宏伊大厦裙房施工与地铁2号线河南中路站风井改造文档格式.docx

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（1）紧靠地铁,施工要求高

地铁2号线河南中路站是从浦东到浦西的第1站,保护等级为特级,地铁公司给的控制指标为:

地铁结构最终绝对沉降、隆起及水平位移量5ｍｍ;

施工引起的结构变形0.5ｍｍ/ｄ。

（2）新结构的改造需确保风机房的正常功能

地铁2号线河南中路站建成于1999年,新结构所覆盖范围为车站新风井、排风井及事故风井,其承担了地下车站主要的通风换气功能。

宏伊大厦工程裙房有小部分位于地铁风机房上部。

其地下部分为地铁物业用房,其中包括风机设备房、消声设备等,地上部分为2个风井,其中北侧较大风井为新风井及事故风井。

改造工程范围平面覆盖整个红线以内,立面中涉及地铁顶板以上所有覆土挖除、风井凿除等工作。

地铁公司要求,施工过程中不得有雨水、尘土、物体等进入风机房内部,以免危害设备正常运行。

（3）大体积土体卸载带来地下风机房结构上浮的风险

经过对地铁2号线河南中路车站部分图纸的研究发现:

地下风机房结构无桩基,结构属于抗浮箱体设计。

地下2层,埋深约14ｍ,底板厚1.8ｍ。

经图纸研究及现场勘察,在地铁下部结构顶板上平均覆土1.8ｍ,挖土面积约508ｍ2。

经计算挖除覆土约1650ｔ,若一次性挖除,将对地下结构产生较大的不均匀沉降。

（4）限时开挖和基础梁限时施工要求高

土方开挖采用分区分块,并和钢筋混凝土基础梁穿插结合施工。

地铁公司要求,挖除覆土后结构顶板不得长时间暴露在外,基础梁限时48ｈ内完成。

因场地位置特殊,混凝土浇捣难度大。

基础梁施工完毕之后要求立即回填砂袋以保持土体平衡,模板、支撑先埋在砂土中,对后续施工带来麻烦。

（5）上部钢结构加载过程中须保持基础（风机房）的平衡受力状态不受影响

在上部结构施工过程中,为保持基础所受荷载基本不变,需要同步卸载减压。

以达到施工过程中加减荷载的平衡,保证地下结构安全。

钢结构施工过程中,钢柱、钢梁安装需考虑到临时的集中荷载对下部结构产生的作用力,因此要避免集中方向安装。

2施工指导原则

2.1信息化施工,掌握变形数据

地铁公司所要求的0.5ｍｍ/ｄ之内的变化控制量对于普通的建筑工程来说是近乎苛刻的要求。

三、四等水准测量仪的允许误差就已经是0.5ｍｍ的6倍之多,根本无法测得准确而又细微的沉降变化。

因此我们使用一级精密水准仪进行1天2次以上沉降观测,将数据进行整理分析,以指导下一步的施工。

2.2施工不能影响地铁正常工作

风井作为贯穿地上地下的结构部分,在改造过程中将凿除其上部圆筒形钢筋混凝土结构墙,并将原先2个风井（新风风井和事故风井合并在同一风井,但通风管路不同）改造成为新风、排风、事故3个各自独立的风井。

