预留地铁线内包超大钢骨转换结构承台基础施工技术_殷伟.pdf

建筑施工第44卷第12期2875预留地铁线内包超大钢骨转换结构承台基础施工技术殷伟1 葛军2 蒋文翔2 孙洪飞2 骆淼21.南京市江北新区建设和交通工程质量安全监督站 江苏 南京 211899；2.中建八局第三建设有限公司 江苏 南京 210046摘要：城市化的发展推动着交通综合体系的不断完善，因此城市轨道交通与机场航站楼的联系愈发紧密。地铁与机场航站楼的无缝衔接被纳入到机场航站楼建设范畴内。结合某大型机场航站楼改扩建工程实例，通过BIM应用、工艺创新、质量控制等措施，解决了预留地铁线内包超大钢骨转换结构承台基础施工过程中工序复杂、钢筋定位困难、施工难度大等一系列问题，以便在类似机场航站楼的预留地铁线基础工程中予以推广和借鉴。关键词：预留地铁线；超大钢骨；BIM建模；Y形支架体系；钢筋代换中图分类号：TU753 文献标志码：A 文章编号：1004-1001(2022)12-2875-04 DOI：10.14144/ki.jzsg.2022.12.019Construction Technology of Platform Foundation of Reserved Subway Line with Super Large Steel Frame Conversion StructureYIN Wei1 GE Jun2 JIANG Wenxiang2 SUN Hongfei2 LUO Miao21.Nanjing Jiangbei New Area Construction and Traffic Engineering Quality and Safety Supervision Station,Nanjing,Jiangsu 211899,China;2.The Third Construction Co.,Ltd.of China Construction Eighth Engineering Division,Nanjing,Jiangsu 210046,ChinaAbstract:The development of urbanization is promoting the continuous improvement of the comprehensive transportation system,so the linkage between urban rail transit and airport terminals is becoming increasingly closer.The seamless connection between the subway and the airport terminal is included in the scope of airport terminal construction.Combined with the reconstruction and expansion project of a large airport terminal,through BIM application,process innovation,quality control and other measures,a series of problems such as complex process,difficult rebar positioning,and construction difficulty in the construction process of the platform foundation of the super large steel skeleton transformation structure inside the reserved subway line are solved,so as to promote and draw lessons from the reserved subway line foundation projects of similar airport terminals.Keywords:reserved subway line;super large steel frame;BIM modeling;Y-shaped support system;rebar replacement制导流槽控制混凝土浇筑自由落差高度，实现混凝土侧位分层浇筑，从而有效地解决了承台基础因内包超大钢骨导致混凝土浇筑不均匀、离析等问题。1 工程概况1.1 总体概况某大型机场航站楼扩建工程总建筑面积50 953 m2，不含登机桥12座（12C）计2 588 m2；地下局部1层，建筑面积3 356 m2，地上4层，建筑面积47 597 m2。结构体系为框架结构，屋面大部分为钢结构屋盖金属屋面，局部为钢筋混凝土屋面，建筑高度为23.315 m。1.2 施工重难点航站楼的预留地铁线区域上部基础结构形式为内包超大钢骨转换结构承台基础，3排超长工程桩作为“桥墩”，基础承台作为“桥面”，形成了2条供后期地铁线通过的地下“桥涵”空间，很大程度上避免了后期地铁施工对上部主体结构造成影响。相较于普通的基础结构，该预留地铁线内包超大钢骨转换结构承台基础存在着施工工序复杂、钢筋定位困难、施工难度大等一系列问题：近些年来，由于城市轨道交通与机场航站楼的紧密联系，在机场建设过程中地铁线路预留逐渐被考虑到机场航站楼设计和施工范畴内。为了避免后期航站楼下方地铁线路施工对上部主体结构造成影响，内包钢骨转换结构承台是增强地基基础承载力和整体结构强度的有效手段。相较于传统的大体积钢筋混凝土基础结构，内包钢骨转换结构承台基础有着承载力强、抗震性能好等优势。但由于跨度大、内包超大钢骨等特点，在实际的施工过程中会遇到一系列的施工难题1-5。