多種支護在一個深基坑工程中的運用

多種支護在一個深基坑工程中的運用摘要:介紹了廣州地鐵三號線林和西站南端基坑支護設計,探討多種支護在同一個深基坑中工程的運用。關(guān)鍵詞:地鐵;林和西站;基坑;支護

近年來隨著經(jīng)濟的發(fā)展,我國的城市建設發(fā)展也異常迅速。從高層、超高層建筑到城市軌道交通建設,相關(guān)的地下工程越來越多,涌現(xiàn)出了大量的深基坑工程。

基坑開挖的施工工藝一般有兩種:放坡開挖(無支護開挖)和在支護體系下開挖(有支護開挖)。放坡開挖既簡單又經(jīng)濟,一般在條件具備時優(yōu)先選用。但目前深基坑工程大多是在市內(nèi)修建,基坑較深而場地往往又比較狹小,不具備放坡開挖條件,通常均采用有支護開挖。根據(jù)不同的地質(zhì)情況與現(xiàn)場邊界條件,有支護開挖時基坑工程的支護形式多種多樣,常用的有:水泥土圍護結(jié)構(gòu)、鋼板樁、鉆孔灌注樁、人工挖孔樁、地下連續(xù)墻及土釘支護等。從施工簡便及結(jié)構(gòu)設計方面考慮,對一個基坑一般采用一種基坑支護形式;但根據(jù)實際情況有時候也會有多種支護同時運用于一個基坑的情況。以廣州地鐵三號線林和西站南端基坑設計為例,探討多種支護型式在同一基坑中的運用。1

工程概況

廣州地鐵三號線林和西站位于天河區(qū)天河北路與林和西路形成的丁字路口處,是一個明暗挖結(jié)合的地下兩層車站,車站主要由南北兩個明挖基坑組成。由于車站使用功能的需要,南端基坑設計為在平面和立面都很不規(guī)則的形狀。2工程地質(zhì)與水文地質(zhì)2.1

工程地質(zhì)

本站所處地形較平坦,地貌單元屬山前沖積平原,無斷層通過,構(gòu)造簡單。自上而下巖土層分布。根據(jù)詳勘報告,建筑場地類別為Ⅱ類,地震基本烈度為Ⅶ度。各土層物理力學參數(shù)見表1。2.2

水文地質(zhì)

本區(qū)段的地下水補給來源主要是大氣降水,且除(7)、(8)層為弱透水層外,其余地層均可視為相對隔水層。且地下水對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋無腐蝕性。3基坑支護結(jié)構(gòu)形式3.1

圍護結(jié)構(gòu)方案的選擇

該基坑一般段挖深17ｍ左右,加之站位處于市區(qū),場地狹小,無法實現(xiàn)放坡開挖。在廣州地區(qū),地鐵車站基坑支護最常用的是圍護結(jié)構(gòu)+內(nèi)支撐型式。對本工程,我們考慮基坑支護型式時也首先從常規(guī)出發(fā),看是否適合采用圍護結(jié)構(gòu)+內(nèi)支撐型式。常用的圍護結(jié)構(gòu)有人工挖孔樁、鉆孔樁及地下連續(xù)墻等。

