淺析某國際金融中心（含地鐵站）深基坑工程支護(hù)方案

陳云平廈門市海滄區(qū)建設(shè)工程質(zhì)量安全站（361000）

1 工程條件及其分析

1.1 工程條件

該國際金融中心整體占地面積為6.4萬m2，基坑面積超過了5萬m2。因?yàn)榛用娣e較大，在建設(shè)的過程中被劃分成為三個(gè)區(qū)，在第一區(qū)和第三區(qū)交交界處使用1m左右的地墻將整個(gè)基坑劃分成為兩個(gè)部分，較低的位置是國際金融中心連續(xù)樓群中的一座，整體高度為85m左右，整體占地面積為1 400m2。基坑整體形狀為多邊形，地下有5層建筑，酒店底座開挖的深度為20m左右，地下5層的建筑為地鐵14號(hào)線車站114m×32m，呈東西走向，將基坑的整體劃分為南北兩塊，地鐵盾構(gòu)端頭井處，最深挖土為29.27m。

根據(jù)鉆孔施工的相關(guān)數(shù)據(jù)能夠看出，這一區(qū)域中的7-1層存在較深的砂質(zhì)粉土，并且隨著地形的變化具有波動(dòng)現(xiàn)象，標(biāo)注高度為-28。第6層為粉質(zhì)黏土，第8層土缺失，第7層（第1承壓含水層）與第9層（第2承壓含水層）有直接的水力聯(lián)系，屬某第1、第2含水層直通區(qū)。第7層土的承壓水靜止水頭埋深約8.0m左右。

1.2 基坑的特點(diǎn)分析

根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)及現(xiàn)場調(diào)查情況得出以下結(jié)論：

1）建筑工程周圍的建筑物與基坑的距離較小，根據(jù)相關(guān)規(guī)定，工程基坑的建筑等級(jí)應(yīng)為一級(jí)安全等級(jí)。

2）基坑在開挖的過程中需要進(jìn)行深度不同的位置開挖：裙房19.90m，酒店底座20.80m，車站14號(hào)線淺處27.886m，車站14號(hào)線深處28.386m，地鐵車站端頭井29.27m。基坑形狀不規(guī)則。

3）本基坑北側(cè)長67.2m、南側(cè)長66.8m、西側(cè)有一處長49.1m、東側(cè)長69m，基坑面積大。

4）基坑一、三分界區(qū)域中應(yīng)當(dāng)建設(shè)1000mm厚的地下墻，墻體的自身體積和重量較大。

5）根據(jù)現(xiàn)場實(shí)地調(diào)查，場地附近沒有地下管線設(shè)置，不會(huì)影響工程的整體進(jìn)度。

2 基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)方案比選

2.1 基坑支護(hù)方案比選

結(jié)合施工的具體要求和現(xiàn)場的工程建設(shè)環(huán)境，能夠設(shè)定以下兩種建設(shè)形式。根據(jù)上文中的研究成果能夠看出，雖然使用SMW工法能夠節(jié)省相當(dāng)部分的經(jīng)濟(jì)成本，但是施工安全難以保障。根據(jù)工程建設(shè)的實(shí)施環(huán)境而言，基坑周圍有大量的建筑物，低下連續(xù)施工的進(jìn)程中能夠適當(dāng)滿足微小的沉降和位移現(xiàn)象。本工程地質(zhì)含水量較大，挖掘的面積和深度也較為龐大，地下墻的建設(shè)也具有一定的防水作用。

2.2 基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)方案比選小結(jié)

地下墻的厚度設(shè)定在600～1000mm，墻體厚度一般是基坑深度的1.8倍左右。本基坑建筑屬于一級(jí)建筑，在分區(qū)交界處使用1000mm左右的地下墻進(jìn)行有效的分割，墻面建設(shè)的基本厚度均為800～1000mm。

裙房地墻總深為：19.90m×1.8=35.82m；

目前，我國股票市場正處于快速發(fā)展階段，在始于2015年的“股災(zāi)”還未完全消退的背景下研究中國股票市場與國際股票市場間的相依性問題，對(duì)金融市場的風(fēng)險(xiǎn)控制、金融監(jiān)管以及對(duì)投資者投資策略構(gòu)建等均具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

酒店底座地墻總深為：20.80m×1.8=37.44m；

地鐵14號(hào)線車站淺處地墻總深為：27.886m×1.8=50.1948m；

地鐵14號(hào)線車站深處地墻總深為：28.386m×1.8=51.0947m；

地鐵14號(hào)線車站端頭井地墻總深為：29.27m×1.8=52.686m。

由于裙房和酒店底座的開挖深度相差不大，所以本工程的開挖方式分兩步走：

第一步：先整體開挖到裙房的深度19.90m，地墻總深為35.82m；

第二步：在開挖到19.90m的基礎(chǔ)上開挖地鐵14號(hào)線車站。

3 基坑支撐方案比選

3.1 支撐的種類和結(jié)構(gòu)類型

平面支撐體系主要由腰梁（或圍檁）、水平支撐和立柱組成。平面支撐的作用是保證建筑兩段能夠分擔(dān)一部分的承重力，其自身的結(jié)構(gòu)較為簡單，在工程施工中不會(huì)受到太大的壓力，值得注意的是，應(yīng)當(dāng)考慮到彈性壓縮導(dǎo)致的位移現(xiàn)象。平面支撐具有較好的穩(wěn)定性，適合在各種結(jié)構(gòu)的基坑中進(jìn)行使用。

