重庆罗宾森广场位于重庆市渝中区七星岗地区, 地块北临中山一路, 南接兴隆路, 西与中山一支路相接。场地整体呈不规则的锯齿形, 其用地东西最长约247m, 最短约100m。南北最长约177m, 最短约23m。地块规划用地面积22 350.0m², 总建筑面积277 542m², 拟建4栋超高层住宅加商业综合体和1座幼儿园。其中T3塔楼位于1号出入口通道正上方, 出入口通道的保护体既是通道的保护体, 也是T3塔楼的基础结构, 设有型钢混凝土转换结构 (见图1) 。

1) 桩基础概况 T3塔楼地下部分为-2F、吊2 F, 单层建筑面积约720m²。桩基础转换特一级, 该工程廊道部分人工挖孔桩深26~33m;桩径为2 500mm, 底部扩大头直径为3 500, 4 200mm;纵筋为144根HRB500级32 (绑扎成束) ;箍筋HRB500级20@100;单桩承载力特征值约7 000kN;桩身强度约10 000kN;混凝土强度等级为C60;内部钢管柱直径为1 500mm、厚30mm, 圆柱头栓钉为19×100@200mm×200mm;为隔绝人工挖孔桩与桩身侧面岩石之间的摩擦力, 桩身在1号出入口通道底标高以上部位粘贴柔性材料, 桩的嵌岩深度从通道底板下口起算;设计允许偏差为桩径允许偏差±50mm, 桩身垂直度偏差≤0.5%, 桩位中心允许偏差50mm, 该部分桩钢管柱、加腋钢结构经深化设计为3节施工, 如图2所示。

2) 转换结构概况 该基础转换层廊道处转换梁、板均与围岩脱空500mm进行施工, 转换梁截面为1 200mm/1 600mm×1 800mm;SRC为1 600mm×800mm×40mm×60mm;加腋处SRC为2 200mm×1 000mm×40mm×60mm;梁部分配筋为:上下各3032HRB500E级钢筋;N筋为2222HRB500E;箍筋为HRB500E20@100/70、6肢、8肢箍。由于钢筋含量较大及钢结构的影响, 施工作业难度相当大。加腋部分截面为2 500mm×3 000mm;配筋为6032HRB500E;N筋为3832HRB500;H型钢为2200mm×1 000mm×40mm×60mm, 12肢箍筋;转换结构梁混凝土采用叠合方式进行浇筑, 混凝土强度等级为C60。

1) 人工挖孔桩组合钢管柱 (框支柱) 人工挖孔桩直径大, 桩径为2.5m, 桩开挖深26~33m, 配筋率高, 主筋为14432 (1个钢筋笼重35~40t) , 人工挖孔桩组合钢管柱同时具有T3塔楼基础和出入口通道的保护体框支柱功能, 拟分3段施工, 施工过程复杂、难度大。

2) 框支柱与框支梁节点构造复杂 框支柱内的钢管柱与框支梁中的型钢梁节点构造复杂、构件大;框支梁端部加腋, 钢筋直径大、层数多、密度大, 节点处钢结构与钢筋构造复杂。

3) 转换梁 (框支梁) 施工要求高 框支梁截面尺寸为1 500mm×2 200mm, 1 800mm×2 200mm 2种及2 000mm×3 000mm加腋, 荷载较大, 框支梁与通道保护体上部的岩石层须脱开500mm, 施工荷载也不得传递到通道保护体上部的岩石上, 框支梁拟采用叠合梁吊模方式施工。框支梁下半部分采用吊模方式施工, 浇筑高度为1 300mm以下部分 (含加腋部分) 混凝土, 待混凝土强度达到设计强度的80%以上时, 拆除梁底的吊模, 支设上部梁板模板, 浇筑叠合面以上部分的梁板混凝土。

1) 人工挖孔桩组合钢管柱 (框支柱) 施工工艺流程 人工开挖桩孔至设计标高→素混凝土封底→搭设脚手架→挖孔桩壁剔打光滑→粘贴第1段30mm厚PEP泡沫板→绑扎第1段桩身钢筋→粘贴第2段30mm厚PEP泡沫板→绑扎第2段桩身钢筋→…→绑扎桩身钢筋到顶→拆除脚手架→安装钢结构底座→安装焊接第一段钢管柱 (共分3段) →安装焊接第2段钢管柱→浇筑第2段钢管柱以下的桩身混凝土→安装焊接第3段钢管柱 (框支柱梁节点部分) 。

