雙拼鋼管支撐在地鐵基坑中的運(yùn)用探討

摘要：針對深圳地鐵11號線地鐵基坑設(shè)計(jì)、施工中遇見基坑外地面水頭高、填塊石層及砂層厚度大、明挖車站基坑中支撐軸力過大的情況，文章論述了雙拼鋼管支撐在地鐵深基坑中的運(yùn)用。通過理論分析和工程實(shí)例，表明雙拼鋼管支撐在砂層厚度大、起伏較大的地層中能確?；拥陌踩⒂泄?jié)省工期、降低施工難度等優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞：雙拼鋼管支撐；地鐵工程；基坑設(shè)計(jì)；基坑施工；工程實(shí)例 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：U231 文章編號：1009-2374（2017）07-0143-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.07.068

1 工程概況

深圳地鐵11號線碧海灣站（地下車站）是深圳地鐵11號線的中間站。位于寶安中心區(qū)寶源路與共樂路交叉口處以及寶源路與銀田路交叉口處，沿寶源路設(shè)置。車站周邊位西南方向?yàn)楹闵t(yī)院，西鄉(xiāng)街道中心小學(xué)及高層住宅小區(qū)。

本站為地下兩層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，車站頂板覆土約3.5m。車站基坑長約613m，標(biāo)準(zhǔn)段寬度19.6m，車站底板埋深約17m。本基坑保護(hù)等級屬于一級?？刂茦?biāo)準(zhǔn)如下：地面最大沉降量≤0.15%H（H是基坑開挖深度）；支護(hù)結(jié)構(gòu)最大水平位移≤0.25%H，且≤30mm；圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系（包括地下連續(xù)墻、支撐、圍囹等）安全等級取一級，其重要性系數(shù)取1.1，荷載分項(xiàng)系數(shù)取1.25。整體穩(wěn)定安全系數(shù)取1.3。

根據(jù)《深圳市城市軌道交通11號線工程碧海灣站詳細(xì)勘察階段巖土工程勘察報(bào)告》，本站施工地點(diǎn)的地質(zhì)條件主要為濱海灘涂，后經(jīng)人工填高整平后，修建了現(xiàn)狀道路。車站周邊為建成區(qū)或在建區(qū)，市政管線較多。車站內(nèi)主要分為：第四系全新統(tǒng)人工堆積層（Q4ml）、第四系全新統(tǒng)海陸交互相沉積層（Q4mc）、第四系全新統(tǒng)沖洪積層（Q4ml+pl）、第四系上更新統(tǒng)沖洪積層（Qal+pl）、第四系殘積層（Qel）、加里東期片麻狀混合花崗巖（mγ3）及構(gòu)造巖（F），南低北高，車站北端微風(fēng)化巖面埋深約13～17m，給施工帶來一定的難度。

2 基坑支護(hù)體系的設(shè)計(jì)

根據(jù)本站的工程特點(diǎn)、地質(zhì)條件、交通組織等要求，車站采用明挖順筑法施工；圍護(hù)結(jié)構(gòu)選用厚度800地下連續(xù)墻+內(nèi)支撐體系。車站基坑除開第一道支撐采用混凝土支撐外，車站第二、三、四道支撐內(nèi)支撐均選用直徑609mm，壁厚16mm的鋼管支撐。

車站長度較長，大小里程端所處地質(zhì)環(huán)境差異較大。車站小里程端所處環(huán)境中地質(zhì)條件較差，填石層及砂層過厚（局部厚度達(dá)到10m）導(dǎo)致支撐軸力大，但如內(nèi)支撐全部采用混凝土結(jié)構(gòu)施工難度大，周期長、造價(jià)高。同時(shí)本站圍護(hù)結(jié)構(gòu)受場地環(huán)境限制，沒有外放空間。因此在確保施工安全和施工質(zhì)量的前提條件下，為達(dá)到減小施工難度、加快施工進(jìn)度、減少工程投資、提高工程建設(shè)效率的目的，小里程端基坑第一道支撐采用砼支撐，第二道支撐采用單根直徑609mm、厚度16mm的鋼管支撐，第三、四道支撐采用雙拼直徑609mm、厚度16mm鋼管支撐。

基坑豎向設(shè)置4道支撐。支護(hù)體系橫斷面圖如圖1所示：

圍護(hù)結(jié)構(gòu)受力計(jì)算模擬施工全過程，按荷載“增量法”原理進(jìn)行。圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力按彈性地基桿系有限元法計(jì)算分析，模擬開挖、支撐、換撐的實(shí)際施工過程?；油鈧?cè)土壓力按朗肯主動(dòng)土壓力計(jì)算，黏性土地層采用水土合算，其余土地層采用水土分算。開挖面以下用一組彈簧模擬地層水平抗力。計(jì)算中計(jì)及地面荷載和鄰近建筑物以及施工機(jī)械等引起的附加水平側(cè)壓力。

3 基坑主要施工步驟

（1）三通一平（含地下管線的保護(hù)及遷改）；（2）施工地下連續(xù)墻，鋪設(shè)臨時(shí)路面系統(tǒng)；（3）施工做第一道混凝土支撐，當(dāng)支撐強(qiáng)度達(dá)80%后進(jìn)行基坑內(nèi)降水，確保地下水位在開挖面以下2m；（4）從上至下逐層開挖基坑至各鋼支撐下800mm，依次架設(shè)第二、三、四道支撐→開挖到最終基坑面；（5）施做接地網(wǎng)及墊層和底板下防水層、底板、梁、立柱、部分地下二層側(cè)墻防水層、部分地下二層側(cè)墻；（6）待混凝土強(qiáng)度達(dá)80%后拆除第四道鋼支撐，施作剩余地下兩層側(cè)墻防水層、側(cè)墻、中板、梁，待混凝土強(qiáng)度達(dá)80%后，拆除第二、三道支撐；（7）施作地下一層側(cè)墻防水層、側(cè)墻、立柱、車站頂板、頂梁。待混凝土強(qiáng)度達(dá)100%后，施作頂板防水層、防水保護(hù)層、抗浮壓頂梁，拆除第一道支撐→回填覆土（含恢復(fù)管線），恢復(fù)路面。

碧海灣站采用鋼支撐雙屏的形式比采用單根鋼管支撐節(jié)省工期約40天，為小里程端盾構(gòu)按時(shí)始發(fā)及全線按期洞通奠定了良好的基礎(chǔ)。碧海灣站土建工程在2015年初順利完工，現(xiàn)在深圳地鐵11號線碧海灣站已投入運(yùn)營。

4 結(jié)語

在地下結(jié)構(gòu)+內(nèi)支撐體系中，雙拼鋼管支撐是一種安全、可靠的支護(hù)體系。在單根支撐軸力過大、需采混凝土支撐的情況下，對混凝土支撐進(jìn)行替代，從而降低施工難度，縮短施工工期，現(xiàn)在已在地鐵基坑中廣泛運(yùn)用。

參考文獻(xiàn)

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[3] 李本立，劉德峰.深基坑支護(hù)與監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用[J].陜西建筑，2009，（2）.

作者簡介：蒲鈺（1984-），男，甘肅張掖人，供職于中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司，研究方向：地下結(jié)構(gòu)工程。

（責(zé)任編輯：王 波）