深基坑地下車站工程基坑變形控制

盛習(xí)德 朱玲玲

(中煤邯鄲中原監(jiān)理公司，河北邯鄲 056003)

隨著城市地下空間的逐步開發(fā)，建筑工程中深基坑工程的規(guī)模和深度逐步增大，施工階段深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)、中間立柱變形等基坑穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)、分析愈顯重要。深基坑工程采用不同施工方法，促使其基坑周邊環(huán)境發(fā)生不同程度的變化，可能導(dǎo)致基坑穩(wěn)定性能出現(xiàn)多種變化，因此針對(duì)不同施工方法基坑變形的監(jiān)測(cè)、控制重點(diǎn)和具體措施亦不相同。

1 工程概況

于家堡站交通樞紐位于天津市濱海新區(qū)中心商務(wù)區(qū)的北端，是集京津城際延伸線、城市軌道交通、商業(yè)空間、公交、出租于一身的大型綜合全地下交通樞紐。樞紐工程三面環(huán)海河，地下水豐富，潛水位高(0.8 m～1.5 m)。工程總建筑面積24萬m2，其中南部大基坑C單元基坑面積48000 m2，基坑深度為17 m，西南部基坑面積14000 m2，深度11 mm。圍護(hù)結(jié)構(gòu)均采用1.2 m厚60 m深C40P8鋼筋混凝土地下連續(xù)墻。中間支撐樁柱采用φ1000 mm鋼管混凝土永久柱，永久柱下部為φ2200擴(kuò)孔灌注樁，既作為施工階段臨時(shí)豎向承載結(jié)構(gòu)，又是主體永久結(jié)構(gòu)中間支撐立柱。南部大基坑C單元為地下二層框架式結(jié)構(gòu)，采用全蓋挖逆作施工，西南部基坑為地下一層框架式結(jié)構(gòu)，采用中部明挖、裙邊蓋挖的盆式開挖施工方式?；悠矫鎴D見圖1。

圖1 于家堡交通樞紐基坑平面圖

2 基坑施工及監(jiān)測(cè)情況

2.1 基坑施工情況

南部大基坑C單元，采用全蓋挖逆作施工方法，首先開挖負(fù)一層頂板以上土方，施作結(jié)構(gòu)頂板，然后開挖下部負(fù)一層土方，施作結(jié)構(gòu)中板;最后開挖負(fù)二層土方，施作結(jié)構(gòu)底板，自2010年8月開始，2011年年底完成基坑封閉，施工總時(shí)間為17個(gè)月。

西南部基坑采用中間明挖，裙邊蓋挖盆式開挖施工方式。首先開挖基坑裙邊頂板以上土方，施作裙邊結(jié)構(gòu)頂板，然后開挖中部明挖土方，施作結(jié)構(gòu)中板，最后開挖裙邊負(fù)一層下部土方，施作裙邊結(jié)構(gòu)中板。自2011年3月開始，2011年年底完成基坑封閉，施工總時(shí)間為9個(gè)月。

2.2 基坑監(jiān)測(cè)情況

本工程由同一家施工監(jiān)測(cè)單位作為第三方監(jiān)測(cè)單位，負(fù)責(zé)整個(gè)基坑整體穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)工作。

如圖2，圖3所示，針對(duì)采用全蓋挖逆作施工的南部大基坑C單元相比采用中間明挖、裙邊蓋挖(盆式開挖)的西南部基坑而言，施工階段中間立柱的上浮監(jiān)測(cè)情況較為劇烈。

圖2 南部大基坑C單元（全蓋挖逆作）立柱垂直位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)歷時(shí)曲線（靜力水準(zhǔn)）

圖3 西南部基坑盆式開挖立柱垂直位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)歷時(shí)曲線（靜力水準(zhǔn)）

如圖4，圖5所示，針對(duì)采用中間明挖、裙邊蓋挖(盆式開挖)的西南部基坑相比采用全蓋挖逆作施工的南部大基坑C單元而言，施工階段圍護(hù)結(jié)構(gòu)地連墻側(cè)向位移較為劇烈。