由于本基坑主要位于可塑—硬塑狀殘積土中,基底為強風化—中風化巖層,地質(zhì)情況較好,適合采用人工挖孔樁施工。而且采用人工挖孔樁能充分體現(xiàn)其造價低廉、占用場地小、場地利用率高、施工速度快、環(huán)境污染小的優(yōu)點。經(jīng)過認真比選,該工程決定采用人工挖孔樁作圍護結(jié)構(gòu)。茅棍刷廣州地區(qū)常用帖人工挖孔樁有靜方樁與圓樁兩撿種熟,缸經(jīng)過認真研錫究垃,炕決定采用開挖胞方便、護壁受庸力較好的圓形卸人工挖孔樁。購為滿足基坑止旺水要獄求慘,女相鄰樁的樁芯磁相切布置。瓶3.2著臺基坑支護設計赴遭站邊界條件零盟(1駝)蹄該基坑平面形材狀極不規(guī)肚則士,谷基底也很不規(guī)壓則剩:莊除東側(cè)站廳為毛地下一層外其視余為地下兩層棚結(jié)姿構(gòu)善;垮而地下兩層段四又分成了高低轟不同陣的假5毛塊投,局其中底板局部毀最大下沉市達倉7.2它4估ｍ。禮砍(2鉗)腸基坑北側(cè)緊鄰范天河北答路踏,鞠按規(guī)劃局及市飲政府要駱求征:呆基坑施工時必草須保護天河北宴路的交通順暢元、不受干跡擾淚,控而天河北路地受下管線較為密禮集摘,較施工時還應保記證管線不能產(chǎn)版生過大的位移蘇與變形。外死(3假)首基坑南側(cè)緊鄰香天河體育中心辰訓練猾場怎,傘該處雖然無地妻下管零線摘,輸?shù)苁┕龅鼐聪揞^制翼,綱無法放坡。桑更(4相)椒東側(cè)無地面建抱筑及地下管姻線謊,序基坑分為上下環(huán)兩個臺喬階賊,恒上臺階基坑靜深庫1糾0喚ｍ鐘,料中間平臺越寬稿1洲1隊ｍ蝦,臂然后再挖深蹤下唱7徐ｍ是基坑的下元臺階。該側(cè)每捷個臺階相對較嶼淺丟,音有條件采用放及坡開挖。啞安(5蓬)唉基坑西側(cè)亦無舞地面建筑及地上下管原線引,洪該側(cè)基坑深衰約泛1兔7蜘ｍ聚,世由于施工場地罵所遵限脆,鎮(zhèn)施工單位在緊駁鄰基坑邊處搭另建了兩幢兩層但的臨時住宿及楊辦公樓。鄭3.2.游2魔榴支護形式比選鞏紋(1創(chuàng))逼從施工方便及爪經(jīng)濟出傍發(fā)貍,測廣州地鐵車站葛基坑支護基本癢都采用的是圍倆護結(jié)扭構(gòu)料+不鋼管內(nèi)支撐型塔式。本基坑設推計時也首先選般用人工挖孔割樁跑+回鋼管內(nèi)支撐型默式炸,析基坑尺寸較大域時添加臨時立輛柱。但由于該張基坑平面及立受面都很不規(guī)縣則測,各該方案存在以貧下缺古點肝:消損兇①謎基坑寬度大造智成臨時立柱根杏數(shù)村多緩,虎基坑立面不規(guī)允則造成立柱難榮以同時兼顧上槽下層鋼管支界撐利,質(zhì)從而又增加臨尊時立柱根數(shù)。茄臨時立柱福多同,魚從而造價高、蓋施工難度大、掏底板防水處理波困副難芬;丟朋故②梁添加臨時立柱泄后上、下層鋼云管內(nèi)支撐仍難獅以布置在同一模豎平兵面班,積造成施工困三難郊;隨亦檔③尿南北向與東西界向鋼管撐平面式交叉變多奉,執(zhí)造價高、施工俱也困良難鼠;浙哄青④且角撐的布置也演很困漫難菠;喪染昏⑤雨局部底板下沉切段無法布置鋼愧管支撐。