城市深層地下空間設(shè)計(jì)論文

時(shí)間:2022-02-13 08:18:51

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城市深層地下空間設(shè)計(jì)論文

摘要:近年來(lái),建筑行業(yè)飛速發(fā)展,深層地下空間得到廣泛利用,地下空間的設(shè)計(jì)質(zhì)量成為關(guān)鍵。往往一點(diǎn)小的差錯(cuò)影響著地下空間設(shè)計(jì)質(zhì)量,它不僅關(guān)系著地下設(shè)施及地上建筑物的穩(wěn)定性,更關(guān)系著人民生命、財(cái)產(chǎn)的安全。因此本文對(duì)城市深層地下空間設(shè)計(jì)與施工主要技術(shù)進(jìn)行分析,以期為相關(guān)工程提供參考。

關(guān)鍵詞:城市;地下空間;施工技術(shù)圖1地下市政綜合管廊內(nèi)景圖

1引言

我國(guó)建筑行業(yè)發(fā)展,對(duì)地下空間的利用呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的勢(shì)頭。城市地下廣場(chǎng)工程數(shù)量越來(lái)越多,地下工程施工量隨之也越來(lái)越大,對(duì)施工質(zhì)量的要求越來(lái)越高,同時(shí)對(duì)工程的現(xiàn)場(chǎng)管理提出了更高的要求。因此本文對(duì)城市深層地下空間設(shè)計(jì)與施工主要技術(shù)進(jìn)行分析,具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

2工程概況

某廣場(chǎng)地下通道是橫穿民族大道連接人民大會(huì)堂廣場(chǎng)和會(huì)展中心負(fù)一層停車場(chǎng)的車行隧道。距人大建筑基礎(chǔ)40~45m,距地鐵會(huì)展站邊墻40~50m,隧道上覆土1.7~2.7m,上跨地鐵軌道1號(hào)線,距地鐵管片最近處2.28m。3空間設(shè)計(jì)空間設(shè)計(jì)要遵循實(shí)用、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)和綠色的設(shè)計(jì)原則。受空間獨(dú)特性、安全性影響,地下空間慎用新技術(shù)、新工藝、新材料,力求使空間結(jié)構(gòu)的組織與規(guī)劃設(shè)計(jì)樸實(shí)又美觀??臻g設(shè)計(jì)要與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相匹配,好的空間設(shè)計(jì)要有利于促進(jìn)施工效率,并盡量符合現(xiàn)有施工技術(shù)和施工標(biāo)準(zhǔn),有助于大型機(jī)械的進(jìn)駐和施工,有助于節(jié)省維護(hù)和養(yǎng)護(hù)成本,并滿足抗震、防滲等設(shè)計(jì)要求。以南寧市人大廣場(chǎng)下穿通道為例,空間功能主要設(shè)計(jì)為以人行地下通道功能為主,輔以地下交通運(yùn)輸系統(tǒng),商業(yè)、餐飲、娛樂(lè)等地下公共服務(wù)系統(tǒng),管廊、管溝、綜合服務(wù)等地下市政設(shè)施系統(tǒng)(圖1),以及地下防災(zāi)與能源系統(tǒng)。平面設(shè)計(jì)、縱斷面設(shè)計(jì)服從地下總體設(shè)計(jì)。預(yù)制段分為左右兩線,橫斷面尺寸7.1×3.9m,垂直凈跨徑2.8m,橫向凈跨徑為5.9m,采用預(yù)制管節(jié);現(xiàn)澆段分為3部分?,F(xiàn)澆段①為棄殼現(xiàn)澆段,長(zhǎng)6.03m,斷面尺寸6.9×4.2m,與斜交圓管涵端口預(yù)制管節(jié)相接;現(xiàn)澆段②與新建排水渠共用的一個(gè)板塊,長(zhǎng)11.7m;現(xiàn)澆段③凈跨11.0~14.2m,長(zhǎng)9.25m,頂板厚度為1.2m,底板厚度0.6m;側(cè)墻厚度1.2m,與會(huì)展中心地下室一層安全通道口、樓梯口、預(yù)留洞口相接。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):全長(zhǎng)120.23m,預(yù)制段90.4m,現(xiàn)澆段27.62m;隧道總面積2274m2。通道為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),頂管通道主體施工段選擇預(yù)制鋼筋混凝土管片,通道頂按道路色彩、質(zhì)感、構(gòu)形與設(shè)計(jì)風(fēng)格一致。地基承載力高于220kPa,地基承載力閾值為330kPa。頂板內(nèi)表面采用吊頂質(zhì)量好、做工精致的鋁蜂窩穿孔吸音板,側(cè)墻內(nèi)表面采用亞光吸音隧道瓷磚。

