地鐵圍護(hù)結(jié)構(gòu)拆除工藝研究

鄧 杰

（中鐵十九局集團(tuán)軌道交通工程有限公司，北京 101399）

0 引言

在地鐵車站施工過程中，附屬結(jié)構(gòu)的施工一般在主體結(jié)構(gòu)施工完成后進(jìn)行，附屬結(jié)構(gòu)和車站之間的交匯部位有主體圍護(hù)結(jié)構(gòu)存在，為了將主體和附屬結(jié)構(gòu)打通，則需要對交匯部位的圍護(hù)結(jié)構(gòu)予以拆除。然而，這是一項安全風(fēng)險很高的施工，必須引起相關(guān)人員的高度重視，根據(jù)項目的實際情況，探究合理可行的施工工藝，通過比選選擇適宜的施工方案，并在施工中加以嚴(yán)格實施和控制，以保證最終的施工效果。

1 工程概況

某地鐵站的1 號風(fēng)亭是一個異形風(fēng)亭，采用兩道尺寸為600 mm×800 mm 的混凝土支撐。在支撐設(shè)計過程中，為保證基坑受力穩(wěn)定，將主體和附屬結(jié)構(gòu)利用中間支撐連接成一起，形成一個整體。由于1 號風(fēng)亭的支撐結(jié)構(gòu)和主體結(jié)構(gòu)冠梁直接相連，所以車站主體結(jié)構(gòu)圍護(hù)樁難以提前拆除，使風(fēng)亭主體結(jié)構(gòu)不得不分成多塊進(jìn)行施工。為順利完成主體及附屬結(jié)構(gòu)施工，應(yīng)在明確基坑受力情況的基礎(chǔ)上，結(jié)合支撐結(jié)構(gòu)，通過綜合考慮，確定適宜的施工工藝。

2 施工工藝

在地鐵車站施工過程中，對附屬圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，通常不會在主體結(jié)構(gòu)和附屬結(jié)構(gòu)兩者交匯部位設(shè)置支撐，以便于該部位圍護(hù)結(jié)構(gòu)正常拆除，確保主體與附屬兩部分結(jié)構(gòu)都能順利開展施工。在未設(shè)支撐的條件下，施工可按照以下流程進(jìn)行：先拆除交匯處主體圍護(hù)結(jié)構(gòu)，隨即開始底板施工，然后拆除第二道支撐，進(jìn)行側(cè)墻施工與頂板施工，最后拆除第一道支撐。當(dāng)附屬結(jié)構(gòu)在未設(shè)支撐結(jié)構(gòu)的條件下對撐至主體結(jié)構(gòu)時，整個附屬結(jié)構(gòu)的施工都能達(dá)到順暢，每一道施工工序都能嚴(yán)格到位，澆筑施工可一次性完成，使基坑表現(xiàn)出良好防水性，有效降低安全風(fēng)險，最終確保基坑得以快速封閉[1]。

3 施工方案

根據(jù)該地鐵車站1 號風(fēng)亭所用支撐系統(tǒng)實際情況，并結(jié)合現(xiàn)場各項施工條件，充分參考以往工程經(jīng)驗，制定以下兩套施工方案：

3.1 方案一

風(fēng)亭和車站之間交匯部位的主體圍護(hù)結(jié)構(gòu)共分成兩期進(jìn)行拆除，第一期對未受力的圍護(hù)樁進(jìn)行拆除，共拆除15 根；完成第一期拆除，并清理完成后，對此處的頂?shù)装迮c側(cè)墻進(jìn)行施工，使車站主體和附屬結(jié)構(gòu)能夠形成一體，保證基坑整體安全性。在結(jié)構(gòu)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，對受力的圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行拆除，最后施工所有剩余的附屬結(jié)構(gòu)部分。

該方案的具體施工步驟為：

（1）將基坑開挖完成后，對未受力的圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行拆除，直到風(fēng)亭底板以下20 cm。

（2）將未受力的圍護(hù)結(jié)構(gòu)拆除完成后，做好此段區(qū)域的地基驗槽、墊層及防水工作，然后開始綁扎底板鋼筋，并進(jìn)行混凝土澆筑，以此封閉局部基底。

