地下室侧墙（精选4篇）
地下室侧墙 篇1
1 概述
埋置于土壤中的地下工程是整个建筑物重量的支撑,长期受到潮湿土壤、地下水的包围或浸泡,应根据不同防水等级设防要求,采用具备一定抗渗能力的钢筋混凝土作为地下结构本体防水。但混凝土本身是由水泥、砂、石子等非匀质材料组成的混合物,加上复杂的施工现场环境及建筑物的不均匀沉降等因素,混凝土结构存在大量的毛细孔和裂缝等缺陷,不可能达到完全致密的防水效果,故还须在防水混凝土结构的迎水面设置全外包柔性防水层,以彻底阻断水进入结构内部的途径,保护结构不受有害介质的侵蚀,阻止外部压力水在渗漏过程中引起结构钢筋锈蚀,延长建筑结构的使用寿命,同时也保证地下结构内部的正常使用功能。所以对地下工程而言,结构自防水以外的柔性防水层具有重要作用。
迎水面柔性防水层的耐水性、耐腐蚀性、物理力学性能及耐久性对结构非常重要,与结构同寿命方可达标,这就对柔性防水层的保护提出了很高的要求。而当前我国存在渗漏水问题的地下工程比比皆是,其中由于保护层材料选用不当、回填土本身不符合要求、未做好成品保护致使防水层发生破坏是造成渗漏水的主要原因,因此,有效的保护层是一个完善防水系统的重要组成部分。国家标准GB 50108—2008《地下工程防水技术规范》针对底板、顶板和侧墙防水层的保护作出了明确规定。保护侧墙柔性防水层的目的,一是防止回填过程中破坏防水层;二是防止建筑物在沉降时回填土中的尖硬物体擦伤防水层。
迄今为止,大量地下防水工程仍采用120 mm厚黏土砖墙作为侧墙保护层(图1),这种作法由于紧贴柔性防水层的砖墙有棱有角、凹凸不平,在受到回填土的侧向压力时,砖的棱角会破坏防水层;当建筑物发生沉降时,砖砌保护墙不随建筑物均匀沉降,防水层出现撕裂破坏,渗漏水问题就随之出现(图2)。
《地下工程防水技术规范》在对回填施工作出要求的同时,也对侧墙保护层材料作出了规定,要求“侧墙迎水面保护层宜选用软质保护材料或20 mm厚1∶2.5水泥砂浆”,“软质保护材料可采用沥青基防水保护板、塑料排水板或聚苯乙烯泡沫板等材料”。
侧墙防水层所用软质保护材料应具有一定的柔性和强度。与砖砌保护墙相比,聚苯乙烯泡沫板本身不破坏防水层,施工速度快,使用比较广泛。但常规的5 cm厚保护用EPS聚苯乙烯板的容重为18 kg/m3左右,在回填土压力作用下,实际厚度被压薄,保护作用随之降低,而且为了降低成本,不少施工单位使用厚度较薄、容重更小、吸水率高、强度较低、易于破碎的再生聚苯乙烯泡沫板作为侧墙软保护层,当回填土中含有建筑垃圾和其他杂物时,再生聚苯乙烯板本身被破坏,无法起到很好的保护作用(图3)。
地下防水工程亟需保护效果优良、施工简便、造价合理的材料作为软保护层。在欧美等发达国家,高密度聚乙烯(HDPE)排水板广泛应用于地下侧墙作为防水保护层。通过工程实践,我们发现“奇封”HDPE排水板是比较理想的软质保护材料,它不仅具有较高的抗破坏性能,能疏导汇集的地下水,减少室内外热传导,还有一定的辅助防水功能。
2 材料介绍
“奇封”HDPE排水保护板以HDPE为主要原料,通过三层共挤在熔融状态下经真空吸塑和对辊辊压成型工艺制造而成的新型材料,具有立体空间和一定支撑刚度,液体、气体可在凸台之间架空层内流动排泄,形成排水、排气通道,集排水和保护作用于一体,经现场热风焊接等方法拼接铺设后可形成连续完整的排水保护系统。“奇封”HDPE排水保护板的主要技术性能指标见表1。