4施工主要技術(shù)

4.1基坑支護(hù)開(kāi)挖施工?;硬捎弥ёo(hù)樁+內(nèi)支撐支護(hù)。降水方案確??尚?、可靠,開(kāi)挖前在圍護(hù)結(jié)構(gòu)頂設(shè)置截水溝,地道基坑內(nèi)應(yīng)設(shè)置臨時(shí)排水溝?,F(xiàn)狀地面以下2.0m范圍內(nèi)須采用人工開(kāi)挖,開(kāi)挖前探明地下管線設(shè)施。機(jī)械開(kāi)挖設(shè)計(jì)基坑墊層標(biāo)高以上300mm時(shí),須進(jìn)行基坑驗(yàn)收?;拥撞砍休d力高于180kPa。4.2預(yù)制管節(jié)制作及拼裝要求。①管節(jié)制作應(yīng)滿足《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》(GB50204-2002)等質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。②管片生產(chǎn)前應(yīng)對(duì)鋼模誤差進(jìn)行監(jiān)測(cè)。③襯砌表面應(yīng)無(wú)污染、缺損、裂紋、脫皮;在保存和運(yùn)輸過(guò)程中做好保護(hù)措施。④為確保裝配式結(jié)構(gòu)具有合格的承載性,每生產(chǎn)出20環(huán)管節(jié)應(yīng)隨機(jī)抽取3環(huán)進(jìn)行拼裝檢驗(yàn),水平拼裝允許誤差如表1。4.3端頭加固。①頂管始發(fā)及接收端頭選擇準(zhǔn)800@650mm三重管噴射注漿工法加固,加固隧道頂及隧道底上下各3m范圍,試樣在無(wú)側(cè)向壓力條件下滿足固結(jié)體土體無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度超過(guò)0.8Mpa,且加固體水力傳導(dǎo)系數(shù)不超過(guò)0.1m/d的標(biāo)準(zhǔn)。②三重管噴射注漿工法應(yīng)注意:a.水泥摻入比高于35%,水泥選擇R42.5強(qiáng)度普通硅酸鹽水泥,并添加復(fù)合外加劑。b.施工前必須先打不少于3根的工藝試驗(yàn)樁,以確定各項(xiàng)施工參數(shù)。c.地內(nèi)壓力可控式旋噴樁水流壓力高于30MPa,加速度小于8cm/min,旋轉(zhuǎn)速度高于10rpm。d.水灰比取1.3±2。③在基坑開(kāi)挖前、明挖圍護(hù)樁施工后加固端頭。4.4減阻措施。①為降低降低頂管頂力和減輕土體擾動(dòng),在管節(jié)外壁壓注觸變泥漿,使膨潤(rùn)土水溶液呈固體狀態(tài),以降低阻力及頂力。②施工時(shí)要避免以往施工工藝注漿管拔出時(shí)引起的砂漿流失。③壓漿要按照“先壓后頂、隨頂隨壓、及時(shí)補(bǔ)漿”的原則。4.5現(xiàn)澆段結(jié)構(gòu)。①按照《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》(GB50204-2015)、《鋼筋焊接及驗(yàn)收規(guī)程》(JGJ18-2012)等施工規(guī)范做好質(zhì)量控制。②結(jié)構(gòu)施工前,首先做好施工圖審查,確定預(yù)埋件、預(yù)留孔是否遺漏。③嚴(yán)格按照施工圖紙對(duì)結(jié)構(gòu)各點(diǎn)標(biāo)高、坡度、尺寸、位置進(jìn)行施工。④鋼筋長(zhǎng)度按實(shí)放樣,并滿足構(gòu)造要求。⑤鋼筋綁扎前要鋪設(shè)墊塊,確保受力主筋的保護(hù)層厚度。⑥施工縫的型式及防水要參照《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》進(jìn)行施工。鋼筋搭接處,接頭錯(cuò)開(kāi)至少500mm。⑦采取科學(xué)有效的養(yǎng)護(hù)措施,確保混凝土強(qiáng)度正常增長(zhǎng)。實(shí)踐中,在混凝土密實(shí)成型后開(kāi)始持續(xù)時(shí)間為0.5h的早期養(yǎng)護(hù)。此時(shí)在表面涂?jī)蓪颖∧ゐB(yǎng)護(hù)劑,混凝土表面不再下沉?xí)r采用土工布覆蓋。

5附屬結(jié)構(gòu)