本文以某大型机场航站楼改扩建项目为例，针对预留地铁线内包超大钢骨转换结构承台基础施工，通过前期BIM建模深化，精确钢骨与钢筋的层次间距，动画模拟指导钢骨分段吊装及工序穿插施工。创新采用型钢Y形支架体系便于钢筋定位绑扎。利用主、次型钢骨梁接驳处及预作者简介：殷 伟（1982），男，本科，高级工程师。通信地址：江苏省南京市鼓楼区江东北路289号银城广场A座15楼（210036）。电子邮箱：收稿日期：2022-10-18地基基础FOUNDATION BED&FOUNDATION202212Building Construction28761）转换结构承台尺寸为长（2335 m）宽（3.4 m）高（3.2 m），内部含尺寸为长（2335 m）宽（0.6 m）高（1.8 m）的实腹型钢钢骨，这些都给钢筋绑扎、模板支设及支撑体系加固带来了极大的困难，且较大的落差致使混凝土浇筑过程中极易发生离析，而本工程超大钢骨转换结构承台基础浇筑亦属于超大体积混凝土浇筑，施工质量难以把控。2）承台内包超大型钢钢骨转换结构，型钢钢骨吊装焊接作业与主筋、箍筋的绑扎作业存在工序之间的冲突，基础承台施工涉及超大型钢钢骨吊装作业以及钢筋绑扎穿插施工的问题，现场施工工期难以把控。3）由于转换结构承台钢筋主筋为HTRB600级高强钢筋，主筋数量众多、自重大且排布紧密，钢筋绑扎、固定困难极大（图1）。内包超大钢骨（基础承台）超长工程桩图1 预留地铁线内包超大钢骨转换结构承台基础示意2 施工工艺2.1 BIM建模深化设计通过BIM技术对型钢钢骨梁的定位、吊装进行深化模拟，对多层钢筋问题进行数据化分析及模拟排布。同时按照模拟分析结果，确定吊装施工顺序（），根据标高及场地限制分为3个区段。钢骨梁施工分段深化如图2所示。超大型钢钢骨转换结构承台纵筋为HTRB600级高强钢筋，通过等面积代换的方法，相同种类和级别的钢筋代换，增大钢筋直径，减少钢筋数量。原转换结构承台上、下部共有3排32 mm纵筋共计46根，钢筋优化后上、下部共有2排36 mm纵筋共计36根，并结合BIM技术，利用型钢Y形支架体系的分段支撑，不仅有利于2排纵筋合理排布、精确定位，也有利于现场钢筋绑扎操作。多层钢筋分布如图3所示。劲性钢梁劲性钢柱4R4R3R3R2R2R 图2 钢骨梁施工分段深化 图3 多层钢筋分布示意2.2 型钢钢骨梁放线定位钢骨梁标高控制：先通过水准仪将高程引测至既定的标准钢骨柱上，并采用悬挂钢卷尺法，将高程通过2根标准柱引测至表层，接着在钢骨柱上做好标记，作为钢骨柱标高控制的依据。再用水准仪控制测量钢骨柱顶部连接板的标高，如有误差，需调整钢骨柱的柱底标高，以此来控制钢骨梁的安装精度，确保钢骨梁顶面标高符合设计及规范要求。钢骨梁水平控制：由于钢骨梁对称轴线在水平面上投影形成一条直线，通过经纬仪测量钢骨梁对称轴线以控制其直线度。钢骨梁挠度控制：钢骨梁吊装之前，在钢骨梁的下翼缘中心线位置粘贴反射贴片，钢骨梁吊装完成后，在控制点上架设全站仪，通过观测反射贴片得到对应标高值并做好记录，钢骨梁荷载加载后通过同样的方法，再观测到相同位置的标高值，通过比较2次观测的标高差值，即可得出钢骨梁下挠度，并做好记录。2.3 型钢钢骨分段吊装及土建工序穿插施工转换结构承台型钢钢骨吊装分段如图4所示，横向承台型钢钢骨根据长度分成23段吊装，每段长度为912 m，纵向型承台型钢钢骨均分为2段吊装。分段长度12.000 m分段长度12.000 m分段长度11.295 m分段长度11.295 m分段长度12.000 m分段长度12.000 m分段长度12.000 m分段长度10.000 m分段长度12.000 m分段长度11.295 m分段长度11.295 m分段长度8.590 m分段长度10.580 m分段长度10.580 m分段长度10.580 m分段长度12.000 m分段长度10.58 m分段长度10.580 m分段长度12.000 m分段长度12.000 m分段长度12.000 m分段长度11.080 m图4 吊装分段示意转换结构型钢钢骨梁施工时，优先进行横向承台型钢钢骨梁施工。承台型钢钢骨尺寸大，每道横向承台型钢钢骨梁分段吊装，以每23个桩基钢骨柱为节点进行分段吊装。同时考虑土建工序施工需求，结合在型钢钢骨梁腰部设置型钢Y形支架体系，配套进行分段主筋及箍筋安装，两者工序穿插施工。纵向型钢托转梁钢骨长约20 m，均分2段安装，考虑到现场场地受限因素且托转梁下部无支撑，托转梁钢骨安装时需设置临时支撑，托转梁钢骨采用护坡分级开挖后退法吊装，即自东向西，开挖1道托转梁沟槽，安装1道托转梁。结合型钢钢骨梁腰部设置型钢Y形支架体系，配套进行分段主筋及箍筋安装，吊装焊接工序全部完成后，将端头的箍筋按设计要求挪动分布。纵向型钢托转梁分段安装如图5所示。2.4 型钢Y形支架体系焊接在型钢骨梁腰部设置Y形支架体系，型钢Y形支架体系为保证支撑强度及稳定性达到要求均采用20#工字钢焊接。殷伟、葛军、蒋文翔、孙洪飞、骆淼:预留地铁线内包超大钢骨转换结构承台基础施工技术建筑施工第44卷第12期2877分段转换梁分段托换梁临时支撑H400 mm400 mm13 mm21 mm承台钢骨梁临时支撑H400 mm400 mm13 mm21 mm图5 纵向型钢托转梁分段安装示意底部与桩基钢骨柱或型钢钢骨底板呈120角进行全熔透对称焊接，顶端水平工字钢选取长度与钢骨梁相符，焊接位置与钢骨垂直距离40 cm，中间与钢骨交错部位两侧竖向采用同型号工字钢支撑焊接固定。型钢Y形支架体系如图6 所示。120图6 型钢Y形支架体系示意为保证一排筋面层平直不下凹，每个型钢Y形支架体系间隔2 m，同时两侧1 m处使用相同长度工字钢与型钢钢骨顶板焊接，以固定、支撑二排筋。2.5 型钢钢骨闭合焊接预留地铁线劲性梁焊接需在钢骨梁安装就位后进行，钢骨梁安装过程中采用全站仪复核劲性梁定位尺寸坐标及标高尺寸，定位尺寸及标高复核无误后，采用连接马板将分段钢骨梁劲性固定，由于单榀钢骨梁质量较大，故松钩后，钢骨梁上下翼缘板均进行打底焊接。钢骨梁焊接分为2类，一是H形截面厚板焊接，