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摘要:随着我国社会经济的蓬勃发展及人们生活水平的不断提高,人们对城市交通的要求也越来越高。地铁深基坑施工是一项风险比较大的工程,维护结构及支撑体系受力体系极其复杂。在对城市道路施工建设时,因为城市错综复杂的环境因素限制,在深基坑施工中往往会对地下管道及附近建筑物造成一定的安全影响,因此做好城市道路工程深基坑施工工艺及质量安全控制是非常重要的。
关键词:地铁;车站;紧邻既有线;深基坑;施工
引言:随着经济的发展,各类基础建设的不断进行,城市可用建设面积越来越少,地下空间的利用成为城市建设的发展趋势,相应的深基坑施工也越来越普遍。深基坑工程往往周边交通繁忙,地下管线纵横交错,开挖过程容易引起土体变形,如果控制不好会对周围环境造成很大的影响。因此在深基坑施工过程中除了采取合理的安全支护措施外,还需要控制好深基坑对周围环境的影响。地铁深基坑建设对周围环境的影响,主要是深基坑开挖、降水过程中破坏了土体自然状态造成周围的土层变形,从而引起周边建筑物及地下管线的变形等。本文笔者就自身长期工作经验,对紧邻高层建筑的地铁深基坑施工技术进行简要的分析,以期给广大同行提供帮助。
1车站围护体系和施工工况
1.1基坑围护体系
车站主体基坑长157. m,宽18.6m。端头井开挖深度约为28.3m,标准段开挖深度约为26.3m,基坑除西端头井 保护等级为一级外,其余均为二级。基坑采用厚1200mm地下连续墙(以下简称为地墙),标准段墙深48m,端头井墙深50m,采用十字钢板接头。端头井和标准段均设置8 道支撑,标准段的第1、6道及端头井的第1、4、6道支撑为 钢筋混凝土支撑,其余为609mm钢管支撑,且端头井的 第7道为双拼609mm钢管支撑;西端头井第6道混凝土 支撑下2m、坑底开挖面以上O.5m、开挖面以下1m、标准段第6道混凝土支撑底下2m和底板开挖面下3m,采用 宽度为3m的裙边加固,设计要求为28d无侧限抗压强度 不小于1.2MP。
1.2施工工艺介绍
为满足西端头井移交盾构施工需要,在8轴处设置1 道封堵墙,基坑分为东西2段,先后采用明挖顺作法施工。
1.3变形分析
监测数据表明,在基坑施工整个过程中,地墙的侧向变形速率基本未达到报警条件。地墙侧向变形最大值为 73.92mm(标准段),西端头井地墙最大变形为49.22mm,东 端头井地墙最大变形为5O.15mm,地表沉降最大数值为 44.86mm。
可知: (a)由于钢筋混凝土支撑、底板的施工周期长,地墙在这期间会产生较大的变形,占总变形量的40%~75%。比如 西区标准段:第5道支撑为钢管支撑,第6道支撑为混凝土 支撑(板撑结合),在第5道钢管支撑完成后到第6道混凝 土支撑浇筑完成的这15d里,产生21.1mm的变形量;第8 道钢支撑完成后到底板混凝土浇筑完成的9d期间,产生 32.5mm的侧向变形。 (b)合理、优化支撑体系有利于减少基坑变形,并能加 快施工速度和节约费用。该车站在8轴线设置封堵墙1道, 分东西2个作业区,西作业区先行施工。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆西作业区标准段支 撑设置为8道:第1、6道为钢筋混凝土支撑,第2、3、4、5、7 和8道为西6O9mm钢管支撑,其中第7道为6O9mm钢管支撑双拼,第6道混凝土支撑下2m搅拌桩裙边加固(宽 3m)。根据测斜数据,第6道混凝土支撑施工的7d期间, 开挖面下约1.5m处发生了21.1mm的侧向变形,底板施 工的9d期间,坑底2m左右处发生了32.5mm的侧向变 形,累计侧向最大变形达到66.96mm。