5.1地面鋪裝。地面鋪裝采用80cm×80cm×3cm防滑隧道瓷磚(色號(hào)為6-3-4),在其下設(shè)2cm的M15水泥砂漿,水泥砂漿下設(shè)30cmC20素混凝土。5.2側(cè)向鋪裝采用亞光吸音隧道瓷磚(防火等級(jí)A級(jí)),尺寸為40cm×40cm,色號(hào)為(6-3-6)。5.3排水設(shè)。1.5%的橫坡排水,隧道內(nèi)采用排水側(cè)溝。5.4管線及照明預(yù)埋件。經(jīng)過(guò)本工程的管線主要為沿線照明線路,保證鋼筋最小保護(hù)層滿足要求條件下在頂板側(cè)墻相關(guān)位置預(yù)埋塑料管道。5.5防水工程。5.5.1預(yù)制管節(jié)防水及防水構(gòu)造要求(1)管節(jié)接口采用“F”型承插式,這種施工工藝在風(fēng)載作用下的剛度和強(qiáng)度有所優(yōu)化,接縫防水裝置選擇鋸齒型氯丁橡膠止水圈。(2)為確保管遷及施工可控性,基于頂進(jìn)行程滿足管節(jié)下放要求,每環(huán)管節(jié)預(yù)埋套管及預(yù)留孔洞,每邊設(shè)置2個(gè)。(3)為使管節(jié)頂進(jìn)過(guò)程中減小頂進(jìn)阻力,滿足在頂進(jìn)施工結(jié)束后置換注漿減摩的需要,每環(huán)管節(jié)沿環(huán)向布置10個(gè)注漿孔,鋼管鉆設(shè)注漿孔間距為100~150mm。(4)彈性密封止水圈采用氯丁橡膠和水膨脹橡膠的混合體,并以粘結(jié)劑貼與管片基面上。(5)管節(jié)與管節(jié)之間采用中等硬度的木質(zhì)材料-膠合板作為襯墊,板接頭處以企口方式相接。(6)管節(jié)下部的嵌縫槽采用密封膠嵌填;管節(jié)與鋼環(huán)間構(gòu)成的嵌縫槽采用聚氨酯密封膠嵌注。(7)在鋼套環(huán)上的兩圈筋之間嵌入擠出型SM膠,其材質(zhì)為單組份水膨脹密封膠,從而形成一封閉圓環(huán)。(8)接口插入前,在止水圈斜面上和鋼套環(huán)斜口上均勻涂刷一層硅油,嚴(yán)禁采用其他油脂或肥皂水之類的潤(rùn)滑劑。5.5.2現(xiàn)澆段防水要求本工程防水工程主要包括隧道外周防水和管節(jié)接縫防水,具體設(shè)計(jì)見(jiàn)圖紙,施工時(shí)應(yīng)符合《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》等規(guī)范的相關(guān)要求。5.6防火工程。本工程防火工程設(shè)計(jì):隧道內(nèi)頂板采用吸音鋁蜂窩吊頂板(防火等級(jí)A級(jí)),擋煙垂壁、變形縫、消火栓門等防火裝飾材料變形縫需要從基礎(chǔ)部分也要斷開(kāi),裝飾顏色需彩色小樣,經(jīng)甲方、監(jiān)理單位同意后才能大范圍實(shí)施。主要指標(biāo)如下:耐火極限≥4h,耐水性≥24h,粘接強(qiáng)度≥0.1MPa,抗壓強(qiáng)度≥1.2MPa。噴涂之前應(yīng)檢查頂板表面,剔除混凝土基層表面的疏松部分,表面應(yīng)無(wú)浮塵、疏松物、油污,必須保持基層干凈。每延米的隧道面積中,蜂窩麻面及氣泡面積應(yīng)在小于0.5%范圍內(nèi),表面平整度控制在8mm以內(nèi),按HGJ229-91施工及驗(yàn)收規(guī)范處理蜂窩、麻面、裂縫。

6結(jié)束語(yǔ)

為了最大化實(shí)現(xiàn)地下空間設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量,使各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)滿足規(guī)定要求,相關(guān)技術(shù)人員必須以施工圖紙和施工技術(shù)要求為依據(jù),對(duì)施工中容易出現(xiàn)的各種問(wèn)題進(jìn)行預(yù)防與處理,做好前期測(cè)量、試驗(yàn)、觀察等各項(xiàng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)性工作,通過(guò)采取完善的現(xiàn)場(chǎng)管理制度和有效的施工工藝,使本工程的質(zhì)量、安全符合要求。

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作者:吳曉燕 單位:湖北省林業(yè)勘察設(shè)計(jì)院