田憲國(guó)

(中鐵十三局集團(tuán)公司 第二工程公司，廣東 深圳 518083)

1 工程概況及難點(diǎn)分析

1.1 工程概況

臨頓路站位于蘇州市干將東路與臨頓路交叉口的干將河下并騎跨臨頓路，其主體結(jié)構(gòu)全長(zhǎng)123.5 m，為地下二層島式站。車站主體部分標(biāo)準(zhǔn)段基坑全長(zhǎng)123.5 m，寬22.1 m，開(kāi)挖深度18.3 m;端頭井基坑開(kāi)挖深度20.3 m，基坑寬度26.4 m。

車站所處區(qū)域?yàn)樘钔?、沉積土和粉質(zhì)黏土，土層結(jié)構(gòu)及強(qiáng)度尚可。但因車站基坑位于干將河旁，在開(kāi)挖施工過(guò)程中，地下水容易突出且涌水量較大，隨著地下水將會(huì)發(fā)生流砂及管涌現(xiàn)象。

車站周邊商業(yè)與居住建筑密集，交通較為飽和，車站范圍內(nèi)需要保護(hù)的管線較多。由此基坑開(kāi)挖可能會(huì)導(dǎo)致以下幾個(gè)方面的問(wèn)題:①工程地質(zhì)條件較差以及地下水對(duì)施工和基坑本身結(jié)構(gòu)安全影響較大;②周邊建筑物與基坑距離太近，有的建筑物就在基坑開(kāi)挖后土體破壞范圍內(nèi)。既有建筑結(jié)構(gòu)物荷載傳遞至基坑周圍后會(huì)嚴(yán)重影響邊坡穩(wěn)定與結(jié)構(gòu)安全，甚至?xí)?dǎo)致縱坡失穩(wěn);③交通流量太大會(huì)引起基坑周邊土體受力不均勻，使開(kāi)挖施工作業(yè)與交通相互影響嚴(yán)重。另外，車站西北側(cè)水平距離約20～25 m為含有文啟堂和陳宅等保護(hù)性建筑的著名觀前街傳統(tǒng)風(fēng)貌保護(hù)區(qū)，西南側(cè)4～10 m為沿街二層鋪面，東北側(cè)為在建的和基廣場(chǎng)，東南角為鳳凰廣場(chǎng)綠地，這都將大大提高基坑開(kāi)挖過(guò)程中地基變形的控制要求。

1.2 設(shè)計(jì)與施工要求

按工程地質(zhì)和車站及其附屬結(jié)構(gòu)本身?xiàng)l件，工程施工與運(yùn)營(yíng)必須滿足以下要求:①結(jié)構(gòu)耐久:車站結(jié)構(gòu)工程中主要構(gòu)件設(shè)計(jì)使用年限100年，重要性系數(shù)不小于1.1;②基坑安全:基坑工程安全等級(jí)為一級(jí);③抗震等級(jí):車站結(jié)構(gòu)按7度設(shè)防，主體結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)為三級(jí);④安全等級(jí):車站結(jié)構(gòu)主要構(gòu)件的安全等級(jí)為一級(jí)，圍護(hù)結(jié)構(gòu)和其他構(gòu)件的安全等級(jí)為二級(jí)，結(jié)構(gòu)露天或迎土面混凝土構(gòu)件的環(huán)境類別為二類;⑤防水等級(jí):地下車站結(jié)構(gòu)及機(jī)電設(shè)備集中區(qū)段的防水等級(jí)為一級(jí);⑥人防等級(jí):按六級(jí)抗力等級(jí)設(shè)防。

1.3 施工中必須解決的問(wèn)題

依據(jù)車站基坑工程與水文地質(zhì)，結(jié)合周邊建(構(gòu))筑物與交通的實(shí)際情況和工程本身特點(diǎn)，綜合考慮車站施工與今后的運(yùn)營(yíng)要求，基坑開(kāi)挖施工中必須解決地下水、流砂、管涌特別是邊坡穩(wěn)定與變形控制問(wèn)題。也即基坑開(kāi)挖圍護(hù)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及其形式與參數(shù)必須滿足實(shí)際需求，決不能出現(xiàn)邊坡失穩(wěn)，導(dǎo)致基坑垮塌或其他意外事故。

