地鐵車(chē)站基坑支護(hù)方案優(yōu)化設(shè)計(jì)

地鐵車(chē)站基坑支護(hù)方案優(yōu)化設(shè)計(jì)

關(guān)鍵詞：地鐵站；地下停車(chē)場(chǎng)；支撐體系的優(yōu)化。1.基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)杭州地鐵秋濤路站為地下兩層雙跨島式車(chē)站,地下一層站廳層,地下二層站臺(tái)層。車(chē)站底板埋深約17.5m,基坑支護(hù)采用1000@750鉆孔咬合灌注樁,樁長(zhǎng)33米。內(nèi)設(shè)609mm,t=16mm的鋼管支撐,豎向設(shè)6道,縱向間距4m。南京地鐵許俯巷站采用地下連續(xù)墻做圍護(hù)結(jié)構(gòu),基坑端頭開(kāi)挖深度17.5m,標(biāo)準(zhǔn)段坑內(nèi)設(shè)置4道609鋼支撐。南京地鐵茶亭站基坑開(kāi)挖深度16.5~16.8m,圍護(hù)采用600mm連續(xù)墻,設(shè)置4道609×14mm鋼支撐,圍檁采用2I40c。廣州地鐵某車(chē)站主體明挖結(jié)構(gòu)分為兩段,南側(cè)、北側(cè)基坑基坑均采用鉆孔灌注樁+內(nèi)支撐作圍護(hù)結(jié)構(gòu),基坑北側(cè)最下一道支撐為預(yù)應(yīng)力錨桿。原設(shè)計(jì)采用沿基坑豎向設(shè)三道鋼圍檁及609×14mm的鋼支撐(局部深處為四道鋼支撐),在端部和角部采用斜撐,支撐較長(zhǎng)處中部設(shè)600鋼支撐臨時(shí)立柱。2.混凝土施工質(zhì)量問(wèn)題支撐體系應(yīng)該方便基坑結(jié)構(gòu)施工,不但要達(dá)到確保整個(gè)施工過(guò)程中基坑穩(wěn)定的目的,還應(yīng)該便于基坑開(kāi)挖及后續(xù)結(jié)構(gòu)施工作業(yè)。目前我公司施工遇到的地鐵明挖均為圍護(hù)樁結(jié)合內(nèi)支撐體系,如杭州地鐵秋濤路站、南京地鐵許俯巷站、南京地鐵茶亭站。秋濤路站、許俯巷站已經(jīng)完成基坑支護(hù)和結(jié)構(gòu)施工,支護(hù)均達(dá)到預(yù)期效果。通過(guò)施工可以發(fā)現(xiàn)內(nèi)支撐體系嚴(yán)重干擾土建結(jié)構(gòu)施工,并且存在諸多后續(xù)問(wèn)題。作為臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)支撐對(duì)后續(xù)永久結(jié)構(gòu)的施工有較大影響,尤其是防水卷材、鋼筋搭接空間,施工縫設(shè)置以及結(jié)構(gòu)砼澆鑄質(zhì)量。杭州地鐵秋濤路站采用咬合樁+內(nèi)支撐作圍護(hù)結(jié)構(gòu),基坑豎向設(shè)置6道鋼支撐,內(nèi)襯墻厚600mm,鋼圍檁采用2I45a,受?chē)鷻_影響,施工時(shí)基坑外側(cè)鋼筋全部斷在圍檁下,無(wú)法按照規(guī)范要求錯(cuò)開(kāi)鋼筋接頭,只有采用鋼筋聯(lián)結(jié)器來(lái)接長(zhǎng)鋼筋,增加了工程造價(jià)。南京地鐵茶亭站端頭井采用連續(xù)墻加鋼圍檁的結(jié)構(gòu)型式,受?chē)鷻_影響,基坑外側(cè)鋼筋也要采用鋼筋聯(lián)結(jié)器接長(zhǎng)的方式,事實(shí)上采用連續(xù)墻圍護(hù),連續(xù)墻的無(wú)論從剛度還是從整體性上講都遠(yuǎn)優(yōu)于各種樁墻,連續(xù)墻內(nèi)的分布鋼筋可以抵抗橫向彎矩,因此可以取消圍檁,而直接采用預(yù)埋鋼板的方式,南京地鐵許俯巷全部采用在連續(xù)墻上預(yù)埋鋼板,沒(méi)有采用圍檁,施工的安全、進(jìn)度也得到了保證。在目前采用內(nèi)支撐體系的基坑開(kāi)挖土方作業(yè)中,施工時(shí)為達(dá)到機(jī)械化施工目的,均有開(kāi)挖土方與架設(shè)支撐沖突的矛盾,按照設(shè)計(jì)的支撐間距、高度要求則無(wú)法滿(mǎn)足機(jī)械施工作業(yè)面,因此出現(xiàn)施工中架設(shè)支撐時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后于土方開(kāi)挖,增大了基坑安全隱患,存在冒險(xiǎn)施工的現(xiàn)象。另一方面,內(nèi)支撐體系限制了機(jī)械施工。