“奇封”HDPE排水保护板的主要特点如下:1)排水保护板的膜/壳凸凹状构造能迅速有效排出滞水,使结构不受水压影响,效果稳定可靠;2)具有较高的力学强度和化学稳定性,抗冲击性好,可承受各种复杂介质的侵蚀,有效保护防水层;3)耐老化性能优异。高密度聚乙烯是很难降解的材料,加之隐蔽于地下,可与建筑物同寿命;4)材料质量轻,搭接缝采用热风焊接形成整体,施工简便快捷,降低劳动强度,缩短工期;5)幅宽较宽,长度较长(标准规格为2.1 m×20m),施工方法灵活,铺设质量易于保证,安全环保。
“奇封”HDPE排水板适用于地下建筑侧墙,地下建筑室内,种植屋面(含地下建筑顶板绿化),室内,山岭隧道,公路、铁路路基,垃圾填埋场和水渠等各种防排水及防潮防渗保护工程。
3 施工工艺
3.1 施工原则
垂直施工、长向搭接、顶端固定。
3.2 工艺流程
基层清理→弹线、定位→铺设排水板→热风焊接搭接缝→细部节点处理→顶端固定→修补验收。
3.3 操作要点
1)清理基层。在排水保护板施工前,应去除突出基层表面的杂物,达到平整要求。
2)根据施工面积和结构形状,结合排水板尺寸选择合理的铺设方式进行试铺(图4)。
3)铺设顺序及凸台朝向:应从距墙阴、阳角100mm的位置开始铺设奇封排水板。作为排水保护层时,凸台朝向回填土一侧;作为防潮保护层时,凸台朝向防水层一侧。
4)进行大面积铺设时,排水板应自然展开,沿预定方向铺设。因为在回填土过程中,排水板会产生一定程度的下坠,所以在下料和铺设时不要过于绷紧,需留有余量(图5)。
5)搭接缝处理:应避免出现横向搭接,排水板长向两侧已预留至少100 mm的平板搭接边,采用手持热风焊枪焊接长向搭接缝,形成整体保护层(图6)。
6)细部处理:遇到侧墙穿墙管道等细部节点时,应按凸出物形状剪裁排水板,并在剪裁部位用密封胶带或密封胶密封,以保证保护系统的整体性(图7)。
7)顶端收头及固定:在回填土施工即将完毕时,排水板顶端需做永久固定,同时用密封胶带或密封胶做密封处理,以防土体或杂质从顶端进入排水板的排水防潮通道,阻塞排水、排气通道(图8)。
4 注意事项
1)排水板搭接缝不得有漏焊、焊接不牢和翘边等缺陷。
2)排水板的顶端收头应固定牢靠、密封严密。
3)进行排水保护层施工时,不得破坏已交验完成的防水层等其他构造层次。
4)排水保护层验收合格后,应及时回填,并保证基坑内无杂物、无积水,回填土中不得含有建筑垃圾、杂物和冻土。回填施工应均匀对称进行,分层回填夯实。人工夯实每层厚度不应大于250 mm,机械夯实每层厚度不应大于300 mm,并应采取妥善保护措施。
5)排水板应垂直堆放、运输,不得覆压重物,避免严重变形。
6)排水板应储存于室内,不得长时间暴露于阳光下,并远离火源。
7)排水保护层不宜在雨雪天气及5级大风环境下施工。
5 结语
做好成品保护工作,避免后道工序破坏防水层是保证防水工程质量的重要环节。“奇封”HDPE排水板以其优良的抗冲击性及耐久性可对地下工程侧墙防水层产生永久保护,降低地下水的压力,明显缓解地下水对工程结构的渗透。在保护防水层的同时,排水板凸台面向回填土层时,配合无纺布滤水层可形成侧墙排水层,有效排除环境水;凸台面向防水层时,在凸台与防水层之间形成透气空间,可保持墙体和地下结构内部的干燥。此外,“奇封”HDPE排水板本身不透水,接缝采用焊接方法施工,整体性好,还可起到辅助防水的作用。“奇封”HDPE排水板作为地下工程侧墙防水保护层,已成功应用于沈阳骨科医院、长沙华菱家园、昆明云大医院影像楼等多个项目,均取得了良好效果。HDPE排水板必将在地下工程侧墙防水层保护方面发挥更大的作用。
