杨烁 YANG Shuo;吴志佳 WU Zhi-jia;张坤 ZHANG Kun;刘翼 LIU Yi
(中交二公局东萌工程有限公司,西安 710000)
本文所研究项目为淮海经济区一个典型科创园区,在面临规划调整等不利因素下,因地制宜灵活开展建设施工。在开工前就所处地块的市政管网进行充分调研,积极配合相关保障工程先期完工,考虑到传统铺设临时道路过于冗余,通过设计和施工层面的不断优化,总结出一套永临结合的道路施工流程,同时严格依据国标[1]进行了路面强度验算,证明了设计的严谨和可靠。
项目位于徐州淮海国际港务区垞城街道,柳沿路东侧,徐州垞城电力有限公司西侧511 乡道北侧,周围分布徐州市2022年城建重点工程[2]。项目规划占地约31.51 万m2,将建设高标准厂房、普通厂房及配套设施,总建筑面积约24.91 万m2,其中厂房面积约231692.05m2;服务中心面积约10864.53m2;其它建筑面积约6565.02m2。本工程B1地块厂房产品较为丰富,便于后期厂房的销售和租售。园区内部零散位置布置了厂区配套设施,其中有:变电室、开闭所、消防水池、泵房等。
工程位于徐州淮海国际港务区垞城街道,柳沿路东侧,徐州垞城电力有限公司西侧511 乡道北侧,交通便利。
目前受智造五路施工影响,需从A 地块修筑临时进场道路进入B1 地块,2022年11月份智造五路完成施工,运输车辆可以直接经该路进入施工场地。临时设施项目临时设施均按照“项目总体实施,阶段性投入”的原则予以布设。
项目因A 地块规划调整,整体拟建建筑布局变化大,施工现场场内临时设施不能充分考虑到位,待整体规划经规委会过会通过后另行予以策划。现场临时设施仅考虑B1 地块设施。
为满足“永临结合”要求,现场环形道路基础为300mm 厚4%灰土垫层,道路面层使用C25 混凝土浇筑,顶标高比设计路面顶标高低0.3m;为保证前期施工许可证办理要求,西侧主干道及大门口等区域受设计进度限制无法实施永临结合。
散水从外墙向外宽700mm,脚手架基础宽度1500mm,为满足永临结合要求,在浇筑时在散水位置设置分隔缝,坡道5%,后期分隔缝外宽出部分破除。其余硬化部分后期破碎后做场区内其它道路基础填料使用。排水沟沿8m 主干道内侧设置。截水沟沿围墙外墙设置。
垞城煤矿位于江苏省徐州市淮海国际港务区柳新镇垞城村西侧,东临京杭运河,北濒微山湖,主要为徐州矿务局垞城煤矿范围。面积1.5 平方公里,人口0.8 万。境内有垞城煤矿。有专用公路和铁路与徐沛公路、陇海铁路相连。基地现状为垞城煤矿遗址,基地内历史遗留建筑较多,地形复杂,部分区域为采煤塌陷区形成的池塘。
徐州属温带季风气候,四季分明,夏无酷暑,冬无严寒。年平均气温14℃,年日照时数为2284 至2495 小时,日照率52%至57%,年均无霜期200 至220 天,年均降水量800 至930mm,雨季降水量占全年的56%。气候特点是:四季分明,光照充足,雨量适中,雨热同期。四季之中春、秋季短,冬、夏季长,春季天气多变,夏季高温多雨,秋季天高气爽,冬季寒潮频袭。
依据城市道路路基设计规范(CJJ194-2013),计算界面如图1 所示,计算结果如下[4]:
图1 计算仿真界面
表1 交通量计算参数
交通量说明:基础计算参数见表2,设计年限为10年,设计车道分布系数为1。
当以设计弯沉值和沥青层剪应力为设计指标时,取路面营运第一年单向日平均当量轴次为635,设计基准期内一个车道上的累计当量轴次为4793656,即中等交通等级。
当以半刚性材料结构层层底拉应力为设计指标时,取路面营运第一年单向日平均当量轴次为522,设计基准期内一个车道上的累计当量轴次为3940611,即轻交通等级。
路面设计交通等级为中等交通等级,取交叉口设计基准期内同一位置停车的累计当量轴次为3155509,停车站设计基准期内同一位置停车的累计当量轴次为2611976,道路等级为支路,道路等级系数为1.2,面层和基层类型系数均为1,计算出路面设计弯沉值为33.2mm。
