劉威鋒,李家盛,尹 謙
(1、中國建筑第四工程局有限公司 廣州510665;2、中建四局華南建設有限公司 廣州510663)
伴隨著城市化的發(fā)展,城區(qū)可開發(fā)土地資源越來越少,待開發(fā)土地周邊高樓林立、市政道路環(huán)繞,極大限制了施工項目的占地面積。待施工項目可利用空間被大幅度壓縮,極大地影響施工場地平面布置及大型設備進出場安拆,給項目開展施工帶來較大難度,成為項目首要解決的難題。本文通過廣州某劇院項目工程實踐,總結(jié)了一系列解決場地狹小而造成施工困難的技術(shù)措施。
廣州某劇院工程位于天河區(qū)珠江新城馬場路與海安路交匯處,北接某商住樓,西臨紅線女藝術(shù)中心,南面是海安路(雙向單車道),東面是馬場路(雙向兩車道)。本項目結(jié)構(gòu)形式為框架-剪力墻,總占地面積7 533 m2(含待建市政路),地下室占地面積5 628 m2,總建筑面積為40 875 m2,地下室建筑面積約16 350 m2,地上部分建筑面積約24 525 m2,地上塔樓16層(82 m),地下室3層(深度18 m),采用2道支撐+支護樁的支護形式。
⑴地下室側(cè)壁緊鄰支護樁,項目可利用空間僅為北側(cè)10 m寬的規(guī)劃路,場內(nèi)無法設置材料堆放場地。
⑵塔吊安裝起吊機械無法進入基坑內(nèi),只能考慮在場外安裝。
⑶項目工期短,進度要求高且專業(yè)分包較多,施工穿插困難,處理場地問題成為本項目順利開展的重點任務。
3.1.1 優(yōu)化原因
本工程止水帷幕原設計為攪拌樁,此分項工程投入大、造價高,對施工的環(huán)境要求高。項目部考慮到圍墻距攪拌樁距離太近,攪拌樁機施工空間不足,同時結(jié)合本工程施工工期緊張及本工程土質(zhì)情況(止水帷幕段土質(zhì)較好,為粉質(zhì)黏土),在保證止水質(zhì)量的情況下,建議設計將基坑除北側(cè)外水泥攪拌樁改為施工功效較高的高壓旋噴樁,同時增加經(jīng)濟效益。
3.1.2 總體思路
⑴本工程止水帷幕原設計為攪拌樁,此分項工程投入大、造價高,不經(jīng)濟。
⑵本工程場地狹小,攪拌樁樁芯距周邊圍墻距離如下:東、西面攪拌樁中心點至現(xiàn)有圍墻基礎均為0.7 m;南面攪拌樁中心點至現(xiàn)有圍墻基礎0.55 m;西北面攪拌樁中心點至現(xiàn)有板房基礎1.1~2 m,而大直徑攪拌樁機要求鉆桿前方1.7 m 凈空、左右3 m 凈空,現(xiàn)有工作面無法滿足施工機械擺放的要求。
⑶依據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范:JGJ 79-2012》[1]第7.3.1 條“水泥土攪拌樁應符合下列規(guī)定:適用于處理正常固結(jié)的淤泥、淤泥質(zhì)土、素填土、黏性土(軟塑、可塑)、粉土(稍密、中密)、粉細砂(松散、中密)、中粗砂(松散、稍密)、飽和黃土等土層。不適用于含大孤石或障礙物較多且不易清除的雜填土、欠固結(jié)的淤泥和淤泥質(zhì)土、硬塑及堅硬的黏性土、密實的砂類土。”根據(jù)本工程土質(zhì)情況(止水帷幕段土質(zhì)較好,為粉質(zhì)黏土),且攪拌樁施工長度僅為4~7 m,本工程不適合采用攪拌樁進行施工[2],如圖1所示。
圖1 基坑止水帷幕平面Fig.1 Plan of Waterproof Curtain
3.1.3 技術(shù)總結(jié)
本工程位于市中心,用地緊張,止水帷幕及支護樁緊鄰用地紅線和圍墻,無法滿足大型設備如水泥攪拌樁機械的施工空間,結(jié)合地勘報告及試樁結(jié)果,及時提出優(yōu)化建議,將水泥攪拌樁改為高壓旋噴樁。
高壓旋噴樁機機身較小,現(xiàn)有圍墻及止水帷幕空間足以滿足旋噴樁施工,同時旋噴樁可用于雜填土、碎石以及強風化土質(zhì),能有效解決本工程施工難題[3]。同時可增加經(jīng)濟效益,新技術(shù)方案比原方案節(jié)省149萬元[4]。
3.2.1 優(yōu)化原因
由于該劇院工程位于廣州市中心,場地比較狹小,基坑支護樁基本處于用地紅線上,在基坑支護和地下結(jié)構(gòu)施工階段,周邊無場地可設置鋼筋加工場和其他材料堆場。
⑴根據(jù)項目部查看,項目周邊10 km范圍內(nèi)沒有閑置地可供租賃。若在10 km以外租地設置鋼筋加工場,將存在以下幾個問題:
①增加安全隱患:由于本工程周邊道路白天限制貨車進出,場外加工好的半成品鋼筋只能夜間運輸至工地,場外加工場管理、鋼筋運輸過程以及夜間鋼筋吊裝等均存在安全隱患。