其他地表沉降、基坑內(nèi)外地下水變化等監(jiān)測(cè)情況基本相同。

3 基坑施工結(jié)構(gòu)變形分析及應(yīng)對(duì)措施

3.1 結(jié)構(gòu)變形分析

針對(duì)全蓋挖逆作施工的基坑，由于下部土方開挖前，上部結(jié)構(gòu)中框架結(jié)構(gòu)已施工完成，并形成整體，因此圍護(hù)結(jié)構(gòu)側(cè)向位移變化較小，而隨著下部土方開挖土壓力卸載的影響，中間立柱的上浮較為明顯。

而對(duì)于中間明挖、裙邊蓋挖盆式開挖的基坑，由于中部土方開挖卸載作用，在無中間支撐的作用下，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的側(cè)向變形較大。但豎向土方卸載作用較小，中間立柱的豎向位移較小。

3.2 基坑變形控制措施

3.2.1 圍護(hù)結(jié)構(gòu)側(cè)向變形控制

針對(duì)中間明挖、裙邊蓋挖的盆式開挖基坑，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的側(cè)向位移應(yīng)作為基坑變形的重點(diǎn)進(jìn)行控制。1)嚴(yán)格控制裙邊反壓土體加固施工質(zhì)量，提高反壓土體加固強(qiáng)度和穩(wěn)定性能，保證預(yù)留反壓土體的穩(wěn)定作用，足以抵御基坑外水平作用力的影響。2)合理組織施工，科學(xué)選擇土方開挖設(shè)備和數(shù)量，提高土方開挖施工速度，加快結(jié)構(gòu)施工，使基坑盡早封閉，結(jié)構(gòu)盡早形成整體。3)加強(qiáng)施工監(jiān)測(cè)，制定科學(xué)合理的應(yīng)急預(yù)案及時(shí)進(jìn)行預(yù)警。

圖4 南部大基坑C單元地連墻深層位移監(jiān)測(cè)

圖5 西南部基坑地連墻側(cè)向位移監(jiān)測(cè)

3.2.2 中間立柱豎向位移控制

中間立柱豎向位移，特別是立柱上浮應(yīng)作為全蓋挖法基坑施工變形控制重點(diǎn)。

1)嚴(yán)格控制基坑降水施工質(zhì)量，保證按需降水、合理降水，避免因基坑過度降水而引起的中間立柱豎向變形。

2)采取科學(xué)合理的開挖方式，分層、臺(tái)階式進(jìn)行開挖，加強(qiáng)開挖范圍、開挖邊坡的控制，保證基坑穩(wěn)定性能。

3)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工情況，合理調(diào)整監(jiān)測(cè)頻率和力度，及時(shí)掌握中間立柱變形情況，提高施工預(yù)警機(jī)制。

4 結(jié)語

針對(duì)常規(guī)深基坑工程而言，主要有明挖和蓋挖兩種施工方式，而選擇不同的基坑方式，相應(yīng)的基坑變形控制和監(jiān)測(cè)的重點(diǎn)及應(yīng)對(duì)措施亦不相同。針對(duì)全蓋挖逆作基坑而言，施工及監(jiān)測(cè)的控制要點(diǎn)為中間立柱豎向位移控制，而對(duì)于中間明挖、裙邊蓋挖的盆式開挖基坑，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的側(cè)向位移應(yīng)作為基坑變形控制的要點(diǎn)。

［1］張建新，牛 磊.超大基坑逆作法施工監(jiān)測(cè)分析［J］.建筑結(jié)構(gòu)，2010(8):111-112.

［2］孫平利，楊一才.軟土富水地層的車站深基坑變形控制技術(shù)［J］.建筑施工，2011(7):83-84.

［3］李騰云.某地鐵基坑傾斜變形估算及監(jiān)測(cè)結(jié)果對(duì)比分析［J］.山西建筑，2011，37(9):67-68.