（3）待底板澆筑的混凝土實際情況達(dá)到設(shè)計要求后，對第二道支撐結(jié)構(gòu)予以拆除，然后進(jìn)行側(cè)墻鋼筋綁扎與混凝土澆筑。

（4）側(cè)墻成型后，綁扎頂板鋼筋并澆筑混凝土，使附屬和主體結(jié)構(gòu)兩部分形成一個整體，保證結(jié)構(gòu)受力整體穩(wěn)定性。

（5）完成對頂板的澆筑，且混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計要求后，拆除全部第一道支撐結(jié)構(gòu)。

（6）完成對第一道支撐結(jié)構(gòu)的拆除，且檢查確認(rèn)圍護(hù)結(jié)構(gòu)無任何影響因素后，開始拆除受力圍護(hù)結(jié)構(gòu)。

在以上施工過程當(dāng)中會產(chǎn)生很多施工縫，要對施工縫予以有效的防水處理，避免底板發(fā)生滲漏。

3.2 方案二

一次性拆除風(fēng)亭和車站之間交匯部位的主體圍護(hù)結(jié)構(gòu)，期間進(jìn)行必要的換撐，使基坑的受力始終保持穩(wěn)定。

該方案的具體施工步驟為：

（1）將基坑開挖到位后，開始底板施工，包括鋼筋綁扎與混凝土澆筑。

（2）底板施工完成后，在原支撐所在位置予以換撐，避免對第二道支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行拆除時底板產(chǎn)生位移。

（3）在底板澆筑的混凝土實際強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計要求后，拆除第二道支撐結(jié)構(gòu)，在拆除的同時應(yīng)密切注意軸力及其發(fā)生的變化。

（4）將第二道支撐結(jié)構(gòu)拆除完成后，開始側(cè)墻施工。

（5）完成對側(cè)墻的施工后，開始頂板施工，此時風(fēng)亭將形成一個整體，使受力達(dá)到穩(wěn)定。

（6）頂板澆筑結(jié)束且混凝土強(qiáng)度達(dá)到要求后，拆除底板換撐。

（7）所有支撐結(jié)構(gòu)拆除結(jié)束后，開始拆除冠梁與樁基。

換撐結(jié)構(gòu)的焊縫必須達(dá)到飽滿，滿足相關(guān)技術(shù)規(guī)范提出的要求，并應(yīng)在適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置軸力計，按照一天兩次的頻率進(jìn)行監(jiān)測，一般情況下軸力應(yīng)控制在2000 kN 以內(nèi)。如果經(jīng)監(jiān)測發(fā)現(xiàn)軸力達(dá)到2000 kN 以上，則應(yīng)對換撐結(jié)構(gòu)予以適當(dāng)加密，并澆筑強(qiáng)度等級為C35 的混凝土，避免基坑失穩(wěn)[2]。

4 方案比選

以上兩套方案有各自的優(yōu)勢，其中，方案一的優(yōu)點為附屬結(jié)構(gòu)和主體結(jié)構(gòu)之間能及時連接形成一個整體，對保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性有利，能為基坑安全提供良好的保證。但也存在一些缺點，如圍護(hù)結(jié)構(gòu)拆除方面的成本相對較高，有很多施工縫，對結(jié)構(gòu)防水不利，易產(chǎn)生滲漏，導(dǎo)致質(zhì)量缺陷，使堵漏成本明顯增加。另外，方案的工序較為繁瑣，需要進(jìn)行兩次工序轉(zhuǎn)換，使工期不得不延長。

方案二的優(yōu)點為將底板分段部位留設(shè)于原變形縫處，能有效減少施工縫的數(shù)量，對結(jié)構(gòu)自身防水性提供良好的保證；與方案一相比工序轉(zhuǎn)換相對較少，能減少15 d 左右的工期；圍護(hù)結(jié)構(gòu)可以一次性完成拆除，減少相應(yīng)的成本。但也存在一些缺點，如換撐時需要設(shè)置工字鋼，且基坑的穩(wěn)定性比方案一略差，需采取必要的應(yīng)急措施。