地下室侧墙 篇2
关键词：货车,车体,侧墙,组装装置
1 现状分析
近几年随着铁路运输重载提速的快速发展,采用新材料、新工艺、新技术的新型大吨位货车应运而生,这对新造货车车体的制造工艺提出了更高要求。目前货车制造行业大多采用单台天车吊装的方式进行侧墙组装调整,一方面操作过程中不容易实现侧墙两端单独在高度方向和横向调整,使得侧墙组装效率难以提高; 另一方面长时间占用起重设备,使侧墙组装对面的部件生产受到影响。
北车齐齐哈尔轨道交通装备有限责任公司二货车间现有车体组装生产线装备落后,只有几个简单的走台,完全依靠手动进行定位夹紧,对圆弧结构侧墙的适应性差,产品转型调整工作量大,尤其是老厂房技术改造时存在不能适应既有厂房轨顶高度的问题,必须进行完善改造才能保证公司的良性发展。
2 用途及产能
此车体组装生产线用于铁路货车车体组装和焊接制造,代表产品有C70E型通用敞车、L70型粮食漏斗车、C32型煤炭漏斗车等,按照柔性、兼容的原则,可满足C80B型敞车、KM70型煤炭漏斗车、80 t敞车、FMG矿石车等产品的生产。产能为敞车日产14辆、漏斗车日产8辆。
侧墙组装是该生产线最重要的工位,主要用于完成车辆底架定位、端墙定位和侧墙定位,确保组装完成后的车体钢结构外形尺寸及各部件相对位置满足图样及技术要求。
3 产品结构特征分析
此车体组装生产线主要生产车型的技术数据如下: 车体长度为9 000 ~ 16 500 mm; 车体宽度为2 900 ~ 3 400 mm; 车辆最大高度为4 400 mm。
其主要生产车型以C70E型通用敞车和L70型粮食漏斗车为代表。C70E型通用敞车主要结构包括端墙、侧墙、底架和转向架( 见图1) ,L70型粮食漏斗车主要结构包括车顶、端墙、侧墙、底架和转向架( 见图2) 。其余车型结构与这2种车型基本相同。
1 - 底架; 2 - 转向架; 3 - 侧墙; 4 - 端墙。
1 - 转向架; 2 - 底架; 3 - 车顶; 4 - 侧墙; 5 - 端墙。
4 方案设计
4. 1 主要难点分析
该生产线是改造项目,厂房比较陈旧,天车高度不够,导致天车吊运侧墙到组装工位困难; 现场作业面积狭小,设备基础布置难度大; 另外,各车型外形尺寸相差较大,兼容困难。
4. 2 方案分析
经过多次评审讨论,决定采用以下设计方案: 将侧墙固定装置设计成双可移动龙门,4个夹紧装置,装置设计成升降走台带夹紧装置,其优点是结构简单,制造成本低。设计模型如图3所示。
1 - 端走台组成; 2 - 龙门车组成; 3 - 底架横向定位夹紧组成;4 - 侧走台组成; 5 - 侧墙横向定位夹紧组成; 6 - 下部顶缝装置。
4. 3 主要组成部分
( 1) 侧走台组成
现有侧走台采用液压升降,油液易泄漏,污染较严重。设计方案中的侧走台由7根埋设在地基中的立柱做导轨,由4台丝杠升降机做动力进行整体升降,每次产品转型时进行高度调整( 见图4) 。
( 2) 龙门车组成