为保证地铁车站通风量及其质量,我们在施工中与地铁公司进行充分的沟通,采取夜间施工。

待每日末班车驶离之后开始施工,次日首班车之前30ｍｉｎ收工,并清除垃圾。

确保施工过程中不影响地铁的使用。

凿除采用由内而外的凿除方式,在风井内部用槽钢梁挑脚手架,从圆筒内部向外凿除,以防止砖、混凝土碎块掉落到风机房内部造成设备损坏。

待风井上部结构凿除后,新风井结构按设计图暂时用空心砖砌至一定高度。

2.3分区施工,集中人力速战速决

对土方开挖及基础梁施工进行分区设置,结合变形观测数据合理安排工作量。

事先按照挖土量、复杂程度并考虑最佳施工线路,将整个施工区域分为4个区块。

由具有长年结构施工经验的人员施工,挖土与基础梁施工穿插进行。

确保基础梁从挖土、上排架、支模、钢筋笼制作到完成混凝土浇捣时间不超过48ｈ。

按计算,新建钢筋混凝土基础梁的重量与被挖除覆土重量尚有一定差距,必须在基础梁完成后,及时回填砂袋,以保持结构受力平衡,并适当加压为下一分区施工创造条件。

2.4结构施工,边造边挖

为减小上部荷载,裙房此部位设计为6层钢结构,楼板为压型钢板加配筋陶粒混凝土。

施工前经过详细计算,结构荷载约为15500ｋＮ,折算每层约2600ｋＮ。

原覆土重量按照平均1.8ｍ深,508ｍ2约为16500ｋＮ。

结构施工是一个逐步加载的过程,为达到荷载平衡,必须在上部结构施工过程中同步挖除基础梁下方后加载的砂袋等。

3施工方案

3.1设置测量方案

对于地下结构沉降测量,我部专门制订相适应的测量方案,由富有地铁监测经验的专业分包进行。

沉降监测点设置于地下风机房内,每根立柱均设1点,共19点。

开工前两周开始进行初始沉降观测,以了解常规状态下的沉降变化。

改建施工开始后,监测频度增加。

形成日报表、周报表、月报表。

施工进程根据报表提示随时采取相应变更。

3.2分区施工设置

因地下情况复杂,优先考虑在风井处（整个施工区域东侧）施工,西边的基础梁稍后进行。

因为3个风井处的覆土较少,而且从结构图看,有1根主要的基础梁由南向北穿过风井,并影响到其他主要梁的成型,应先完成。

先完成风井处,一方面可尽量减小风机房上部的卸载,另一方面也可在以后施工中有效防止对风井的影响。

因此,总体上将施工区域分为4区块,东边按照顺序1→2→3区域先施工,西边4区后开挖。

3.3风井施工

风井的结构改造分2次完成,在基础梁施工阶段先完成地下部分及地上2～3ｍ高度内的砖混结构;

待上部钢结构完成后,继续进行并最终形成完整的结构。

基础梁施工阶段,可在风井出地面的部分上方暂时做出通风口、设临时屋盖。

3.4风井保护措施

在风井打凿和改造中,在风井内外搭设防护架、脚手架,上部用彩钢板设置临时屋盖,既保证进出风通畅,又防止雨水侵入。

并在坑内和风机房内砌筑一些挡水墙,达到防水、防坠物的作用。

另在风井洞口上满盖50ｍｍ&

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50ｍｍ网眼钢板网,防止异物进入风井。

3.5基础梁施工

根据结构设计图中梁的布置,以及有关结构施工规范,将基础梁按次序编号,依次施工。

原则上先完成主梁,后完成次梁,减少施工缝,保证主梁的完整性。

3.64号区块开槽挖土基础梁施工

西侧基础梁施工时采取开槽挖土的方法,按基础梁的高度确定挖土的深度,基础梁完成后宜回填砂袋和覆土。

3.7新楼板暂缓施工,作为取土口

新结构底层楼板暂缓施工,相应部位预留插筋。

在上部钢结构施工时,每完成一层,便挖除一定厚度的覆土或取出一定量的砂袋,维持风机房受力平衡。

在覆土全部挖出、做好防水工程后再施工封闭。

3.8合理安排钢结构施工,避免集中荷载

在钢结构施工的同时进行挖土卸载施工,但是还应避免钢柱安装出现集中在一边的情况。

施工过程中合理安排钢柱钢梁施工顺序,从角到边均布加载。

4实施效果

4.1基坑开挖前期施工对地铁风井监测数据分析

基坑开挖前经历了4个施工阶段（基坑围护、工程桩、加固、预降水）,施工对地铁风井产生的影响如图3所示。

由图3可见,风井变形呈隆起趋势,根据现场工况分析,本阶段钻孔灌注桩施工与围护连续墙接缝加固同时进行施工,由于加固施工注浆压力比较大,周边土层受到高压旋喷破坏,风井呈明显隆起趋势,最大隆起点如Ｆ17,最大累计隆起量达4.6ｍｍ,该风井变化较为均匀,临近测点差异沉降量不大,且变形曲线较为平缓,无突变等情况。

4.2基坑开挖施工对地铁风井监测数据分析

从图4可以看出,地下风井结构沉降较为均匀。

累计量较大的Ｆ11点最大隆起量超过6.4ｍｍ。

从图中还可看出,地下风井结构隆起趋势为,从基坑开挖前期就有隆起现象。

根据工况分析原因,开挖初期,风井结构因受土层变形摩擦,局部呈隆起状;

随着基坑内土方的大量卸载,土体压力的释放和土体应力场的改变,风井结构最终表现为较明显的隆起趋势。

据实际分析,一般开挖至2、3层土时,风井结构隆起达到峰值,此后逐步有沉降趋势。

4.3风井结构施工阶段监测数据分析

从图5可以看出,地下风井结构沉降较为均匀。

累计量较大的Ｆ11点最大隆起量超过6.2ｍｍ。

从图5还可看出,地下风井结构变化趋势为,随着地上风井结构的不断增加,地下风井结构不断表现为下沉趋势。

根据工况分析原因,地上风井结构不断增加,给地下结构带来的荷载也越来越大,最终地下风井表现为轻微沉降趋势。

本阶段风井变化较为均匀,临近测点差异沉降量不大,无突变等情况。

5结语

在运营地铁风机房上部进行结构改建施工及新建结构施工,为严格控制建筑物沉降变形,保证地铁安全营运,采取分区施工、高精度高密度的变形观测、有效控制加减荷载量等施工控制手段,取得了良好的效果,可以为上海类似工程提供借鉴。