大型地鐵上蓋項目施工場地布置技術研究

聶文高

上海涇東建筑發展有限公司 上海 201114

建筑活動是人類改造自然、影響自然的活動之一。施工平面布置圖是擬建工程施工過程中，根據現場及周邊環境條件，在建筑平面圖上規劃布置施工機械、材料構件堆場、臨時設施等，是施工方案在現場的空間體現，它是擬建工程、臨時建筑、臨時設施與已有建筑、周邊環境相鄰空間關系最直觀的反映。近年來，隨著我國地鐵建設的迅猛發展，地鐵車輛段建設占用了大量城市土地，這與日益緊缺的城市土地資源相矛盾，地鐵車輛段上蓋進行開發建設迫在眉睫。同時，由于地鐵車輛段預留蓋板各區域標高不一，蓋板預留設計荷載值較小，導致地鐵上蓋項目施工場地布置較為困難，材料的水平運輸和垂直運輸極為不便，現有的常規解決辦法主要是通過增加塔吊或汽車吊數量進行施工材料多次接力駁運，材料運輸車輛僅允許駛入地鐵車輛段蓋板四周范圍，禁止駛入蓋板上，該方法雖可滿足施工要求，但經濟成本高，施工效率低，需大面積占用蓋板四周下部區域空間，不利于現場施工作業，因此，布置蓋上施工場地以降本增效成為迫切需要[1-3]。

1 工程概況

1.1 工程建設概況

位于上海市青浦區徐涇鎮的軌道交通17號線徐盈路站車輛段上蓋綜合開發項目（圖1），總建筑面積445 710.83 m2，包括06-01商業樓及辦公樓、06-02住宅、06-03辦公樓、06-04住宅這4個地塊（圖2），蓋板上4個地塊同時開發。其中，06-01商業樓及辦公樓總建筑面積186 816.61 m2，包括1棟20層辦公樓、1棟4層商業樓及配套地下車庫；06-02地塊總建筑面積67 864.04 m2，共6棟住宅，1棟1層物業辦公樓及地下車庫；06-03地塊總建筑面積79 642.44 m2，包含3棟12層辦公樓，10棟3層商業樓；06-04地塊總建筑面積111 387.74 m2，10棟住宅，1棟1層社區配套及地下車庫，新建地下車庫均位于預留地鐵上蓋蓋板上方。

圖1 地鐵上蓋預留狀況

圖2 項目分區示意

1.2 周邊環境概況

北側紅線緊鄰運營的軌道交通17號線，與紅線最近距離僅為6.5 m，再往北為崧澤大道。南側為上達河，與紅線最近距離僅為15 m，再往南為徐涇老鎮。東側為河道，與紅線最近距離僅為6.0 m，再往東為徐盈路。西側為在建徐涇05工地，工地間僅相隔1條施工道路，道路寬僅為14 m，如圖3所示。

圖3 項目周邊概況

2 工程特點與難點

1）本工程建設規模大，周邊環境復雜，施工場地為車輛段上蓋，對蓋下地鐵車輛段保護要求高，蓋板上設計預留荷載較小且預留范圍較小，蓋板上翻梁及預留柱分布密集，僅存在1條西側Y形主匝道用于蓋上運輸，給整個現場的施工組織、場地布置帶來較大的難度，施工材料水平運輸困難。

2）工期節點要求緊張，新建地庫夾層施工階段需合理分區，分塊施工，實現區域結構之間的階梯施工、搭接施工；上部結構施工時，主體結構與裝修工程進行穿插施工，需做到不減少單項工序工期的同時有效縮減總工期。

3）商業樓棟采用鋼結構框架形式，高層辦公樓采用鋼框架核心筒結構形式，鋼結構構件最大吊重5.24 t；住宅采用裝配式剪力墻結構形式，預制剪力墻外墻構件最大吊重5 t；構件運輸車荷載大，構件垂直運輸困難，所選塔吊型號較大，塔吊及施工電梯設置需因地制宜。

4）場地北側為軌道交通17號線徐盈路地鐵站，蓋板底下為地鐵車輛段，由于地理位置的特殊性，環境安全級別高，施工中對地鐵保護要求高，地鐵蓋板要求“零開裂”“零滲漏”，需避免地鐵上蓋因施工荷載產生結構裂縫，使蓋上施工不妨礙下方地鐵的運營。

3 施工場地布置主要內容

新建項目施工場地布置既要統一規劃，合理分配利用有限的地鐵上蓋場地空間，也要考慮與不同施工階段特點相適應，滿足不同階段施工流程要求，最大程度減少不同工序之間的相互牽制和影響。在不影響施工的前提下，系統考慮施工區域的劃分，合理設置材料構件堆場、周轉場地。

此外，因不同階段施工的界面不同，需合理規劃施工道路，最大程度確保材料運輸道路通暢，滿足施工用料需求。同時，根據地鐵上蓋環境、結構等特點進行現場機械布置，以滿足整個現場水平運輸及垂直運輸的需要，本工程施工場地布置主要包括以下內容。

