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城市深层地下空间设计论文

摘要:近年来,建筑行业飞速发展,深层地下空间得到广泛利用,地下空间的设计质量成为关键。往往一点小的差错影响着地下空间设计质量,它不仅关系着地下设施及地上建筑物的稳定性,更关系着人民生命、财产的安全。因此本文对城市深层地下空间设计与施工主要技术进行分析,以期为相关工程提供参考。

关键词:城市;地下空间;施工技术图1地下市政综合管廊内景图

1引言

我国建筑行业发展,对地下空间的利用呈现出蓬勃发展的势头。城市地下广场工程数量越来越多,地下工程施工量随之也越来越大,对施工质量的要求越来越高,同时对工程的现场管理提出了更高的要求。因此本文对城市深层地下空间设计与施工主要技术进行分析,具有一定的现实意义。

2工程概况

某广场地下通道是横穿民族大道连接人民大会堂广场和会展中心负一层停车场的车行隧道。距人大建筑基础40~45m,距地铁会展站边墙40~50m,隧道上覆土1.7~2.7m,上跨地铁轨道1号线,距地铁管片最近处2.28m。3空间设计空间设计要遵循实用、稳定、经济和绿色的设计原则。受空间独特性、安全性影响,地下空间慎用新技术、新工艺、新材料,力求使空间结构的组织与规划设计朴实又美观。空间设计要与结构设计相匹配,好的空间设计要有利于促进施工效率,并尽量符合现有施工技术和施工标准,有助于大型机械的进驻和施工,有助于节省维护和养护成本,并满足抗震、防渗等设计要求。以南宁市人大广场下穿通道为例,空间功能主要设计为以人行地下通道功能为主,辅以地下交通运输系统,商业、餐饮、娱乐等地下公共服务系统,管廊、管沟、综合服务等地下市政设施系统(图1),以及地下防灾与能源系统。平面设计、纵断面设计服从地下总体设计。预制段分为左右两线,横断面尺寸7.1×3.9m,垂直净跨径2.8m,横向净跨径为5.9m,采用预制管节;现浇段分为3部分。现浇段①为弃壳现浇段,长6.03m,断面尺寸6.9×4.2m,与斜交圆管涵端口预制管节相接;现浇段②与新建排水渠共用的一个板块,长11.7m;现浇段③净跨11.0~14.2m,长9.25m,顶板厚度为1.2m,底板厚度0.6m;侧墙厚度1.2m,与会展中心地下室一层安全通道口、楼梯口、预留洞口相接。结构设计:全长120.23m,预制段90.4m,现浇段27.62m;隧道总面积2274m2。通道为钢筋混凝土框架结构,顶管通道主体施工段选择预制钢筋混凝土管片,通道顶按道路色彩、质感、构形与设计风格一致。地基承载力高于220kPa,地基承载力阈值为330kPa。顶板内表面采用吊顶质量好、做工精致的铝蜂窝穿孔吸音板,侧墙内表面采用亚光吸音隧道瓷砖。

4施工主要技术

4.1基坑支护开挖施工。基坑采用支护桩+内支撑支护。降水方案确保可行、可靠,开挖前在围护结构顶设置截水沟,地道基坑内应设置临时排水沟。现状地面以下2.0m范围内须采用人工开挖,开挖前探明地下管线设施。机械开挖设计基坑垫层标高以上300mm时,须进行基坑验收。基坑底部承载力高于180kPa。4.2预制管节制作及拼装要求。①管节制作应满足《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2002)等质量标准。②管片生产前应对钢模误差进行监测。③衬砌表面应无污染、缺损、裂纹、脱皮;在保存和运输过程中做好保护措施。④为确保装配式结构具有合格的承载性,每生产出20环管节应随机抽取3环进行拼装检验,水平拼装允许误差如表1。4.3端头加固。①顶管始发及接收端头选择准800@650mm三重管喷射注浆工法加固,加固隧道顶及隧道底上下各3m范围,试样在无侧向压力条件下满足固结体土体无侧限抗压强度超过0.8Mpa,且加固体水力传导系数不超过0.1m/d的标准。②三重管喷射注浆工法应注意:a.水泥掺入比高于35%,水泥选择R42.5强度普通硅酸盐水泥,并添加复合外加剂。b.施工前必须先打不少于3根的工艺试验桩,以确定各项施工参数。c.地内压力可控式旋喷桩水流压力高于30MPa,加速度小于8cm/min,旋转速度高于10rpm。d.水灰比取1.3±2。③在基坑开挖前、明挖围护桩施工后加固端头。4.4减阻措施。①为降低降低顶管顶力和减轻土体扰动,在管节外壁压注触变泥浆,使膨润土水溶液呈固体状态,以降低阻力及顶力。②施工时要避免以往施工工艺注浆管拔出时引起的砂浆流失。③压浆要按照“先压后顶、随顶随压、及时补浆”的原则。4.5现浇段结构。①按照《混凝土结构工程施工及验收规范》(GB50204-2015)、《钢筋焊接及验收规程》(JGJ18-2012)等施工规范做好质量控制。②结构施工前,首先做好施工图审查,确定预埋件、预留孔是否遗漏。③严格按照施工图纸对结构各点标高、坡度、尺寸、位置进行施工。④钢筋长度按实放样,并满足构造要求。⑤钢筋绑扎前要铺设垫块,确保受力主筋的保护层厚度。⑥施工缝的型式及防水要参照《地下工程防水技术规范》进行施工。钢筋搭接处,接头错开至少500mm。⑦采取科学有效的养护措施,确保混凝土强度正常增长。实践中,在混凝土密实成型后开始持续时间为0.5h的早期养护。此时在表面涂两层薄膜养护剂,混凝土表面不再下沉时采用土工布覆盖。