2) 型钢转换梁 (框支梁) 施工工艺流程 支设梁底模板 (采用临时支撑) →型钢梁安装焊接→穿梁底纵向钢筋→绑扎加腋部位钢筋→套梁向上开口U形箍筋→穿梁上部纵向钢筋→套梁向下开口U形箍筋→摆梁腰筋→从内侧向外逐根焊接梁箍筋→绑扎梁腰筋→绑扎腰筋拉钩→上部结构插筋→焊接梁支模对拉螺栓→支梁侧模 (高度为1300mm以下部分) →支设梁吊模→拆除临时支撑→浇筑1 300mm高度以下部分混凝土→养护→拆除1 300mm高度以下部分模板→支设梁上部侧模→支设板底模→绑扎板筋→浇筑叠合面以上部分的梁板混凝土。

1) 人工挖孔桩成孔 T3塔楼基础全部坐落在岩石层上, 设计采用人工挖孔桩, 为了减少基础成孔时对隧道的扰动, 先用水钻沿桩周边连续钻孔, 再用空压破碎机破成小块后, 吊至地面。

2) 粘贴30mm厚PEP泡沫板 PEP泡沫板作用是隔绝人工挖孔桩与桩身侧面岩石之间的摩擦力, 以免传递到出入口通道结构。在人工挖孔桩成孔完成混凝土封底后, 搭设钢管脚手架, 用塑料锚钉将PEP泡沫板固定到桩身侧面岩石上。

3) 桩身钢筋绑扎 由于桩身钢筋为14432, 单个钢筋笼重35~40t, 长26~33m, 在人工挖孔桩成孔内分段绑扎桩身钢筋。桩身纵向钢筋接长采用直螺纹连接, 为满足钢筋间距和混凝土浇筑要求, 每2根纵向钢筋绑成1束, 圆形箍筋在地面上焊接完成, 从上往下套, 在桩孔内绑扎而成。

4) 安装焊接钢管柱 在人工挖孔桩混凝土封底上安装固定钢管柱底座, 所有轴线偏差、标高差均在底座上调整。用QY70K或QAY220型汽车式起重机吊装第1节钢管柱, 并完成就位校正固定, 同样工序吊装第2节钢管柱;钢管柱之间采用CO₂气体保护焊连接, 在钢管柱内焊接, 施工时2名焊工同时对称连续焊接。

5) 浇筑第2段钢管柱以下的桩身混凝土 由于第2段钢管柱上有梁柱节点构造, 属于大偏心构件, 不便于固定, 施工时先浇筑第2段钢管柱顶以下1 000mm的桩身混凝土, 桩身混凝土检测合格后, 再安装第3节钢管柱。

由于框支梁与通道保护体上部的岩石层须脱开500mm, 施工荷载也不得传递到通道保护体上部的岩石上, 框支梁拟采用叠合梁吊模方式施工。框支梁下半部分 (1 300mm高度以下部分, 含加腋部分) 混凝土采用吊模方式施工, 其全部施工荷载由转换梁中的H型钢承担, 待混凝土强度达到设计强度的80%以上时, 拆除梁底的吊模, 支设上部梁板模板, 浇筑叠合面以上部分梁板混凝土的施工荷载由框支梁下半部分承担, 该方案经设计复核, 能满足施工要求。

1) 支设梁底模板 (采用临时支撑) 梁底模板按1 300mm高的梁设计, 先对距梁底500mm高处的地面进行硬化、弹线、搭设模板临时支架、铺设梁底模, 并用千斤顶调整好标高, 模板采用钢木结合的体系, 面板为胶合板, 次楞为50mm×100mm方木, 主楞为钢管或型钢, 支撑体系为钢管支撑或型钢及吊筋。

2) 型钢梁安装焊接 转换结构框支梁采用工字形断面, 工字钢的翼板及腹板分别由60mm和40mm厚的钢板焊接而成。型钢混凝土梁的断面尺寸为1 600mm×800mm和1 600mm×1 000mm 2种, 跨距约14m, 重约20t, 采用汽车式起重机完成吊装, CO₂气体保护焊连接一级焊缝, 并经检查合格后进入下道工序。

3) 转换梁钢筋绑扎 由于转换梁尺寸超大, 钢筋规格大, 上、下铁有2~3排, 纵横方向均有梁相交, 梁中还有型钢隔开, 施工时须严格按工艺流程施工。

按图纸进行钢筋翻样工作, 并与钢结构专业深化设计一起运用BIM技术进行碰撞检查, 共同完成各个节点的构造大样图, 各种开洞、连接板均须在加工厂完成, 不得现场开洞。

转换梁的跨度约14m, 配料时钢筋接头应在受力较小处, 梁的上铁宜在跨中1/3区段内, 梁的下铁宜在跨中1/3区段外。除箍筋处, 所有钢筋的接长均采用机械连接方式。

梁底纵筋采用已涂防锈漆 (或套PVC管) 的φ32钢筋作保护层, 按≤1 000mm的横向间距进行布置。在梁底模上按设计间距划出粉笔线, 排好梁底保护层垫铁, 按序铺好下铁的第1排纵筋与向上开口U形箍筋绑扎固定, 以上各排纵筋按>2 000mm的间距垫放φ32隔层钢筋, 并与向上开口U形箍筋绑扎固定。