侧走台上方设置轨道,龙门车在其上走行,采用电机驱动。龙门车在横梁上设置下压风缸,可横向移动,对端墙和侧墙进行压紧; 在横梁上设置可横向移动的电动葫芦,以辅助天车吊运侧墙,减少天车的占用时间; 在立柱上设置可垂向移动的横向调整风缸,对侧墙进行压紧。两龙门车走行和电动葫芦升降均可实现联动和单动。龙门车组成如图5所示。
( 3) 侧墙夹紧装置
侧墙夹紧装置安装在侧走台上,可纵向移动,通过2个气缸连杆机构对侧墙实现推、拉压动作,并可进行横向调整。现有侧墙夹紧装置有16个,设计方案减少为4个。
( 4) 端走台组成
现有端走台采用链传动升降,结构较复杂。新设计的端走台组成采用丝杠升降机升降,能根据不同车体高度进行调整,可纵向移动,满足不同车体长度要求( 见图6) 。端走台安装2个机械手,可横向移动,采用丝杠升降机进行高度调整,采用气缸连杆机构对端墙进行夹紧,可实现拖、拉动作。
( 5) 下部顶缝装置
下部顶缝装置安装在地面轨道上,可纵向移动,用于消除侧墙与底架间隙、端墙与侧墙间隙,采用气缸夹紧,通过丝杠丝母可进行横向和高度调整。
( 6) 底架横向定位夹紧组成
现有底架定位装置在底架纵向两端,影响工人现场操作。新设计的底架横向定位夹紧组成安装在地面轨道上( 见图7) ,可纵向移动,采用丝杠升降机和丝杠丝母机构沿车体宽度、高度方向对底架进行定位和夹紧,主要作用是在侧墙组装过程中固定底架,防止底架在顶拉过程中产生位移。
4. 4设计特点
( 1) 通用性强、转产方便。各固定装置均采用柔性设计,可针对不同车型长度、宽度和高度变化进行调整,避免了因焊接引起的夹具变形、加速夹具老化现象,也避免了工装的重复制作,节约生产成本,缩短了转产的准备时间。
( 2) 自动化程度高。各固定装置均采用气缸或电机驱动,避免了采用液压驱动带来的装备复杂、生产现场污染等问题,大大提高了工作效率,降低了劳动强度。
( 3) 采用双龙门结构,解决了侧墙吊运的困难;将轨顶标高降至8 m左右,节约了厂房建设成本; 同时增强了侧墙组装调整装置的产品适应能力和安全可靠性,能够实现侧墙两端单独在垂向及横向上的调整,减少工装投入,提高了生产效率。
5 结束语
地下室侧墙 篇3
北三环隧道位于郑州市郑东新区龙湖区南部, 为龙湖区的一条东西向城市快速路, 规划红线宽80 m, 隧道长760 m, 宽30.6 m。其向西在中州大道处接现有北三环道路, 向东延伸至京港澳高速以东。工程位置如图1。
隧道主体为钢筋混凝土框架结构 (见图2) , 结构顶板覆土约1.0~11 m, 结构高约10 m。隧道封闭段顶板厚1.3m, 中隔墙厚1.0 m, 侧墙厚1.3 m, 底板厚1.5 m。根据GB50496-2009《大体积混凝土施工规范》定义为大体积混凝土。冬季成型时混凝土内外温差较大, 容易引起温度裂缝。隧道部分位于湖底, 地下水位高, 业主和设计要求避免或尽量减少混凝土侧墙裂缝, 降低渗漏水对隧道造成危害。
1 大体积混凝土裂缝情况及原因调查分析
所谓大体积混凝土, 一般理解为尺寸较大的混凝土, 美国混凝土学会对大体积混凝土的定义为:任何现浇混凝土, 其尺寸达到必须解决水化热及随之引起的体积变形问题, 以最大限度的减少开裂影响的, 即称为大体积混凝土;GB 50496-2009《大体积混凝土施工规范》定义大体积混凝土为:混凝土结构物实体最小尺寸不小于1 m的大体量混凝土, 或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土。大体积混凝土开裂的问题在工程建设中是带有一定普遍性的技术问题, 裂缝一旦形成, 特别是若贯穿裂缝出现在重要的结构部位, 危害极大, 它会降低结构的耐久性, 削弱构件的承载力, 同时会可能危害到隧道的安全使用。所以如何采取有效措施防止大体积混凝土的开裂, 是一个值得关注的问题。