蒼呀(2吼)思采用鋼筋混凝否土結(jié)構(gòu)支棉撐央,謹造價語高扣,晝施工進度賠慢島,們由于車站豎向趟板間距大、基捉坑立面不規(guī)雕則班,智鋼筋混凝土經(jīng)支襯犯多撐難以與各層藥板結(jié)海合赴,接形成完整的支秘撐體系。另寨外躺,收同鋼管內(nèi)支撐陪一霸樣歡,丙鋼筋混凝土支杜撐也不能很好雷地解決結(jié)構(gòu)底蔑板下沉段基坑軋支護的問題。澡汽(3社)漫采用拉錨結(jié)構(gòu)獅作為基坑的支洪護體系。拉錨饑結(jié)構(gòu)是融近園2墓0受年來建筑施工籍領(lǐng)域產(chǎn)生的一屯項新工藝技胳術(shù)耍,灌廣泛應用于地鏡下結(jié)構(gòu)的施工竿支護體系和作史永久性建筑結(jié)劉構(gòu)的承拉構(gòu)件所。旗僑膀綜上所次述腔,闊鋼管內(nèi)支撐及象混凝土內(nèi)支撐歉均不適合本基僻坑勇,誕而本基坑所處稻的殘積土地層壁能提供拉錨結(jié)荒構(gòu)所需的拉拔郵力。除基坑北稻側(cè)的天河北路踏有地下管線憲外猜,財其余各方均不鞠存在地下管線遮或地下建筑層物伴,全但天河北路地鎖下管線最大埋助深研僅咽3損ｍ工,節(jié)拉錨結(jié)構(gòu)斜向彩下布置就可以禿避開天河北路牛的地下管線。督所鮮以買,名經(jīng)過多方面的紅綜合比粱較剃,貝本基坑決定采視用人工挖孔卡樁擴+陣拉錨結(jié)構(gòu)為主膊的支護方式。精挎鋤基坑支護結(jié)構(gòu)強設計燭祝匯結(jié)合本工程的刑實際情策況蝴,狗最終本基坑的培支護結(jié)構(gòu)設計疫如鋤下船:造擠(1酒)塔基坑南側(cè)、北島側(cè)及西側(cè)均采樣用人工挖孔躬樁燕+困拉錨結(jié)餓構(gòu)畏;燕瀉(2肚)惠基坑西側(cè)風道傭處形成一個面奶積不大的凹拜角殖,仁具備采用鋼管鹽作內(nèi)支撐的條軟件。同時該處窯若采用拉錨結(jié)靠構(gòu)遮,講則凹角北側(cè)拉腎錨與相鄰處長歸邊拉錨空間上昏形成疊蓄加掛,錢土體受力不工利礎(chǔ);趁再夠則先,極車站北端基坑鉗采用的即是鋼沈管內(nèi)支撐型揮式劃,嚷也無需另外備穩(wěn)料。故對該凹枝角采用人工挖辮孔壁樁寶+康鋼管內(nèi)支撐型襖式。凳醬(3吉)母基坑東俘側(cè)油,振基坑連續(xù)挖深燒相對較危淺貨,訂該側(cè)施工時作紫為整個基坑的幻出土通道。由浪于工程開工較喬晚慣,千工期非常父緊斑,授該側(cè)若采用人懲工挖孔樁則施糧工干擾太大。堡經(jīng)多方研究決之定支,池基坑東側(cè)采用戲土釘墻支淚護寫,那以最大地加快蟻施工進度。夫半(4暮)倒基坑在地下二形層處結(jié)構(gòu)底板過基本位于硬塑穴狀殘積土、全岸風化或強風化嘩泥質(zhì)粉砂巖地渠層。對結(jié)構(gòu)內(nèi)凍部底板一般下傻沉段均采用錨剃噴支藍護尖,酷在靠近圍護樁血下沉似段蛾,繳根據(jù)計算增加密一排拉錨支護縣。整個基坑的芝支護平面如切圖充1倆所示。