丁亞飛 趙小明 黃 瑞 馬國清

甘肅第六建設(shè)集團股份有限公司 甘肅 蘭州 730010

在建筑物地基施工過程中，渣土運輸車輛需通過坡道進出基坑，將挖掘基坑時產(chǎn)生的土方運出，但渣土車輛在基坑內(nèi)行駛后，車身底部及兩側(cè)往往會粘連大量泥土。這些泥土在車輛行駛過程中容易從車身掉落至道路以及坡道表面，對道路環(huán)境造成污染。所以渣土運輸車輛在駛出坡道時，需對車身底部及兩側(cè)的泥土進行清潔，防止其污染道路環(huán)境。傳統(tǒng)的坡道大多為土質(zhì)坡道，但土質(zhì)坡道在基坑施工結(jié)束后，挖除不易，需消耗大量的人力、物力。

目前，有采用鋼結(jié)構(gòu)架設(shè)坡道代替?zhèn)鹘y(tǒng)土質(zhì)坡道供渣土車輛進出基坑的報道[1]，以克服傳統(tǒng)土質(zhì)坡道在施工結(jié)束后挖除不易的問題。但現(xiàn)有的鋼結(jié)構(gòu)棧道與車輛清洗臺分離設(shè)置，在城市中心區(qū)域或繁華區(qū)域施工時，受到狹小空間的影響，無法留出較大的區(qū)域?qū)ｉT用于設(shè)置洗車臺，在空間布局上給洗車臺的設(shè)置帶來了較大困難。

1 工程概況

西安廣成國際中心項目，建設(shè)地點位于陜西省西安市未央?yún)^(qū)北二環(huán)西段6號，建筑物地下3層，地上28層，地上部分為酒店與辦公寫字樓，框架結(jié)構(gòu)，建筑物高度99.7 m，建筑面積141 960 m2，占地面積14 843 m2，基坑開挖面積約13 540 m2，周長約455 m，基礎(chǔ)采用樁筏或筏基形式，基坑開挖深度為16.67～18.57 m。

基坑北側(cè)為北二環(huán)，基坑開挖下口線距離紅線約2.7 m，距離道路邊線約18.7 m；基坑西側(cè)為郵政路，基坑開挖下口線距離紅線約2.5 m，距離道路邊線約6.5 m；基坑南側(cè)為玄武門路，基坑開挖下口線距離紅線約2.8 m，距離道路邊線約7.0 m；基坑?xùn)|側(cè)為已建住宅樓，該樓為樁基礎(chǔ)，基坑開挖下口線距離紅線約3.2 m，距離住宅樓約12.0 m。

2 鋼棧橋-洗車臺集成系統(tǒng)設(shè)計方案

基于項目存在的空間狹小、周邊環(huán)境和管線保護要求高、環(huán)保要求嚴(yán)格、工期緊張等一系列問題，設(shè)計了一套裝配式基坑行車棧橋與洗車臺集成系統(tǒng)。

該集成系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)包括行車棧橋和洗車臺。出土行車棧橋包括由多個6 000 mm×1 500 mm×200 mm的鋼板路基箱、H700 mm×300 mm×13 mm×24 mm型鋼主梁以及柱帽構(gòu)成的橋體，棧橋橋面寬度為8 m，橋體包括水平段和傾斜段[2]；橋體水平段上設(shè)有洗車臺，橋體水平段的一端固定于基坑頂部邊沿處，另一端與橋體傾斜段的頂端連接；橋體傾斜段的底端位于基坑內(nèi)部，傾斜段坡度為1∶7，鋼棧橋橋面底部沿其長度方向均勻設(shè)有多個方鋼管立柱（500 mm×500 mm×10 mm），方鋼管立柱底端通過混凝土樁基深入固定在基坑內(nèi)，其中混凝土樁基插入基坑底部的深度不小于8 m，方鋼管支撐立柱插入混凝土樁基的深度不得小于4 m；鋼棧橋橋體傾斜段的上表面沿其寬度方向設(shè)有多個防滑鋼筋，防滑鋼筋呈水平狀且相互平行設(shè)置。鋼棧橋橋面下方方鋼管立柱的下部設(shè)有止水板，止水板可以有效防止水流進入支撐立柱與混凝土樁基之間的縫隙。裝配式鋼棧橋剖面如圖1所示。

圖1 裝配式鋼棧橋剖面示意

洗車臺系統(tǒng)包括洗車臺本體、集污槽和沉淀單元。洗車臺本體設(shè)置于橋體水平段上，由鏤空的頂板和側(cè)板組成。鏤空頂板與鋼棧橋橋體水平段相連接，側(cè)板位于鏤空頂板沿長度方向的兩側(cè)。鏤空頂板和側(cè)板都是空心方管構(gòu)成的網(wǎng)格狀框架結(jié)構(gòu)并且連接有輸水管，其中空心方管相互連通并呈密閉結(jié)構(gòu)。鏤空頂板的上表面以及側(cè)板的內(nèi)側(cè)均設(shè)有多個噴水孔，用于清洗出土車輛；鏤空頂板與橋體水平段連接處設(shè)置有集污槽，集污槽用于收集洗車污水，底部為傾斜狀且其底部較高一側(cè)沿其邊沿設(shè)有輸水管，輸水管在長度方向上設(shè)有多個清污噴頭，集污槽遠離輸水管的一側(cè)設(shè)有排污槽。為了節(jié)約用水，實現(xiàn)水資源的循環(huán)利用，洗車臺還設(shè)置有沉淀單元。沉淀單元位于基坑頂部靠近洗車臺本體處，包括通過溢流管依次連通的沉淀池和清水池。其中，沉淀池連接有排污管，排污管另一端與排污槽相連接，污水通過排污管流入排污槽，清水池通過回水管與輸水管相連接，且回水管上設(shè)置有水泵。鋼棧橋-洗車臺集成系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 鋼棧橋-洗車臺集成系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意