项目部对以往工程冬季大体积混凝土施工进行了统计分析, 共获得136组数据, 其中温度影响的数据有102组, 所占百分比达到75%。通过对数据的统计并结合现场分析, 得出温度对大体积混凝土具体影响因素统计如表1。
通过分析得出:温度对混凝土裂缝的产生影响最大, 目前温度裂缝主要是由温差造成的。温差可分为以下三种:混凝土浇筑初期, 产生大量的水化热, 由于混凝土是热的不良导体, 水化热积聚在混凝土内部不易散发, 常使混凝土内部温度上升, 而混凝土表面温度为室外环境温度, 这就形成了内外温差, 这种内外温差在混凝土凝结初期产生的拉应力当超过混凝土抗压强度时, 就会导致混凝土裂缝;另外, 在拆模前后, 表面温度降低很快, 造成了温度陡降, 也会导致裂缝的产生;当混凝土内部达到最高温度后, 热量逐渐散发而达到使用温度或最低温度, 它们与最高温度的差值就是内部温差;这三种温差都会产生温度裂缝。
2 影响隧道外墙裂缝的关键因素分析
为了保证隧道外墙不产生裂缝, 从而对隧道的使用效果产生影响, 项目组针对影响混凝土外墙质量的9个因素进行分析, 并广泛收集现场施工人员、各级技术人员以及专家顾问的意见, 逐个排除共找出3个主要控制因素。分别如下:
1) 检查施工方案及施工技术交底情况, 施工单位施工前均已编制了有针对性的施工方案及技术交底, 并已经落实到位。
2) 查阅了混凝土配合比中外加剂的使用情况并进行统计, 发现混凝土配合比中没有使用影响混凝土后期强度的外加剂, 不会影响混凝土的后期强度。
3) 控制温度对坍落度的影响, 要求坍落度 (180±20) mm。检查了施工现场混凝土的坍落度, 测得108个数据, 并将测得的坍落度值统计整理, 结果见表2, 通过检查可以看出, 坍落度合格率达到100%, 能够满足施工要求。
4) 监督施工现场所使用加热锅炉及其他热源的工作运行状态, 施工现场的增温加热设备运转正常, 不影响正常的加热增温效果, 表明加热设备的效率能够满足侧墙混凝土的施工及养护需求。
5) 通过对侧墙测温数据的完整性和准确性进行检查, 温度测量数据无缺失, 无编造现象, 内容准确、完整, 对工程施工质量影响不大。
6) 混凝土表面湿度变化状况调研 (要求湿度变化在±10%以内) , 检查状况见表3, 通过调查可以看出, 混凝土表面湿度变化在±10%以内, 不会对混凝土产生影响。
%
7) 检查混凝土表面与环境温差见表4, 混凝土内部与表面温差见表5, 通过检查及数据对比分析可以看出, 混凝土表面与环境温差大于20℃, 混凝土内部与表面温差>25℃, 均不满足施工要求, 都会对混凝土质量产生影响, 需重点加强控制。
℃
℃
8) 对现场混凝土浇筑情况及混凝土养护情况进行调查, 发现没有采取加快水泥水化热散失的措施, 造成混凝土内部温度急剧升高, 是混凝土裂缝产生的主要原因, 需重点加强控制。
9) 对侧墙养护期间混凝土温度变化情况进行检查, 没有发现关于温度实时控制的资料, 缺乏对侧墙混凝土进行连续温度测量, 容易造成侧墙大体积混凝土开裂, 需下一步进行重点控制。