支撐位置在考慮基坑安全計(jì)算要求的前提下,內(nèi)支撐圍檁托架位置需要接近永久結(jié)構(gòu)梁板位置,限制住了施工縫位置,該部位集中布置防水、鋼筋等,造成防水卷材搭接長(zhǎng)度與鋼筋預(yù)留接駁器位置重合,卷材搭接長(zhǎng)度及搭接施工質(zhì)量保證難度大大增強(qiáng),如果采用錨桿體系,可以確保防水接茬任意布置,遠(yuǎn)離鋼筋、施工縫,可以保證理想的防水效果。內(nèi)支撐接近梁板,尤其是平面位置與結(jié)構(gòu)柱重合,在梁柱施工中避讓支撐,結(jié)構(gòu)鋼筋預(yù)留位置無(wú)法完全確保結(jié)構(gòu)要求的鋼筋錨固長(zhǎng)度,造成臨時(shí)結(jié)構(gòu)體系影響永久結(jié)構(gòu)物的質(zhì)量。內(nèi)支撐體系要求在基坑內(nèi)部設(shè)置環(huán)狀圍檁,圍檁的設(shè)置與永久結(jié)構(gòu)側(cè)墻位置重合,由于支撐位置限制施工縫,側(cè)墻澆筑高度一般在支撐下方1m左右,在滿(mǎn)足鋼筋連接要求下,砼澆鑄時(shí),由于鋼筋頂在支撐下方,操作人員無(wú)法下到墻體內(nèi)部進(jìn)行振搗,砼的灌注位置只能在模板上端,砼澆鑄落差大,離析現(xiàn)象難以避免,結(jié)構(gòu)澆鑄后的實(shí)體質(zhì)量無(wú)法保障。對(duì)照錨桿支撐體系,上述問(wèn)題完全可以避免。如果設(shè)置內(nèi)支撐,在確保基坑穩(wěn)定的前提下,各層支撐設(shè)在永久結(jié)構(gòu)各層梁板的上方100cm以外較為合理,這樣能夠確保接縫各工序施工質(zhì)量及操作空間。通過(guò)計(jì)算和研究分析,廣州地鐵某車(chē)站內(nèi)支撐采用I50c型鋼作為支撐桿件,支撐位置在基坑-1m、-8m、-11m處,局部在-14m增設(shè)了第四支撐,同層支撐間距3m,從而保證了施工操作空間和各工序的施工質(zhì)量。3.支撐軸力的確定廣州地鐵某車(chē)站采用I50c作為支撐桿件和圍檁,通過(guò)統(tǒng)一支撐桿件與圍檁的材料形式,減少現(xiàn)場(chǎng)二次加工工作量,利于施工采購(gòu)、加工。I50c支撐結(jié)構(gòu)斷面匹配較為合理,內(nèi)支撐體系整體性得到加強(qiáng)。部分地鐵車(chē)站選擇鋼管作為支撐桿件,截面抗彎模量?jī)?yōu)于I字型鋼,但圍檁高度加大,增大圍檁自身荷載,內(nèi)支撐整體性降低。可將兩個(gè)I字型鋼組裝成單一桿件,加大了支撐的截面面積,從而增加I字型鋼的抗彎模量,通過(guò)計(jì)算也滿(mǎn)足了壓桿穩(wěn)定的要求?；油练介_(kāi)挖前通過(guò)千斤頂施加支撐軸力,千斤頂對(duì)稱(chēng)布置在桿件兩側(cè),統(tǒng)一按給定數(shù)值施加軸力。角部支撐的牛腿施工時(shí)必須考慮施加軸力的作業(yè)面,確保斜向布置支撐兩側(cè)有頂進(jìn)設(shè)備的工作面?；渔i定支撐軸力采用特制鋼楔,鋼楔與支撐、牛腿相互焊接固定?；颖O(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明,雖然開(kāi)始軸力有一定偏差,但最終同一層支撐軸力之間差距不大。分析該現(xiàn)象是由于圍護(hù)樁受壓后產(chǎn)生不同變形,最終形成整體穩(wěn)定。4.支撐體系安全性分析通過(guò)對(duì)基坑監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析,監(jiān)測(cè)實(shí)際數(shù)值與設(shè)計(jì)警戒值差距較大,說(shuō)明支撐體系是安全的,同時(shí)也說(shuō)明該支撐體系與設(shè)計(jì)受力狀態(tài)有較大距離,尚有安全余量。5.支護(hù)材料的選擇我國(guó)幅員遼闊,國(guó)內(nèi)各城市地鐵建設(shè)各有差別,車(chē)站深基坑施工尤其受到地質(zhì)情況影響,對(duì)于北方普遍土層含水量較小、地下水位較低的基坑支護(hù),若場(chǎng)地條件允許可采用放坡開(kāi)挖,也可結(jié)合錨桿等支撐形式進(jìn)行優(yōu)化。并且施工單位也積累了一定支撐材料,施工中選擇利用施工單位現(xiàn)有材料,對(duì)于總體造價(jià)的降低有一定的積極作用。內(nèi)支撐體系中材料形式變化使施工單位一次性投入加大。6.基坑結(jié)構(gòu)的選