3.1 塔吊基礎設計及安裝

擬建樓棟較多，建筑總體規模大且同時施工，材料周轉頻繁，塔吊的選型及布置需結合建筑平面分布、鋼結構構件及預制PC構件質量等因素確定，布置原則如下：

1）盡可能覆蓋現場全部施工區域，不留吊裝盲區，方便材料及構件運輸堆放。

2）滿足最重鋼結構及PC構件吊裝要求。

3）充分考慮多塔作業安全，便于塔吊及機械設備的安裝和拆除。

4）塔吊基礎應充分考慮蓋板以下梁柱承載力設計富余量，進行塔吊基礎結構轉換。

綜合上述因素，本工程共投入22臺TC6517B-10型塔吊，對比常規普通型塔吊基礎、壓重式塔吊基礎、井字形鋼梁基礎等形式，結合已竣工平臺蓋板結構圖紙，最終選定塔吊基礎形式為鋼筋混凝土梁板式承臺。

轉換塔吊基礎工藝原理：通過植筋方式連接塔吊基礎轉換梁與原有蓋板預留結構柱，利用轉換梁擱置在車輛段蓋板預留框架柱上，轉換梁截面為1 000 mm×1 600 mm，轉換梁底離蓋板頂（蓋板面相對標高－7.20 m）凈距500 mm，轉換梁部分區域范圍內設置轉換基礎板，塔吊基礎板厚1 600 mm。因考慮塔吊安拆及附墻要求，塔吊基礎節適當偏心，基礎節底部增設加強梁，塔吊基礎具體做法詳見圖4，塔吊基礎完成面標高為－5.10 m。采用PKPM結構設計軟件對轉換梁板式塔吊基礎進行計算（圖5），根據塔吊基礎荷載（表1）進行設計計算并相應配筋。塔吊荷載傳遞線路為：塔吊塔身→塔吊基礎節→梁板式承臺→上蓋預留柱頂→地鐵車輛段框架柱→地基基礎。

圖4 塔吊轉換基礎剖面示意

圖5 塔吊轉換基礎平面示意及計算模型

表1 塔吊基礎荷載

塔吊基礎施工流程：測量放線→上蓋預留柱頂混凝土剝除→承臺模板支設（底部墊設XPS保溫板分散荷載）→鋼筋綁扎（含植筋）→埋入塔吊基礎節支腿→驗收→塔吊基礎C35混凝土澆筑→拆模→塔吊安裝。其中，鑿除上蓋預留柱頂混凝土時需避免損傷鋼筋，基礎梁板鋼筋錨固長度需滿足規范要求，基礎梁板主筋連接采用焊接連接，在同一斷面處連接接頭數量不超過50%。混凝土澆筑應滿足大體積混凝土施工的要求，混凝土采取分層從中間向兩邊對稱澆筑的方式，每層混凝土厚度不大于400 mm，在混凝土初凝前進行二次振搗，應準確計量拌制混凝土的原材料，嚴格按照配合比施工，并控制混凝土的入模溫度，混凝土澆筑完成后注意保溫保濕養護。

塔吊安裝采用汽車吊作業，安裝前需對汽車吊吊裝作業時支腿的耐力進行相應驗算復核，若支腿荷載超出地鐵上蓋板承載力，需相應鋪設箱體或擱置枕木以便均攤荷載。選用針式接閃器作為塔吊防雷接閃器，焊接針式接閃器于塔吊最頂部，針尖高度超過塔頂1 000 mm。選用φ20 mm鍍鋅鋼管磨尖作為避雷針，安裝長度高于塔帽1 m。塔吊防雷利用原有車輛檢修段平臺的框架柱主筋上的防雷引下線，與塔吊基礎鋼筋焊接連接，塔身傳至塔吊基礎鋼筋，防雷接地連接處應焊接飽滿，根據規范要求控制焊接倍數，針對接地電阻≤1 Ω的塔吊電氣重復接地，應單獨設置1根50 mm×50 mm×2 500 mm的鍍鋅角鋼，引至車輛檢修段平臺上預留接地裝置，采用銅質編織軟線連接，接地電阻≤6 Ω。

3.2 施工道路布置

考慮到車輛段蓋板結構受力復雜，轉換結構多，上蓋蓋板存在較多上翻梁，為保證建筑材料能及時運輸至蓋板上，需結合設計預留荷載合理布置蓋板上方運輸道路，布置原則如下：

1）充分考慮材料及構件運輸車輛質量，嚴格控制車輛總質量在40 t以內，施工道路荷載限制為35 kN/m2。

2）充分利用Y形匝道及蓋板預留設計荷載較大區域，確定施工主干道和分支施工道路。

3）合理考慮混凝土澆筑停泵需要，避免對施工道路造成影響。

4）運輸車道寬度不小于6 m且方便運輸車輛行駛。

5）為了加快施工進度，保證施工過程中材料運輸通暢，并且方便室外總體施工提前穿插，在新建地庫夾層空腔底板及頂板上設置施工道路，并提前與設計方溝通，進行相應配筋加強。