2 主體基坑施工作業(yè)順序

參考基坑開(kāi)挖技術(shù)方法，考慮車站基坑整體結(jié)構(gòu)與空間較為龐大，故在開(kāi)挖時(shí)必須采取豎向分層以及水平向分段的方法進(jìn)行施工，最大程度降低結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的幾率。為此，依據(jù)基坑形狀與尺寸，結(jié)合以往施工經(jīng)驗(yàn)，把基坑在豎向分為底板→側(cè)墻及中板→側(cè)墻及頂板順次三層，而每層在水平方向又分為由基坑一側(cè)向另一側(cè)共六個(gè)施工段。豎向分層見(jiàn)圖1，水平向施工分段見(jiàn)圖2。

圖1 基坑豎向分層

圖2 基坑水平向施工分段

3 圍護(hù)結(jié)構(gòu)技術(shù)方案分析

3.1 深層攪拌樁方案

車站主體基坑坑底加固采用φ850 mm三軸深層攪拌樁，標(biāo)準(zhǔn)段主要為攪拌樁抽條加固，端頭井段為裙邊加固的形式。土體加固為坑底至坑底以下3 m區(qū)域，設(shè)計(jì)強(qiáng)度 qu≥1.2 MPa?？拥滓韵录庸虝r(shí)水泥摻入的重量比為20%，漿液配比(重量比)自來(lái)水:水泥=(1.2 ～1.5)∶1。

3.2 鉆孔灌注樁方案

車站附屬工程部分基坑采用φ850 mm鉆孔樁作為圍護(hù)樁，選用GPS-10型鉆機(jī)正循環(huán)鉆進(jìn)，原土自然造漿護(hù)壁成孔.連續(xù)鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)高程后進(jìn)行第一次清孔，撤除鉆桿，在孔口分節(jié)下放鋼筋籠和鋼格構(gòu)柱及注漿管，下鋼導(dǎo)管后利用導(dǎo)管進(jìn)行二次清孔。泥漿指標(biāo)和孔底沉渣厚度檢測(cè)符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求后，安放隔水橡膠球膽并立即采用商品混凝土進(jìn)行水下混凝土灌注?；炷凉嘧⒏叨戎猎O(shè)計(jì)高程2 m以上或看到新鮮混凝土冒出孔口為止。

3.3 地基加固方案

車站基坑底以下3 m采用φ850 mm三軸攪拌樁裙邊加固，qu≥1.2 MPa。

車站開(kāi)挖過(guò)程中，各作業(yè)程序根據(jù)施工強(qiáng)度合理均衡安排，各環(huán)節(jié)搭接緊密，基坑及邊坡均未出現(xiàn)異常。圍護(hù)結(jié)構(gòu)所受應(yīng)力與變形均在允許范圍內(nèi)，地表建筑物結(jié)構(gòu)安全，地基沉降與變形在合理范圍內(nèi)。充分說(shuō)明提出的地鐵車站基坑開(kāi)挖及聯(lián)合圍護(hù)結(jié)構(gòu)方案、圍護(hù)形式及參數(shù)，可以確?；舆吰路€(wěn)定與極近距離地表建筑的結(jié)構(gòu)安全，并能嚴(yán)格控制地基變形，可滿足復(fù)雜條件下的基坑開(kāi)挖安全、質(zhì)量與進(jìn)度要求，工程進(jìn)度順利。

3.4 地下連續(xù)墻方案與參數(shù)