璃掘最有關(guān)基坑支護愉設計的其它說柳明武杏(1夾)愛結(jié)構(gòu)計算采用煌彈性支點敬法旨,魔即基坑外側(cè)土堪體對圍護樁作釀用主動土壓館力追,抵基坑內(nèi)側(cè)土體醉抗力及拉錨均鍛以彈性支點模新擬。蟻由(2吐)補經(jīng)過結(jié)構(gòu)計坑算藝,式圍護結(jié)構(gòu)采用耗直沉徑篩1.硬2績ｍ的人工挖孔座樁直隨徑協(xié),排樁芯相切布置式。日軌(3列)而鋼管內(nèi)支撐采角用敲60朗0傳ｍｍ、壁喪厚蛇1齡2散ｍｍ鋼覆管縱,些基坑風道處豎遮向共設三嶺道敏,裝預加神力膚40弄0嫌～孝70專0利ｋＮ。肆粗(4剖)遮拉錨結(jié)構(gòu)采用報預應力錨索錨服索睬,飲錨索根據(jù)結(jié)構(gòu)什計算滲用巨4率束岔或知5計束繡7冶5率強度標準值賢為露186舊0蓄ＭＰａ的鋼絞妹線。錨索成孔尿直塘徑窄15俯0觸ｍ漲ｍ謹,宵采用二次高壓旨注漿工藝。一腐般地下兩層辣段擠(危深超1電6腰～戴1說7該ｍ贏)踩豎向共設三道饒錨索支竹撐礦,捉自由段長凝度研5搖ｍ府,弊錨索總豪長核2診0摘～泡2義8發(fā)ｍ侍,誕預拉張梳力歷10晨0冠～廉30積0慢ｋＮ?；阪@(5玻)材土釘采用直馬徑舍2樓5聚～塵3迅2讀ｍｍ且的臺Ⅱ代級螺紋鋼喝筋則,膠鉆孔直誦徑雨10樸0炮～扯13即0排ｍｍ。網(wǎng)震噴四15鎖0醋ｍｍ厚章Ｃ梁2灌0消混凝土。速學(6慰)睬施工過程中的茂監(jiān)測結(jié)果表工明錢,虧地面位移、樁降身位移及錨桿川應力等均滿足掘設計要求。4幾點體會貨圍(1停)扒錨索施工簡單孤快捷、基坑形禾成后作業(yè)空間脾大峰,鑄無干擾。加之贏施工方在施工裁時合理地安排徒各工序。從而孩使深度較大、厭平面較復雜、石支護形式多的婚車站南端基坑抱施工進度反而竭明顯快于深度摘較小、平面簡孝單、支護形式焦單一的本站北項端基坑。孝豎(2嶼)專一個基坑同時祝使用內(nèi)支撐及榨錨索支護時應扛注意考慮兩者褲相鄰時相互間架的內(nèi)力影響。揮剃戰(zhàn)現(xiàn)場監(jiān)測結(jié)果漢顯烏示船,帆南端基坑風道迷處支撐內(nèi)力出權(quán)現(xiàn)異逗常斯,權(quán)明顯大于設計持計算結(jié)果。其蓋中豎向第二道釀對撐的支撐內(nèi)參力監(jiān)測值優(yōu)為揀168刊0萍ｋ康Ｎ薯,呀遠大于結(jié)構(gòu)計擱算蒼的燕110開0軟ｋ蟻Ｎ稠,葡也大于廣州地某區(qū)類似基坑的橋經(jīng)驗矮值足120使0凝～死130樸0療ｋＮ。而挖孔倉樁的施工記錄境表明該處地層禮與設計基本一趴致茄,案同時離該處較舞遠的錨索內(nèi)力庸監(jiān)測值也顯示葡錨索內(nèi)力與設女計值接敞近迫(你該支撐臨近處刊錨索事先未布賣設監(jiān)測梢點粱)挖。經(jīng)過認真分時析次,士得出結(jié)收論掛:醫(yī)為減少樁身位示移讓,輝錨索施加了預幟應啞力梳,按該預應力將基飄坑外側(cè)土體拉梅向基攔坑敢,北從而造成相鄰扇的內(nèi)支撐應力吃增大。甜參(3舉)璃基坑采用錨索眠支護時應充分筒考慮其對周邊雖環(huán)境及工程的要影響。謊安(4娘)藥基坑采用錨索拾支護勝時胡,既樁頂位移及地辨