3 对策实施及效果检查
上述分析表明隧道外墙裂缝控制的关键要素分别为环境温度低、混凝土表面温度变化大、缺少对温度实时控制措施和缺少降低水化热的措施, 需重点加以控制, 即可保证隧道的外墙裂缝得以有效控制。
3.1 对温度实时控制措施
采用电子测温仪对混凝土的温度进行测量 (见图3) , 针对隧道顶底板、侧墙的位置不同, 埋设测温设备的方式也不同。对于顶底板而言, 测温设备在埋设混凝土板中心及距上下表面50~100 mm处, 并且埋设在平面位置的同一点上;对于墙体而言, 测温设备埋设在墙体的中心及距内外表面50~100 mm处。通过对混凝土表面、内部、环境等温度进行测量分析, 找出应对混凝土表面与内部、混凝土表面与环境温度温差较大时的方法。
3.2 环境温度过低, 混凝土表面温度变化大
在混凝土浇筑完成后, 在混凝土面上覆盖塑料薄膜、黑毡布、彩条布、保暖篷布等保温材料, 使得混凝土表面温度不随着环境温度的变化而变化, 以保证混凝土表面与内部温差不会过大, 必要时在暖棚中添加小煤炉烧开水, 以充分保证混凝土结构需要的养护温度和湿度。同时, 在新老混凝土接触面混凝土浇筑前用温水浇洒在老混凝土面上, 使老混凝土面的温度为10℃左右, 因新浇筑混凝土入模温度为15℃左右, 要保证新老混凝土的温差在5℃以内。通过采取升温保温措施, 混凝土施工结束后, 经对测温数据分析及混凝土质量观察, 发现混凝土温度控制较好, 温差均满足规范要求, 混凝土表面温度与环境温度温差<20℃, 混凝土表面与混凝土内部温差<25℃。混凝土质量也有明显提高, 对策的实施有效地减小了温度对混凝土的影响。
3.3 降低新浇筑混凝土水化热的控制管理措施
首先, 在混凝土浇筑前, 在隧道的底板、侧墙、顶板中间埋设冷却管 (见图4) , 冷却管在板的中间位置埋设一层, 冷却管水平间距 (墙面为竖向间距) 为1.5 m。进入冷却管的水在混凝土板外侧放置, 冷却水循环使用, 以降低混凝土的内部温度。同时通过埋设金属冷凝管, 变相提高了大体积混凝土侧墙的含钢量, 有效地降低混凝土的裂缝。其次, 在混凝土浇筑时, 按照施工方案要求进行分层浇筑, 每层浇筑厚度不大于40 cm。通过分层浇筑混凝土, 有效地延长了水泥水化热的散失时间, 使更多的水化热在施工过程中散失。
以上措施能够延长水化热的散失时间, 降低混凝土内部温度, 减小混凝土内外温差, 提高混凝土质量。
4 结语
通过对影响隧道侧墙大体积混凝土裂缝产生的原因进行分析, 采取温度实时控制措施、提高环境温度、保持混凝土表面温度、延长水化热散失等一系列技术措施, 温度对混凝土施工的影响得到有效控制, 通过控制温度对大体积混凝土的影响率降低为5%以下, 超过了目标值。
增加保温材料及温控设备, 需要增加一部分投入, 但对于后期的温度裂缝处理来说, 节省的费用不可估量。
通过有效地控制温度对混凝土的影响, 保证了混凝土的施工质量, 同时缩短了养护时间, 加快了施工进度, 使工程能顺利圆满的完成, 赢得了各方的称赞, 树立了良好的形象。
参考文献
[1]GB50204-2002混凝土结构工程施工质量验收规范[S].
[2]GB50666-2011混凝土结构工程施工规范[S].
[3]GB50299-1999地下铁道工程施工及验收规范[S].