5附属结构

5.1地面铺装。地面铺装采用80cm×80cm×3cm防滑隧道瓷砖(色号为6-3-4),在其下设2cm的M15水泥砂浆,水泥砂浆下设30cmC20素混凝土。5.2侧向铺装采用亚光吸音隧道瓷砖(防火等级A级),尺寸为40cm×40cm,色号为(6-3-6)。5.3排水设。1.5%的横坡排水,隧道内采用排水侧沟。5.4管线及照明预埋件。经过本工程的管线主要为沿线照明线路,保证钢筋最小保护层满足要求条件下在顶板侧墙相关位置预埋塑料管道。5.5防水工程。5.5.1预制管节防水及防水构造要求(1)管节接口采用“F”型承插式,这种施工工艺在风载作用下的刚度和强度有所优化,接缝防水装置选择锯齿型氯丁橡胶止水圈。(2)为确保管迁及施工可控性,基于顶进行程满足管节下放要求,每环管节预埋套管及预留孔洞,每边设置2个。(3)为使管节顶进过程中减小顶进阻力,满足在顶进施工结束后置换注浆减摩的需要,每环管节沿环向布置10个注浆孔,钢管钻设注浆孔间距为100~150mm。(4)弹性密封止水圈采用氯丁橡胶和水膨胀橡胶的混合体,并以粘结剂贴与管片基面上。(5)管节与管节之间采用中等硬度的木质材料-胶合板作为衬垫,板接头处以企口方式相接。(6)管节下部的嵌缝槽采用密封胶嵌填;管节与钢环间构成的嵌缝槽采用聚氨酯密封胶嵌注。(7)在钢套环上的两圈筋之间嵌入挤出型SM胶,其材质为单组份水膨胀密封胶,从而形成一封闭圆环。(8)接口插入前,在止水圈斜面上和钢套环斜口上均匀涂刷一层硅油,严禁采用其他油脂或肥皂水之类的润滑剂。5.5.2现浇段防水要求本工程防水工程主要包括隧道外周防水和管节接缝防水,具体设计见图纸,施工时应符合《地下工程防水技术规范》等规范的相关要求。5.6防火工程。本工程防火工程设计:隧道内顶板采用吸音铝蜂窝吊顶板(防火等级A级),挡烟垂壁、变形缝、消火栓门等防火装饰材料变形缝需要从基础部分也要断开,装饰颜色需彩色小样,经甲方、监理单位同意后才能大范围实施。主要指标如下:耐火极限≥4h,耐水性≥24h,粘接强度≥0.1MPa,抗压强度≥1.2MPa。喷涂之前应检查顶板表面,剔除混凝土基层表面的疏松部分,表面应无浮尘、疏松物、油污,必须保持基层干净。每延米的隧道面积中,蜂窝麻面及气泡面积应在小于0.5%范围内,表面平整度控制在8mm以内,按HGJ229-91施工及验收规范处理蜂窝、麻面、裂缝。

6结束语

为了最大化实现地下空间设计和施工质量,使各项技术指标满足规定要求,相关技术人员必须以施工图纸和施工技术要求为依据,对施工中容易出现的各种问题进行预防与处理,做好前期测量、试验、观察等各项设计基础性工作,通过采取完善的现场管理制度和有效的施工工艺,使本工程的质量、安全符合要求。

参考文献

[1]雷震源.浅析土建施工管理中存在的问题与对策研究[J].江西建材,2015(17).

[2]朱云龙.浅析土建施工中存在的问题及解决对策[J].黑龙江科技信息,2012(07).

[3]徐昆明.土建工程结构安全性与耐久性设计[J].中国高新技术企业,2008(11).

作者:吴晓燕 单位:湖北省林业勘察设计院

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