按地下連續(xù)墻設(shè)計(jì)與施工技術(shù)，車站主體部分標(biāo)準(zhǔn)段一級(jí)基坑范圍內(nèi)，圍護(hù)采用800 mm厚及33 m深的地下連續(xù)墻。經(jīng)結(jié)構(gòu)內(nèi)力及位移分析，能滿足強(qiáng)度、剛度及基坑變位要求。開(kāi)挖階段設(shè)置六道支撐，第一道為鋼筋混凝土支撐，其余為鋼管支撐。端頭井段一級(jí)基坑范圍內(nèi)圍護(hù)采用1 000 mm厚及36 m深的地下連續(xù)墻，同樣設(shè)六道支撐。第一道為鋼筋混凝土支撐，第四道結(jié)合中板做一道鋼筋混凝土支撐，其余為φ609 mm(壁厚16 mm)鋼管橫撐，平均縱向間距為3 m。每根鋼支撐由固定尺寸的中間節(jié)接管、固定端、活絡(luò)端和非定量的調(diào)整節(jié)接管組成。

地下連續(xù)墻與后澆內(nèi)襯形成疊合結(jié)構(gòu)，共同承受使用階段的水土壓力，其施工工藝流程見(jiàn)圖3。

圖3 地連墻施工工藝流程

導(dǎo)墻采用“┓┏”型整體式現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，深度2 m，肋厚200 mm，上口平板寬度1 m。導(dǎo)墻內(nèi)配筋為雙向φ12@200，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C20。

導(dǎo)墻的墻趾插入未經(jīng)擾動(dòng)的原狀土層中，內(nèi)外側(cè)墻間凈距為地下連續(xù)墻設(shè)計(jì)厚度加50 mm的施工余量，考慮地下墻施工綜合偏差和變形等原因，每側(cè)外放尺寸120～150 mm，具體見(jiàn)圖4。

圖4 導(dǎo)墻結(jié)構(gòu)與參數(shù)(單位:mm)

5 結(jié)論

1)實(shí)踐表明，依據(jù)車站基坑的地質(zhì)與周邊建筑條件并結(jié)合基坑本身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，提出的地鐵車站基坑開(kāi)挖順序、方法以及與之相適應(yīng)的聯(lián)合圍護(hù)結(jié)構(gòu)方案、圍護(hù)形式及參數(shù)，可以確?；颖旧淼倪吰路€(wěn)定與結(jié)構(gòu)安全。并保證了極近距離范圍的須保護(hù)建筑的結(jié)構(gòu)安全，可嚴(yán)格控制地基變形，能夠滿足復(fù)雜條件下的基坑開(kāi)挖安全、質(zhì)量與進(jìn)度要求。

2)由于地質(zhì)條件、地下水和車站結(jié)構(gòu)及其形狀尺寸的差異，對(duì)車站基坑的開(kāi)挖施工及圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式與參數(shù)仍需繼續(xù)做進(jìn)一步研究。

［1］楊立軍.某基坑支護(hù)工程局部垮塌事故剖析［J］.山西建筑，2009(26):90-91.

［2］高江.城市地鐵車站施工方法選擇研究［J］.工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2009(9):128-131.

［3］柯書(shū)梅.地鐵車站基坑工程設(shè)計(jì)與施工［J］.巖土工程界，2008(11):50-55.

［4］楊思謀，嚴(yán)洲.復(fù)雜條件下某地鐵站某出入口基坑方案設(shè)計(jì)［J］.廣東土木與建筑，2008(9):101-103.

［5］胡建華，謝石連，付奕.復(fù)雜環(huán)境下深大基坑工程設(shè)計(jì)與施工［J］.建筑施工，2009(5):424-426.

［6］李文柱.杭州地鐵車站明挖施工圍護(hù)結(jié)構(gòu)選型［J］.鐵道建筑，2007(10):55-56.

［7］郭克誠(chéng)，唐玨凌，陳磊，等.深圳地鐵5#線興東站深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)工程施工技術(shù)［J］.鐵道建筑，2010(3):43-45.

［8］唐世強(qiáng).地鐵深基坑支護(hù)體系內(nèi)力及變形規(guī)律分析［J］.鐵道建筑，2008(11):35-39.