地下室侧墙 篇4
在城市地铁车站结构设计中, 往往会把基坑支护结构地下连续墙、钻孔灌注桩和咬合桩作为车站侧墙的一部分, 既可减小建筑空间、少占用地下空间, 又可以节约工程造价。在车站结构设计中, 基坑支护结构和车站侧墙间的处理方式有单一墙、复合墙和叠合墙三种形式[1]。单一墙结构是直接将地铁车站的地下连续墙作为主体结构的侧墙, 由于这种结构形式中地下连续墙幅间接头带来的车站侧墙整体性不好, 基本靠混凝土的自防水性能, 抗水土侧压力也不足。同时, 墙缝防水处理难度较大, 导致车站整体防水性能下降。因此, 目前国内的地铁车站结构基本不采用单一墙结构形式。复合墙结构是将基坑围护结构与车站侧墙间设置防水层, 并和车站的顶、底板防水层搭接而形成封闭的防水层。复合墙结构抗土水侧压力能力强, 防水层全包, 因而防水效果好, 是目前应用最广泛的地铁车站侧墙结构形式。叠合墙结构是在基坑围护结构与车站侧墙之间采用钢筋接驳器连接, 车站的顶、底、中板的端部负弯矩钢筋锚入围护结构内, 施工完成后可视为整体墙结构, 可以很好地满足受力功能。但是, 因防水层不能完全封闭, 导致防水整体性难以满足要求, 故此种结构形式未得到大力应用。但是, 叠合墙结构建筑限界小, 占用的地下空间少, 同时采用防水等级比较高的混凝土后, 防水也基本能满足要求。所以叠合墙结构在一些地铁车站中也得到了应用[2]。地铁车站侧墙形式对地铁造价、受力方式、易施工性和防水、耐久性等有较大影响, 应结合建筑限界、地下水条件、地质条件、基坑围护结构形式、周边环境条件等进行技术经济比选来确定[3]。
本文主要通过深圳地铁7号线一个标准的两层地下车站来对明挖地铁车站侧墙形式进行比选研究, 分析复合墙和叠合墙体系的受力特点、优缺点、适用范围, 便于指导以后类似工程的地下车站结构设计。
1 工程概况
深圳地铁7号线某车站为地下两层, 标准段基坑宽度为21.5 m, 平均覆土厚度约为3.40 m, 深度为16.64 m, 有效站台宽度为12.3 m、长度为140 m, 岛式站台。采用800 mm厚地下连续墙和钢筋混凝土支撑作为围护结构, 车站标准段设置一道钢筋混凝土支撑+两道609钢支撑, 东、西两端头井设置三道钢筋混凝土支撑。车站顶板厚度800 mm、中板厚400 mm、底板厚度900 mm、侧墙厚度700 mm。连续墙墙深26.64 m, 插入比1∶0.6。混凝土强度等级C35、抗渗等级P8。本站范围内上覆第四系全新统人工堆积层 (Q4ml) 、海积层 (Q4m) 、冲洪积层 (Q4al+pl) 、花岗岩残积层 (Qel) , 下伏燕山期花岗岩 (γ53) 。
2 复合墙与叠合墙方案比选
2.1 结构设计与施工比选
1) 占用地下空间方面。叠合墙结构方案侧墙较复合墙结构薄, 占地面积小, 周边环境较复杂, 空间较小时, 叠合墙方案比复合墙方案有优势。
2) 车站耐久性方面。叠合墙结构方案侧墙较薄, 并且叠合墙中侧墙混凝土收缩变形受围护结构约束, 易产生裂缝;车站顶、中、底板支座钢筋需要与地下连续墙通过钢筋接驳器进行连接, 由于地下连续墙沉降、错位等原因, 此部位钢筋的保护层厚度难以保证, 并且结构板与基坑围护结构的连接处有施工缝, 在张拉、压缩、转动等多种受力情况下, 会引起接缝开裂, 导致渗漏水比较严重。渗漏水腐蚀了钢筋, 降低了结构的整体耐久性, 因而在耐久性方面复合墙方案较好。