沥青表面层材料的60℃抗剪强度为0.8MPa,一般行驶路段上沥青表面层材料的容许剪应力为0.8MPa,交叉口缓慢制动路段上沥青表面层材料的容许剪应力为0.261MPa,停车站缓慢制动路段上沥青表面层材料的容许剪应力为0.268MPa。
道路等级为支路,变异水平的等级为高级,可靠系数取1.1,加铺路面5 层,路面设计弯沉值为33.2mm,路面设计层位于第2 层,设计层最小厚度为40mm,路面结构设计如图2 所示,路面各层材料设计计算结果见表3。
图2 路面结构设计
沥青表面层材料的60℃抗压回弹模量平均值为320MPa,沥青表面层材料的60℃抗压回弹模量标准差为20MPa。
按设计弯沉值计算设计层厚度,弯沉值按新建路面F公式计算:LD=33.2mm,H(2)=40mm,LS=27.5mm。
由于设计层厚度H(2)=Hmin时LS≤LD,故弯沉和底面拉应力计算均满足要求。
仅考虑弯沉,H(2)=40mm
那么,按容许拉应力计算设计层厚度为:
H(2)=40mm,第3 层底面拉应力计算满足设计要求;
H(2)= 40mm,第4 层底面拉应力计算满足设计要求;
H(2)=40mm,第5 层底面拉应力计算满足设计要求。
仅考虑弯沉,路面设计层厚度:H(2)=40mm;
同时考虑弯沉和拉应力,H(2)=40mm。
一般行驶路段上沥青表面层材料的容许剪应力0.8MPa,最大剪应力0.48MPa;交叉口缓慢制动路段上沥青表面层材料的容许剪应力0.261MPa,最大剪应力0.258 MPa;停车站缓慢制动路段上沥青表面层材料的容许剪应力0.268MPa,最大剪应力0.258MPa;以上均满足设计要求。
根据新建路面F 公式计算改建路面各加铺层顶面交工验收弯沉值,综合影响系数取1.25:第1 层路面顶面交工验收弯沉值LS=22.72mm,第2 层路面顶面交工验收弯沉值LS=25.16mm,第3 层路面顶面交工验收弯沉值LS=27.76mm,第4 层路面顶面交工验收弯沉值LS=52.36mm,第5 层路面顶面交工验收弯沉值LS=145.94mm。
在场区道路设计中采用永临结合不是生搬硬套[3],要切实考虑实际地质条件、政策因素,循序渐进,在满足市政建设的要求的前提下开展道路铺设的分期、分段施工,在施工时间上穿插在主体施工过程中进行,各种设备、物料的进场使用要严格按照计划,保障并尽可能节约工期,将对主体施工的影响降至最低,据此优化的永临结合铺设道路流程如图3 所示。
图3 永临结合铺设道路流程
采用永临结合设计后,所节省费用清单如下:5cm 碎石单价7.91 元/m3,30cm 厚6%水稳32.52 元/m3,道路面积约1000m2,则省去重铺路面费用(7.91+32.52)×1000=4.043万元;路面破拆费用133 元/m3,中转68 元/m3,按设计铺设20cm 厚C30 混凝土,共节省(133+68)×1000×0.2=4.02 万元,合计约8 万元,修复费用累计4 万元。合计节约项目经费12 万元。
EPC 项目工程建设过程中采用施工道路永临结合是流程优化的具体体现,省去了竣工前场区路基二次处理,比正场施工节省工期25%以上,有效推进了施工效率。
该项技术的应用,节能环保,绿色施工,节约材料,为后期施工正式道路做好铺垫,节约了成本[5]。后期不再破路修路,现场产生的固废更少,在最低限度降低垃圾清运的同时使现场建筑垃圾大量减少,为建筑电气智能化、物联化提供保障,更是对绿色施工、文明施工的的应用,具有广阔应用前景和可观社会效益。
本文对徐州淮海国际港务区垞城科技创业园项目B1地块的场地道路进行一次设计、分期分段建设的过程进行流程总结和计算验证,结果表明在利用装配式板材等建筑新技术下,传统建筑场地临时道路在竣工时不得不推倒重来的状况得到改善。最直观的表现为节约项目经费、提高道路强度、减少固废垃圾处理,从本质上响应“碳中和、碳达峰”的建筑趋势,理应作为今后房建工程道路施工设计的参考。