此方法能够保证施工活动大面积地开展,能够将整个工程分成不同的施工标段,让各个标段同时开展施工工作,从而有效地提高施工效率,缩短施工工期。此外,该技术操作方便,施工成本较低,同时能够做好各标段施工质量的控制。该技术的缺点是对城市交通运行影响较大,并且天气会对开挖过程产生较大的影响,比暗挖法要对周围环境有着更高的要求。如果施工场地周边有着较为平坦的地势,没有其他需要保护的建筑物,那么可以选择采用明挖法施工,但是需要注意的是明挖过程中要采取井点降水措施保证施工的顺利开展。

3明挖现浇法地下管廊施工工序

3.1地下管廊围护结构施工

3.1.1围护结构的选用

由于地下管廊顶板、侧壁厚度不大,基坑面积不大,深度不深,从经济角度来看,不宜采用钻孔灌注桩、地下连续墙,甚至SMW等大型基坑常用围护的工法。本工程采用拉森钢板桩+H型钢围檩+钢管支承的围护形式,在施工完成后,以上材料基本可以全部回收。

3.1.2拉森钢板桩及H型钢围檩

考虑到管廊标高较低,地下水位高,选用12m长标准拉森钢板桩,以减少基坑的坑底隆起,确保了基坑的安全性和底板厚度;拉森钢板桩本身具有不错的整体性和侧向刚度,钢板桩下端的支承利用土体自身的承载力,钢板桩上端的支承采用H型钢围檩。

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3.1.3钢管支撑的选用

支撑采用609钢管,由于基坑较浅,深度方向支撑一道,长度方向每8m支撑一道。由于下部土体含水量较大,承载力较小,为了防止因下部土体承载力不够而造成的拉森钢板桩侧向位移,减少坑底隆起,适当地降低了围檩和支撑的高度。经过计算,围檩和支撑的高度为+1.7m,高度上为刚好横穿地下管廊侧墙的位置。为确保地下管廊侧墙顶板浇注的整体性和结构整体自防水性能,采用底板换撑的形式进行施工,即将底板浇注至拉森钢板桩边缘,在底板混凝土养护至强度达到75%左右(7d左右)后直接将支撑拆除。此时围护结构的构造为下部钢板桩利用土体的侧向承载力提供支持和固定,中部由结构底板的强度提供支撑,上部2.45m悬臂端利用拉森钢板桩的侧向抗弯和围檩提供的整体性进行自稳。在钢支撑拆除后,再进行侧墙、模板的施工。

3.1.4井点降水

结构底部距离原地坪标高3.9m,按照要求应将坑内水位降至坑底以下1~1.5m左右,即降水深度在5m左右,选定用一级轻型井点进行降水。根据以往经验,由于基坑宽度为9m左右,大于6m,故采用双排井点降水;井点管设置在坑内,距离拉森钢板桩企口50cm的位置,从基坑开挖前一周至底板混凝土浇筑之前,不间断抽水。

3.2地下管廊主体结构施工

3.2.1模板及混凝土

模板采用常规的“木模+木檩条+钢管撑”的形式施工,由于地下结构的防水要求较高,所以在对拉螺杆的中间焊接一道止水钢板片,以达到防水的目的。在混凝土结构拆模后,将两端对拉螺栓的突出位置割除,并用水泥浆修补。由于结构内部管线设计多,内部空间小,中隔墙仅20cm宽,为确保中隔墙混凝土密实,增加混凝土的塌落度和和易性,在浇筑混凝土时加强振捣并在下部模板处检查内部是否空洞。

3.2.2施工缝的设置

施工缝分成纵向伸缩缝和横向施工缝两种,纵向施工缝须考虑到混凝土结构的伸缩变形,采用了最新型的可拆卸式止水伸缩缝。安装前对拼缝处混凝土缺陷进行处理,然后对钢板表面进行处理,再进行止水带的安装,最后采用压块固定橡胶止水带,这就完成了伸缩缝构造。在下一段伸缩缝混凝土浇筑之前,再将5cm厚挤塑聚苯板贴在新老混凝土连接处,这样一来可以吸收混凝土的伸缩变形,二来可以对橡胶止水带起到一定的保护作用。横向施工缝需高出底板标高20cm左右,以便模板可以罩至下部已成型的混凝土之上,并在中间用泡沫双面胶粘贴,以缓解混凝土漏浆的情况,提高防水性能。为确保下部混凝土密实,在混凝土浇筑前需要将原混凝土凿毛,将垃圾清理干净并接水泥浆,确保两次混凝土之间连接紧密。横向施工缝不需要考虑混凝土的伸缩变形,只需要在施工缝处留置钢板止水带即可。

3.3.3结构防水体系

由于地下管廊防水要求较高,需要进行两道防水:自防水和外部防水两种。自防水体系为C35P6的混凝土主体结构,在侧墙穿管处每个套管外设置止水钢板,在群管处的迎水面设置遇水膨胀橡胶止水带;外部防水选用非固化沥青防水涂料,其可流动性能可对混凝土微裂缝进行填塞和修补,在外侧包裹沥青橡胶防水卷材,做到双保险。

4结语

明挖现浇法在施工过程中,首先要进行开挖铺设管道,可以采用大型的开挖方式进行施工,并采用井点降水的措施,这种开挖方法在施工的过程中比较方便,而且不需要围护结构的作业,同时施工所需要的时间也比较短,非常有利于机械化的大规模工程,费用相对较低。但需要注意的是,这种方法的土方开挖量比较大,在回填上有着较高的要求。

参考文献

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[5]唐达,段江涛,夏立元.地下综合管廊在城市建设中的运用研究及实践[J].建筑工程技术与设计,2015.

论文作者:党丹

论文发表刊物:《建筑科技》2017年第10期

论文发表时间:2017/10/26

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