3) 防水性能方面。复合墙结构侧墙与基坑围护结构相互独立, 中间设置附加柔性防水层 (PVC防水板) , 车站侧墙较厚, 其混凝土收缩变形不受基坑围护结构约束, 因而不易产生裂缝, 防水性能好。叠合墙结构侧墙与基坑围护结构通过预埋钢筋接驳器连接成一体, 不能设置附加柔性防水层。且车站侧墙较薄, 其侧墙混凝土收缩变形受基坑围护结构约束, 易产生裂缝, 发生渗漏事故, 防水效果较差。故在防水效果方面, 复合墙结构方案更优。
4) 抗浮性能方面。对于覆土3 m左右地下两层车站来说, 主体结构自重+覆土重量来抗浮很难满足抗浮要求, 均需要围护结构参与抗浮。对于复合墙方案, 需要单独另行设置抗浮压顶梁, 围护结构方能参与主体结构的抗浮, 对于侧墙开大洞的车站结构, 设置压顶梁不能解决抗浮问题, 需要采取其他抗浮措施, 比如抗拔桩等, 增加工程量及施工工序;对于叠合墙方案来说, 由于主体结构顶、中、底板均与地下连续墙通过钢筋接驳器进行连接, 并且内衬墙与地下连续墙很好叠合, 不需要单独另外设置抗浮压顶梁即可以使围护结构参与主体结构抗浮, 无需额外增加工程量及施工工序, 故在参与主体结构抗浮方面, 叠合墙方案更优。
5) 结构整体性方面。叠合墙方案主体结构侧墙与围护结构侧墙通过钢筋接驳器连成一体, 变形协调一致, 整体刚度大, 对于基底处于软弱土层或纵向地质变化较大的车站, 叠合墙方案抵御车站沉降、不均匀沉降等方面更优。
6) 易施工性方面。叠合墙结构预留主体结构顶、中、底板支座钢筋连接器难度大, 地铁车站结构顶板、中板和底板通过钢筋接驳器与基坑围护结构相连, 但会因地下连续墙沉降、错位等原因, 导致车站结构板的位置容易变化。因此, 施工质量难以保证, 薄弱环节较多。往往需要在连续墙底预埋注浆管以控制地下连续墙沉降, 对施工队伍素质要求较高, 结构板支座钢筋对接难度比较大, 甚至出现开挖到结构板的位置, 找不到预留的钢筋接驳器, 需要重新植筋等现象时有发生;同时叠合墙方案要求地下连续墙表面进行凿毛处理, 增加了一道施工工序, 增加了施工难度, 故从施工便利性方面来看, 复合墙方案较优。
2.2 工程造价比选
就叠合墙和复合墙方案, 进行了详细的地下两层标准地铁车站结构设计, 并算出了车站纵向每延米主体工程造价, 列于表1中。
万元
由表1可以看出, 地铁车站复合墙结构方案的造价略高于叠合墙结构方案的2%左右, 主要原因为复合墙结构增加了内衬墙厚度、防水层数量、土方开挖等, 而叠合墙结构则充分利用了基坑围护结构, 减小了内衬墙的厚度, 降低了成本 (每延米降低成本约0.734万元) , 故对于一座标准的地下两层车站 (车站长度220 m) 而言, 叠合墙方案会比复合墙方案降低造价约160万元, 约占车站主体结构土建费用的1.5%~2%, 所占比重不算很大。
3 结语
明挖地铁车站侧墙结构需要结合建筑限界、地下水条件、地质条件、基坑围护结构形式、周边环境条件、施工技术水平及经验等方面综合比选确定, 反而工程造价方面不是控制因素。当地整体施工水平不高时, 由于叠合墙施工难度大、工程质量不容易保证, 并且叠合墙在工程造价上优势不明显, 建议尽可能选用复合墙结构方案。
参考文献
[1]陈高峰.明挖地铁车站结构设计研究综述[A].2010城市轨道交通关键技术论坛论文集[C].2010.
[2]徐向辉.明挖地铁车站叠合墙与复合墙方案比选[J].铁道标准设计, 2005 (12) :77-80.