梁箍筋及腰筋的施工:梁箍筋采用开口箍, 按50%错开接头, 主筋布置完成后, 套向下开口的U形箍筋, 绑扎内侧腰筋, 梁腰筋布置处设有加劲板并开有50mm孔洞或采用与加筋板焊接方式, 以便腰筋顺利穿过或焊接。梁箍筋从内侧向外逐根焊接, 梁箍筋焊接完成后, 将梁外侧的腰筋绑扎固定。梁外侧的腰筋绑扎完成后, 绑扎腰筋拉钩。

4) 支设梁吊模、侧模 框支梁下半部分 (1 300mm高度以下部分) 施工荷载由搁置在型钢梁上的工字钢通过吊杆吊起梁底模下的工字钢来承重, 具体设计方式为:在梁底模下, 沿纵向间距0.8m设横向I14, 通过φ25吊杆传递到型钢梁上的工字钢承重。从支座开始, 每隔3m布置千斤顶, 将已拼接好的梁底模安放于千斤顶上, 用水准仪测量, 调节千斤顶, 使底模标高符合设计要求, 拧紧吊杆螺母后, 拆除临时支撑。

5) 浇筑高度为1 300mm以下部分混凝土 对混凝土配合比进行优化, 梁的下半部分添加25%豆石混凝土, 同时石子的最大粒径≤20mm, 以保证混凝土顺利填充钢筋间空隙。先浇筑桩身及加腋部位混凝土, 再浇筑梁的下半部分混凝土, 采用水平分层法从梁一端向另一端赶浆, 型钢梁两侧对称下料, 钢筋密集区域用φ30振捣棒振捣。

6) 混凝土叠合面处理 2次浇筑混凝土界面应采取凿毛、冲洗清理等措施, 二次浇筑混凝土时应先进行湿润 (无明水) , 采用减半石混凝土接浆。

7) 叠合面上部梁板模板施工 叠合面上部梁侧模按正常方法支设;板模在梁施工操作面内的范围采用钢管顶撑配U形顶托支撑, 其他部位采用砌砖墩作支撑, 砖墩间距为800mm×800mm, 尺寸250mm×250mm, 上口高度用水准仪找平并砌成凹槽, 以防模板主楞移位。每跨板预留2个800mm×800mm洞口, 用于拆除板下模板。

8) 叠合面上部混凝土浇筑 叠合面上部混凝土浇筑同下部, 梁内混凝土用插入振捣棒振捣, 板用平板振动器振捣, 混凝土终凝后覆盖塑料薄膜养护。

9) 梁板模板拆除 混凝土达到设计强度后, 通过板上预留洞口, 拆除梁板模板支撑, 凿开板模下砖墩, 从洞口运出材料, 支设洞口吊模, 恢复钢筋, 补浇洞口混凝土。

1) 人工挖孔桩、钢管桩及型钢梁的吊装、转换梁的模板支撑体系等均属于危险性较大的分部分项工程, 都要有专项施工方案, 模板方案还须轨道公司专家认可, 专项施工方案必须向施工人员进行技术交底。

2) 人工挖孔桩成孔施工、钢管桩连接钢管内焊接均须不间断向桩内、钢管内输送新鲜空气, 同时要防止高空坠落和物体打击, 确保施工人员安全。

3) 叠合梁的模板施工方案必须经过严格计算, 各种工况均须考虑, 同时还须设计认可。

4) 整个过程必须严格按照工艺流程施工, 分阶段进行过程验收, 以免返工影响工程质量及施工进度。

5) 整个施工过程必须做好施工监测, 包括出入口通道结构变形是否在允许范围内、有无裂缝渗水现象;《城市轨道交通安全保护第三方监测控制指标》要求隧道纵向不均匀变形<1/5 000、隧道结构绝对沉降量及水平位移量≤20mm;叠合梁的模板、叠合梁下部的变形监测, 一旦变形超过预警值, 都有应急预案和相应的应对措施。

T3塔楼1号出入口通道的保护体基础转换结构施工过程中, 基础采用了人工挖孔桩成孔, 减少基础成孔对隧道的扰动;转换梁通过叠合梁施工法, 转换梁施工荷载不传递到隧道顶。根据由业主委托的第三方监测结果显示, 基础转换结构施工过程中未监测到轨道交通结构发生明显变形, 无裂缝渗水现象, 未对保护体结构造成任何影响, 确保了轨道交通结构的安全与正常使用。叠合梁的模板、叠合梁下部的变形监测结果均小于允许变形要求, 在保证施工质量的同时, 也确保了施工安全。