6）擬布置主匝道存在上翻梁時，需設置結構轉換坡道，坡道借助預留柱、轉換梁和上翻梁進行設置：上蓋蓋板柱網9 000 mm×14 400 mm，沿進深方向間隔4 800 mm鋪設600 mm×500 mm×20 mm×30 mm的焊接H型鋼轉換梁，澆筑1道厚100 mm的C30混凝土板，使用結構設計軟件對轉換坡道進行計算并進行混凝土板配筋（圖6），板面中間向兩邊設置2%的坡度，中間為分水線，水排向相鄰跨的落水管。

圖6 結構轉換坡道平面示意

7）施工道路面層具體做法為：結構樓板；WS M15水泥砂漿（厚15 mm）找平層；4＋3聚酯胎改性瀝青防水卷；隔離層；厚150 mm的C30細石混凝土保護層（內配φ8 mm@200 mm雙向鋼筋）（保護層2%橫坡，最薄處厚150 mm）。

3.3 材料堆場布置

主要材料堆場盡量靠近施工用料現場，盡量靠近樓棟或在塔吊起重能力范圍內，并且不影響運輸通道，要考慮運輸車輛進出方便。

新建地庫夾層施工時，考慮到蓋板荷載預留區域較少，施工材料堆場主要放置于Y形匝道，材料再通過塔吊駁運進場施工；待新建地庫夾層完成后（圖7），上部結構施工時，施工材料堆場設置在新建轉換夾層的頂板上，針對堆載較大區域（如PC構件堆場、鋼結構構件堆場），施工材料堆場的荷載限制為20 kN/m2（堆場下鋪設1層鋼板），需提前與設計方溝通，進行相應配筋加強。

圖7 上蓋結構主體施工平面布置示意

3.4 其他場地布置內容

1）施工現場排水：轉換層結構施工期間，充分利用上蓋的排水系統，進行虹吸式排水。轉換層結構施工完成后，施工上部結構階段，在每棟主樓范圍內各設置2個排水集水井，排入地下排水體系內。沿Y形主匝道兩側設置寬250 mm排水溝，通過三級沉淀池排入市政管網。同時，在Y形匝道施工大門口位置設置相應沉淀池及車輛沖洗平臺，上蓋積水經有組織過濾沉淀后方能排入鄰近市政下水管道，在混凝土泵附近布置沉灰池（1 000 mm×2 000 mm×1 000 mm）。污廢水系統：在蓋板以下相鄰的辦公區及生活區設置化糞池，化糞池管溝及所埋設的管道坡度均按0.2%～0.3%考慮。

2）現場地鐵蓋板以上供水采用φ50 mm鍍鋅鐵管，沿圍墻或地鐵上蓋道路設置，并設置3個水泵房，共布置6臺增壓泵。一律使用φ100 mm鍍鋅水管作為消防用水管，施工用水與現場臨時消防用水分開設置。

3）本項目所采用的臨時供配電系統供電級數不超過三級，根據現場條件配電模式為：地鐵車輛段箱變→分區配電箱→終端配電箱。配電方式：通過放射式供電至各區域配電箱，采用樹干式配電方式為樓層內垂直配電，由于高層樓棟在結構施工期間，為了滿足使用要求須另設一回路專供吊裝區域電焊機使用，遺留下的接線箱端口作為各層施工用電的備用電源。

4）施工電梯采用SC200/200型施工升降機，施工電梯基礎位于新建地庫夾層底板上，無法采取回頂加固措施，需設置轉換梁板基礎，轉換梁底離蓋板頂凈距500 mm，轉換梁頂與地庫夾層底板面齊平。另根據施工升降機使用手冊要求，基礎采用C30混凝土，板厚600 mm，內配雙層雙向φ25 mm@120 mm鋼筋。根據施工升降機主要技術參數計算施工電梯基礎承載力，并采用PKPM結構設計軟件對施工電梯轉換梁板基礎進行結構計算，根據計算結果進行相應配筋。施工電梯基礎混凝土澆搗完成后對地腳螺栓進行相應校正，待基礎混凝土強度達到100%后，方可進行施工電梯安裝。

4 結語

隨著城市空間開發的深入推進，以公共交通為導向的開發（TOD）模式項目層出不窮，原地鐵車輛段設計預留荷載值較小，往往給上蓋開發施工造成制約，施工材料水平運輸及垂直運輸極為困難。

本文通過對上海市徐盈路西側地塊開發項目上蓋場地進行系統分析，合理布置塔吊轉換基礎、施工道路、材料堆場和臨時排水等，充分利用下蓋結構梁柱承載力進行相應結構轉換，不僅實現了措施成本的節約，同時也提升了現場施工的效率，圓滿地完成了開發商節點工期目標，保障了地鐵車輛段安全運行，杜絕了地鐵車輛段上蓋開裂與滲漏，達到了預期的效果，可為類似的大型地鐵上蓋項目施工場地布置提供借鑒。