②引起周邊居民更多投訴:后期地下室階段鋼筋用量較大,每天都要運輸鋼筋至工地,再加上出土及鋼結(jié)構(gòu)、混凝土等材料的吊裝,產(chǎn)生的噪聲較大且時間較長。
③影響本工程施工進度[5]:夜間鋼筋吊運會影響土方車輛出入、其他材料如鋼結(jié)構(gòu)、混凝土的吊裝和澆筑,極大程度上影響本工程施工進度。另外若鋼筋綁扎過程中出現(xiàn)某種鋼筋成品短缺,再去10 km 外的鋼筋加工場取用,必然引起工人怨言及影響施工進度。
④大量半成品鋼筋夜間運至現(xiàn)場,仍需要較大堆場堆放鋼筋。
⑵本工程地下結(jié)構(gòu)復雜、地下室結(jié)構(gòu)施工階段鋼筋用量較大、材料種類較多(鋼筋、型鋼、模板、木方、水電材料、人防材料等)。若把鋼筋加工場設置在基坑內(nèi),將導致部分結(jié)構(gòu)暫時不能施工(直至結(jié)構(gòu)做到±0.000 并回填土后重新設置鋼筋加工場)。此方法導致該部分結(jié)構(gòu)施工嚴重滯后(影響整個工程進度),并存在極大的質(zhì)量及安全隱患(預留底板及頂板后做將存在滲漏隱患;梁板無法形成整體影響支護結(jié)構(gòu)安全,高支模架體不能形成整體影響支模架安全等)。
因此,為解決上述因現(xiàn)有場地無法設置鋼筋加工場原因存在的進度、質(zhì)量及安全問題。經(jīng)研究討論,將第一道中間支撐梁(梁面絕對標高6.20)改為梁板式[6],在上面設置鋼筋加工場,另外將4個角撐作為其他零星材料堆場。
3.2.2 優(yōu)化前后對比
優(yōu)化前設計支護形式:上部采用土釘墻超前支護,支護樁(φ 1 000@1 200)+2 道混凝土支撐,四周為梁板式角撐,中間為梁支撐(中間內(nèi)撐共計8 根格構(gòu)樁,樁間距為14~16.5 m[7]。主梁跨度為13 m,主梁截面為1 000 mm×1 000 mm),如圖2a所示。
優(yōu)化后設計支護形式:第一道中間支撐改為梁板式結(jié)構(gòu),兩道支撐梁之間的寬度由13 m 改為10 m,中間格構(gòu)柱樁由每邊4根改為每邊6根(即總共增加4根格構(gòu)柱),相鄰樁之間跨度≤10 m。梁板撐之間增加次梁以減少板的跨度,其余四周支護形式與原設計一致[8],設計荷載為30 kPa/m2,如圖2b 所示。角撐支護設計不變,跟設計溝通后在上方搭設平臺做材料堆場,限載0.5 t/m2。
圖2 設計支護形式Fig.2 Design Support Form
現(xiàn)場照片如圖3所示。
圖3 現(xiàn)場照片F(xiàn)ig.3 Photo of the Spot
3.2.3 技術(shù)總結(jié)
本措施適用于場地狹小、基坑外材料堆放場地有限的工程。在經(jīng)得設計院同意并召集專家論證后實施,可有效解決狹小場地的材料堆場問題,減少場外租地及二次搬運費用,以及利于場地內(nèi)調(diào)配材料、提高施工效率。
3.3.1 提出原因
本工程基坑深度達18 m,屬于深基坑工程,根據(jù)本工程的特點,對塔吊選型比選,選用了1 臺STT373塔吊。據(jù)塔吊安裝專業(yè)單位意見,該塔吊需選用80 t汽車吊進行安裝,但由于本工程場地限制、汽車吊轉(zhuǎn)彎半徑較大,導致汽車吊無法正常駛?cè)牖觾?nèi)。
3.3.2 面臨困難
⑴占道手續(xù)的辦理、夜間擾民問題;
⑵基坑安全復核、方案專家論證;
⑶交通疏導、夜間施工安全保障。
3.3.3 基坑安全復核
由于本工程受場地限制,導致本項目2#塔吊無法在坑內(nèi)進行安裝,需考慮將汽車吊架放在基坑南側(cè)海安路上,進行塔吊的安裝。根據(jù)汽車吊的站位圖,安裝時汽車吊支腿離本項目基坑邊最近距離約8 m,本次安裝采用300 t 汽車吊(自重加配重98.2 t 配重、塔機最重構(gòu)件7.725 t),安裝時重量最大為105.925 t,考慮最不利情況下,安裝時靠近基坑邊的2 條支腿按照0.7 的系數(shù)進行安裝重量分配,即最不利情況下,單支腿點最大荷載為37.07 t[9]。汽車吊架設時,靠近基坑支腿點下方并排鋪設2 塊1.5 m×6 m×0.02 m(或一塊3 m×4 m×0.02 m)的鋼板,上鋪2.4 m×2.6 m×0.06 m 的專用路基箱[10],即支腿點下方最大面荷載為5.94 t/m2。經(jīng)設計單位復核,該荷載滿足基坑工況,基坑安全。
針對廣州某劇院項目場地狹小、周邊環(huán)境復雜的特點,在保證止水帷幕施工質(zhì)量及基坑支護施工質(zhì)量和安全的前提下,采取了積極有效的措施,有效解決了止水帷幕施工問題及材料堆場問題,同時取得了較好的經(jīng)濟效益和社會效益。為今后類似條件下的工程提供參考借鑒。