而相同条件的东作 业区标准段,针对西作业区情况,对支撑体系进行了调整: 混凝土支撑由第6道调整到第5道,取消板撑结合,同时减 西区标准段标准段 图2基坑变形曲线 少了1道钢支撑,共设7道支撑,其中第7道双拼。第5道 混凝土支撑施工15d期间,开挖面下约2m处发生了 22.58mm的侧向变形,底板施工的13d期间,开挖面下约 2m处发生了14.4mm的侧向变形,累计侧向最大变形为 49.91mm。 (C)开挖面下土体加固对减少基坑变形和变形速率起 到一定作用。西端头井第4道混凝土支撑下未进行土体加 固,东端头井第4道混凝土支撑下2m,进行了宽3m的搅 拌桩裙边加固,根据监测数据表明,从第4层土方开挖至第 4道混凝土支撑形成的这段时间里,东端头井基坑的侧向 变形速率和总变形量均要小于西端头井施工时产生量。
2紧邻高层建筑的地铁深基坑施工注意事项
2.1施工前的准备工作
深基坑施工前首先必须对基坑周围的地质进行勘察,对基坑的水文条件和工程地质条件做到充分了解,根据建筑使用功能和周边环境制定深基坑支护施工技术;其次是施工人员要明确施工设计图,熟悉各种施工方案,制定工程施工材料的购买计划,保证工程材料供应,以免影响工程进度;最后是选择经验丰富的施工单位和施工人员参与到深基坑施工中,消除工程隐患。
2.2施工过程的质量和安全控制
首先做好深基坑施工工作,由于深基坑施工是一个复杂的系统工程,包含很多环节,并且每一个环节都会影响工程质量,一旦疏忽很可能出现重大安全事故,造成重大损失,因而施工单位必须按照施工方案进行施工,不得随意更改施工方案,严格遵守各项法律法规及技术标准和规定,确保工程质量。其次是做好地下水的控制工作,很多深基坑施工都是由于没有做好地下水控制工作而造成地表沉降和坍塌等工程事故,地下水控制主要形式有截水、集水明排、降水、回灌等,一旦发现漏水必须及时采取治水措施,并找到漏水源头进行截断处理,尽量减少地下水对工程施工的影响。最后是随时监测土体位移情况,一旦超过警戒线,必须立即停止施工,进行补救处理。
结语:
(1)本基坑支护充分考虑既有沟海铁路运营安全及基坑特点、土质条件、周围环境等因素,选择了与其相适应的支护形式,取得了良好的支护效果和经济效益,成功保证了复杂环境中基坑变形在容许范围之内。
(2)该基坑水平位移曲线呈现两端头小,中间大的特点。基坑开挖时水平位移的最大影响深度为1.4倍开挖深度,支护桩长稍大于1.4倍开挖深度比较合理,保证了围护结构的稳定性,土体深层位移在开挖30天后趋于稳定。
(3)在深基坑的施工管理中,应尽量减少支护结构的暴露时间,对于控制基坑水平位移是相当有意义的。在本工程的施工管理中实现了开挖土方和支撑系统协调,严格按照“平衡、对称、分层、限时”的原则进行,并根据监测结果调整开挖速率,说明整个基坑工程支护是成功的,为以后类似工程提供了范例。
参考文献:
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[2] 郑启润:《高层建筑地下连续墙施工技术初探》,《中国高新技术企业》,2010年27期
[3] 寇卫国:《紧邻高层建筑的地铁深基坑施工》,《市政技术》,2013年S2期
[4] 钟铮 许亮 王祺国 冯海涛:《紧邻保护建筑的深基坑逆作法设计与实践》,《岩土工程学报》,2010年S1期
论文作者:马灿
论文发表刊物:《防护工程》2018年第4期
论文发表时间:2018/6/15
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