綜合考慮施工現(xiàn)場實際情況，并結(jié)合工期與成本方面的要求，決定將方案二作為最佳方案。

5 方案實施

基于方案二的具體實施流程為：底板鋼筋綁扎與混凝土澆筑→換撐→拆除第二道支撐結(jié)構(gòu)→側(cè)墻鋼筋綁扎與混凝土澆筑→頂板施工→拆除第一道支撐結(jié)構(gòu)→拆除圍護(hù)結(jié)構(gòu)→剩余部分頂?shù)装寮皞?cè)墻施工。

在現(xiàn)場施工過程中，在換撐部分安裝軸力計，以此每天都對軸力及其產(chǎn)生的變化進(jìn)行監(jiān)測，以監(jiān)測結(jié)果為依據(jù)采取有效的措施[3]。由于本次施工中監(jiān)測到的軸力始終保持穩(wěn)定，所以未采取任何措施。

按照以上流程進(jìn)行施工時，對于主體部分的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，在開挖施工的同時借助炮機(jī)拆除，由于風(fēng)亭和主體結(jié)構(gòu)之間交匯的圍護(hù)結(jié)構(gòu)承受一定軸力，在開挖時不可拆除，所以應(yīng)先進(jìn)行支撐，在支撐達(dá)到穩(wěn)定后才能進(jìn)行施工。另外，在頂?shù)装迮c側(cè)墻的施工初步完成后，會使現(xiàn)場的作業(yè)空間明顯減小，不再具備使用炮機(jī)進(jìn)行拆除作業(yè)的條件，所以要使用吊車、水鉆與繩鋸進(jìn)行施工，對圍護(hù)結(jié)構(gòu)予以分段切割，直到拆除完整個圍護(hù)結(jié)構(gòu)[4]。

施工中，應(yīng)先用挖機(jī)將冠梁的位置挖出，在冠梁的周圍按照45°進(jìn)行放坡開挖，完成開挖后鋪設(shè)一道鋼筋網(wǎng)片，并澆筑一層20 cm 厚、強(qiáng)度等級為C20 的混凝土，以此起到避免滑坡與坍塌的作用[5]。

將邊坡支護(hù)穩(wěn)固后，開始拆除冠梁及圍護(hù)結(jié)構(gòu)。在相鄰兩個圍護(hù)結(jié)構(gòu)之間穿入繩鋸，以此對冠梁部分進(jìn)行切割拆除。將冠梁拆除后，將冠梁吊起，此時吊車應(yīng)始終處在干預(yù)受力的實際狀態(tài)。在冠梁底部下方2 m 的位置對圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行拆除，然后用吊車和板車盡快將拆除下來的圍護(hù)結(jié)構(gòu)運出場。為便于拆除，可將拆除時需用的設(shè)備放在車站中的站廳層或風(fēng)亭內(nèi)部[6]。

在拆除圍護(hù)結(jié)構(gòu)之前，應(yīng)先進(jìn)行地面擋水坎施工，使其達(dá)到30 cm 以上，在站廳層的出入口處都應(yīng)做好臨時圍蔽結(jié)構(gòu)的施工，以免車站中的工作人員誤入施工場地。另外，為避免車站涌水，還需在現(xiàn)場配備至少兩臺功率不低于5.5 kW 的水泵，并注意防塵，在拆除施工中通過適當(dāng)灑水來降塵防塵，以免對車站造成污染。

6 結(jié)語

綜上所述，地鐵車站施工有很多技術(shù)難點，對于車站主體結(jié)構(gòu)和附屬結(jié)構(gòu)之間交匯部位的圍護(hù)結(jié)構(gòu)拆除施工，不僅難度大，而且安全風(fēng)險很高。在設(shè)計工作中就應(yīng)充分考慮使用適宜的支撐方式，在確保結(jié)構(gòu)受力達(dá)到安全的基礎(chǔ)上，盡可能防止附屬支撐結(jié)構(gòu)和圍護(hù)結(jié)構(gòu)直接相連，以便于圍護(hù)結(jié)構(gòu)拆除和之后主體及附屬結(jié)構(gòu)正常施工。目前，該地鐵車站的主體和附屬結(jié)構(gòu)之間交互部位的圍護(hù)結(jié)構(gòu)拆除施工已經(jīng)順利完成，值得類似項目參考借鑒。