绿色装配式技术在基坑临时工程中的应用

北京城市副中心三大建筑及共享空间基坑采用一体化设计及一体化施工，基坑开挖面积304530 m²。施工过程中基坑马道及周边防护等临时设施需要多次拆改，若采用传统的马道修筑方式，工程造价高，产生的废弃建筑垃圾较多。

因此在基坑施工过程中，引进装配式技术，结合工程实际开发一系列针对基坑临时工程施工的新技术，通过工程应用，取得了良好的效果。

1　绿色装配式边坡防护技术

基坑施工过程中，上下基坑的马道由于运土和基坑支护结构施工需要经常倒换。以往马道两侧的边坡采用自然放坡，近年来由于基坑安全和文明施工标准提高，开始对马道两侧的边坡采用土钉墙支护。由于传统的喷射混凝土边坡支护在施工时存在扬尘污染，马道废弃时支护结构随马道一起拆除废弃，增加了建筑垃圾。

绿色装配式边坡防护技术采用工厂标准化生产的由高分子材料复合而成、可装配施工的GRF绿色装配式面层代替传统土钉墙喷射混凝土面层，具有施工简单、可重复利用、无环境污染、安全可靠的特点。GRF装配式面层在使用阶段可实现完全装配化施工，整个过程中，不出现传统湿喷工艺，各节点通过紧固构件进行连接。现场装配化后，提高了人工效率，实现绿色文明施工。

GRF绿色装配式土钉墙支护（GRF01）体系中包括绿色装配式复合面层、连接构件和紧固构件等，其中装配式面层由具有加筋、防护和性能等功能材料经工厂复合而成，其主要性能针对受力、防水、反滤、变形、耐久性、防侵蚀等功能设计，确保整体支护满足设计及规范要求。

在马道拆除时，分段分层拆除GRF支护面层，面层材料实现100 %回收。绿色装配式支护具有绿色环保、节能高效、施工安全便捷的优势。

1.1　GRF边坡支护构造

装配式复合构件通常由多层构件组合而成，包括加筋层、反滤层、防护层、皮肤层等。

（1）加筋功能：具有一定抗拉强度，满足承受坡面土压力的要求。

（2）反滤功能：具有防止土颗粒流失的作用。

（3）防护功能：具有防水、阻燃等功能。

（4）皮肤层：应采用保证面层与坡面土体密贴的构件。

1.2　绿色装配式边坡防护设计

绿色装配式面层的拉伸强度应符合下式规定：

式中：F_fx、F_fs分别为绿色装配式面层沿水平方向和坡度方向的拉伸强度（kN/m）；N_kx、N_ks分别为土钉间计算单元内绿色装配式面层沿水平方向和坡度方向的单位宽度轴向拉力标准值（kN/m）；K_f为绿色装配式面层的抗拉安全系数。

永久性边坡K_f不应小于2.0；安全等级为一级、二级、三级的临时性边坡，K_f分别不应小于1.8、1.6、1.4。绿色装配式边坡防护设计如图1~图3所示。

图1　绿色装配式边坡剖面示意

图2　土钉间面层计算单元

图3　土钉端头构造示意

2　装配式预制道路板

基坑马道为了行车方便通常采用铺设钢板进行处理，但是钢板在防滑性能较差，为加强钢板路面防滑性能，通常在表面焊接钢筋防滑条。但是焊接钢筋因焊缝开裂导致钢筋变形，对车辆轮胎易造成损坏。使用周期较长马道有些采用浇筑钢筋混凝土路面需进行硬化处理，但成本较高，马道拆除时要破除现浇钢筋混凝土路面。在本工程中，采用了现场预制混凝土道路板（图4），实现了在道路板同一基坑中多次周转使用。为解决混凝土路面防滑和方便吊装，对预制混凝土道路板进行创新改进。

图4　混凝土预制道路板三维示意

采用防滑花纹钢板作为预制道路板底模，浇筑成型后的道路板在铺设时把有防滑纹的一面作为道路路面，解决路面防滑问题。但是这种情况吊装时需要翻转，以往道路板吊装孔是单向开孔，翻转不方便，本工程在预制道路板时把吊装孔改成双向开孔。

3　可调支托在临时排水设施中的应用

基坑工程中降排水通常采用明沟或暗沟形式进行疏排，一般用砖砌筑或埋管。

这两种传统方法在找坡时存在一定的难度，由于大型基坑工程根据施工情况排水路由需要不断调整导改，导改时需要动用机械设备挖沟或重新埋管，造成不必要的浪费且费时费力。

可调支托是由钢管、托板、丝杆组成三部分组成，其主要特点支撑刚度强、布置灵活、高度可调节、重复利用等。

在本工程中，采用了可调支托配合PPR管使用，其优点施工便利，操作简单，安装便捷，特别在调整排水坡度及导改路由时极为突出，并在本工程中多次周转使用，重复利用率高达80 %以上。临时排水设施支撑如图5所示。

图5　临时排水设施支撑示意

（a）示意1；（b）示意2

4　装配式围挡

传统围挡采用普通硬质围挡，通常需要浇筑独立基础，并配合预埋件或后置埋件进行安装固定。施工时需要对独立基础进行放线定位，再浇筑混凝土，等混凝土达到一定强度后才可安装围挡，工序上比较费时。

装配式围挡（图6），各构件均可单人搬移，无需现场浇筑混凝土独立基础，无需预埋件，施工便捷快速。所有构件均能循环使用，不仅节约了资源，相比传统围挡还减少了后续拆除造成的建筑垃圾。

图6　装配式围挡模型示意

5　临时用电电缆桥架

由于基坑开挖面积大，工程电缆铺设长度大，电缆防护成为重点，传统电缆采用直接埋地铺设。本工程采用电缆铺设装配化，利用专用线槽架空敷设，线槽延基坑周边进行铺设，离地100 mm，底部砌筑线槽支撑支墩。经久耐用、安全牢固。

电缆桥架采用优质冷轧带钢，经高精度焊管机高频焊接而成，双面镀锌保护，壁厚均匀，焊缝光滑，边缘平滑无毛刺。

具有以薄代厚，重量轻，有效降低工程造价，搬运方便，防火、防触电能力好的特点，其屏蔽性能和抗干扰性能好，安装灵活简便，检修方便。槽式电缆桥架可现场自由使用各类弯头，三通、四通等，大幅缩短安装时间。

6　结束语

首都博物馆东馆在基坑工程施工过程中，采用绿色装配式边坡防护技术对基坑马道边坡防护、装配式预制道路板硬化基坑马道及场地、可调支托在临时排水设施、装配式围挡、临时用电电缆桥架等装配式技术，提高了施工效率，降低了污染，实现了低碳环保。