3.1.2 豎向斜撐體系

豎向斜撐體系主要是在圍護(hù)墻上進(jìn)行拉力的支撐，并且將作用力進(jìn)行轉(zhuǎn)化和傳遞，轉(zhuǎn)移到工基方面。在深度較淺的基坑作業(yè)中使用效果較好，并且不受相應(yīng)的平面形狀和面積的影響，施工形式較為簡單，成本較低。但是值得注意的是：墻體極易受到基坑的影響出現(xiàn)變形現(xiàn)象，亦或是基礎(chǔ)工程變形影響上層建筑等。因此，在工程建筑中應(yīng)當(dāng)保證豎向斜撐體系建設(shè)的對(duì)稱性。

3.1.3 混合支撐體系

混合支撐體系指的是將上述的兩種支撐體系進(jìn)行混合使用，能夠有效增強(qiáng)建筑承重能力和水平。在大型工程的施工建設(shè)中能夠有效節(jié)約成本。

3.2 地鐵車站端頭井基坑支撐體系

1）端頭井的周圍應(yīng)當(dāng)進(jìn)行連續(xù)的維護(hù)結(jié)構(gòu)建設(shè)，保證除標(biāo)準(zhǔn)段連接處的開口外無其他開口，在端口位置施工的過程中應(yīng)當(dāng)做好端口的支撐工作，尤其是在地下墻維護(hù)的情況下，端口處于標(biāo)準(zhǔn)鏈接處的上下墻體應(yīng)當(dāng)設(shè)置滿足工程需求的支撐設(shè)備，防治產(chǎn)生設(shè)備、工程的位移現(xiàn)象。

2）在進(jìn)行地下墻連續(xù)維護(hù)結(jié)構(gòu)建設(shè)的過程中，由于轉(zhuǎn)角位置的邊長較短，不能夠完全承擔(dān)建筑的承載力和重量，因此應(yīng)當(dāng)適當(dāng)更換建筑的支撐設(shè)備，對(duì)于施工環(huán)節(jié)具有一定的穩(wěn)定作用。

3）對(duì)基坑的支撐工程主要有鋼支撐和鋼筋混凝土支撐。在建設(shè)的初級(jí)階段，基本上使用鋼支撐作為建設(shè)的基本支撐，能夠有效阻止建筑出現(xiàn)位移現(xiàn)象，降低支撐與維護(hù)結(jié)構(gòu)的脫離現(xiàn)象，在鋼支撐不能發(fā)揮自身能力的情況下，應(yīng)當(dāng)選擇更具強(qiáng)度的混凝土鋼筋支撐形式，防止出現(xiàn)脫落和位移現(xiàn)象，能夠有效增強(qiáng)工程實(shí)施的穩(wěn)定性和安全性，避免留下安全隱患。

3.3 本工程支撐方案

本工程基坑面積較大，并且呈多邊形，在地下5層左右的位置是地鐵14號(hào)線路，在開挖的過程中也受到地鐵運(yùn)行時(shí)間的影響，施工流程較為復(fù)雜，因此，在施工的過程中選擇混合支撐的形式較為穩(wěn)健。裙房和酒店底座的支撐狀態(tài)為一字型地下墻與5道鋼筋混凝土內(nèi)支撐，地鐵站的支護(hù)結(jié)構(gòu)采用一字型地下墻與2道鋼支撐結(jié)合的支撐形式。地下墻的厚度在一區(qū)域和三區(qū)域之間的分界線處為1000 mm，端口處的墻厚度為1000mm。當(dāng)基坑開挖至地鐵車站處，車站端頭井的支撐布置如圖1所示。

圖1 地鐵車站端頭井基坑支撐布置圖

4 基坑支護(hù)方案驗(yàn)算論證

4.1 基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)方案及其計(jì)算（驗(yàn)算）

支護(hù)結(jié)構(gòu)自身的穩(wěn)定性計(jì)算包括以下幾個(gè)計(jì)算方面，有圍護(hù)結(jié)構(gòu)地基承載力、抗隆起、抗?jié)B、抗傾覆、整體滑動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算，經(jīng)計(jì)算支護(hù)結(jié)構(gòu)的建設(shè)能夠滿足工程整體需求。在計(jì)算的過程中使用山肩邦男法，將地墻寬度設(shè)定為1m。計(jì)算數(shù)據(jù)見表1。

表1 各支撐處軸力和彎矩

在開發(fā)到裙房之后需進(jìn)行二次開挖才能夠保證地鐵站的順利建設(shè)，因此，地鐵站地下墻的承重能力應(yīng)當(dāng)進(jìn)行簡化運(yùn)算，保證其中的臨界長度為4.9m。地鐵車站處選用φ609×22鋼管作支撐，經(jīng)計(jì)算能夠滿足建設(shè)需求。

5 總結(jié)

工程建設(shè)按照“安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)健”的方針進(jìn)行。保證工程質(zhì)量的施工手段為：裙房的支撐體系是一種框架結(jié)構(gòu)，并且地鐵站在建設(shè)的過程中應(yīng)當(dāng)采用聯(lián)系支撐體系，地鐵端口處應(yīng)當(dāng)使用井字形鋼支撐，同時(shí)建設(shè)一道封頭墻。