3 鋼棧橋-洗車臺集成系統(tǒng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析及優(yōu)化

出土行車鋼棧橋-洗車臺集成系統(tǒng)，鋼棧橋橋面設(shè)計1∶7放坡至基坑第2層支撐，原來設(shè)計的鋼棧橋豎向立柱間只設(shè)置了縱向剪刀撐，通過PLAXIS 3D對鋼棧橋及鋼棧橋周圍基坑內(nèi)土體位移變化進行模擬計算，其整體穩(wěn)定性較差，剪刀撐的連接件變形過大，安全風(fēng)險系數(shù)較大。

為保證其能夠更加安全地使用，針對鋼棧橋的下部剪刀撐進一步進行了優(yōu)化，增加了橫向剪刀撐的設(shè)置，按照原設(shè)計的鋼棧橋各構(gòu)件計算參數(shù)進行取值，對橋身結(jié)構(gòu)變形及其下部基坑內(nèi)土體位移變形進行模擬，其坑內(nèi)土體沉降量以及鋼棧橋結(jié)構(gòu)變形均明顯減小，整體穩(wěn)定性得到了進一步提高。

4 施工工藝

4.1總體施工工序

測量放線→鋼棧橋立柱樁施工→土方開挖到設(shè)計標(biāo)高→鋼棧橋柱帽安裝→鋼棧橋型鋼主梁安裝→路基箱安裝→洗車臺安裝→土方開挖→立柱剪刀撐焊接→鋼棧橋-洗車臺集成系統(tǒng)拆除（隨基礎(chǔ)及地下室主體施工進度）[3]

4.2重點工序

4.2.1 鋼棧橋立柱樁施工

立柱樁采用旋挖鉆孔樁成孔，為保證方管立柱安放位置準(zhǔn)確及標(biāo)高控制正確，方管柱接至地面標(biāo)高。鋼管樁澆筑混凝土?xí)r，采用汽車起重機吊起鋼管并控制在設(shè)計樁底標(biāo)高位置，同時采用混凝土導(dǎo)管澆筑混凝土，確保鋼管樁標(biāo)高準(zhǔn)確?；炷翝仓戤吅?，在其初凝前將方鋼管立柱插入混凝土中，立柱在穿越底板的范圍內(nèi)設(shè)置止水片[4]。

4.2.2 鋼棧橋安裝

柱帽依次插入方鋼管柱，安裝牢固后，用25 t汽車式起重機吊裝型鋼主梁到位，將柱帽與型鋼主梁采用螺栓連接，再間隔500 mm在長度方向上焊接型鋼主梁加勁肋（厚16 mm），最終吊裝路基箱，與型鋼主梁焊接。鋼棧橋節(jié)點如圖3所示。

圖3 鋼棧橋節(jié)點示意

另外，隨著鋼棧橋下部土方逐層開挖，當(dāng)每段鋼坡道下土方開挖至方鋼立柱樁間剪刀撐后，及時對樁間剪刀撐進行焊接施工。

4.2.3 鋼棧橋-洗車臺集成系統(tǒng)拆除

常規(guī)情況下，該系統(tǒng)在土方開挖完成即可拆除，但由于本項目建設(shè)場地狹小，無鋼筋料場等，遂將該系統(tǒng)充當(dāng)臨時鋼筋料場，隨基礎(chǔ)及地下室主體施工進度逐段進行拆除。拆除時采用25 t汽車式起重機及塔式起重機配合拆除，每一段棧橋坡道按照以下順序進行：洗車臺拆除→路基箱拆除→鋼棧橋型鋼主梁拆除→鋼棧橋柱帽拆除→立柱剪刀撐拆除→鋼棧橋立柱樁拆除。

5 結(jié)語

本文以實際項目為載體，針對工程實際中出土及環(huán)保要求等問題，提出了一種切實可行且十分有效的解決方法：

1）通過數(shù)值模擬計算分析鋼棧橋-洗車臺集成系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，為提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，對鋼棧橋結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化設(shè)計，可知橋體穩(wěn)定性與構(gòu)件連接方式密切相關(guān)。為提高鋼棧橋整體穩(wěn)定性，應(yīng)在立柱支撐間設(shè)置橫向剪刀撐、縱向剪刀撐。

2）此新型鋼棧橋-洗車臺集成系統(tǒng)將行車棧橋與洗車臺結(jié)合設(shè)置，節(jié)省空間，可適用于空間狹小的建筑施工場地。零部件大多為標(biāo)準(zhǔn)件，易替換，適用性廣。在洗車臺底部設(shè)置便于清潔淤泥的集污槽，清潔效果好、速度快。通過沉淀單元將集污槽內(nèi)的污水進行過濾，節(jié)能環(huán)保、節(jié)約水資源。采用裝配式鋼結(jié)構(gòu)棧橋代替?zhèn)鹘y(tǒng)土質(zhì)坡道，在基坑施工結(jié)束后便于拆除，高效便捷、節(jié)省人力，同時可循環(huán)利用以及作為臨時料場。