張 江 中鐵二院貴陽勘察設(shè)計研究院有限責(zé)任公司
近年來,城市化進程逐步加快,大量人口涌入城市,城市基礎(chǔ)建設(shè)的持續(xù)的發(fā)展,各大城市地鐵施工項目也越來越多,施工過程對周邊構(gòu)、建筑物的影響巨大[1]。地鐵圍護結(jié)構(gòu)的設(shè)計合理性,安全性、重要性不言而喻[2]。特別是貴陽特有的喀斯特地形對地鐵設(shè)計、施工要求尤為嚴格。本文重點研究貴陽地鐵某明挖區(qū)間在周邊復(fù)雜環(huán)境下圍護結(jié)構(gòu)的設(shè)計[3],為國內(nèi)類似工程提供一定的設(shè)計參考。
貴陽市地鐵1號線工程某明挖區(qū)間左線全長80m,右線全長110m。區(qū)間為地下一層單線單洞矩形框架結(jié)構(gòu)。
區(qū)間南側(cè)為已建金戈路,路面標(biāo)高1080.00~1085.00;東側(cè)為王武監(jiān)獄及王武村土地,王武監(jiān)獄段地勢相對平坦,場地周邊零星分布有民房;場段距離王武監(jiān)獄圍墻約為9m,距離基坑較近。西側(cè)為原始山體、農(nóng)田、耕地及居民區(qū)。
根據(jù)區(qū)間所處的環(huán)境、工程地質(zhì).水文地質(zhì)及水文資料條件以及基坑深度,建筑結(jié)構(gòu)安全等級為一級;區(qū)間明挖結(jié)構(gòu)左線邊坡垮塌,垮塌段坡頂上方有有監(jiān)獄圍墻,根據(jù)監(jiān)測結(jié)果,圍墻在邊坡滑移后,有向基坑內(nèi)傾覆的趨勢。
由于路基開挖,分布于表層的粉質(zhì)粘土基本挖除,現(xiàn)邊坡巖土構(gòu)成主要為強風(fēng)化泥巖及中風(fēng)化泥巖,局部夾泥質(zhì)粉砂巖,巖性描述如下。
粉質(zhì)粘土:沖洪積成因,褐黃色,碎塊狀結(jié)構(gòu)。場地內(nèi)局部分布,含少量分布不均勻的強風(fēng)化殘塊??傮w粘性一般,手捻有砂感,總體厚度不大,似層狀和透鏡狀產(chǎn)出,厚2m~3m。
強風(fēng)化泥巖:土黃色,褐黃色,巖芯呈砂狀,厚3m~5m。
中風(fēng)化泥巖:紫紅色夾灰褐色、灰綠色,節(jié)理較發(fā)育,具遇水軟化,失水崩解特性,巖芯較破碎,呈塊狀、短柱狀,偶見柱狀。
經(jīng)過現(xiàn)場勘查,暫時考慮對現(xiàn)場進行土體反壓處理。核算原設(shè)計后,發(fā)現(xiàn)原設(shè)計為采用1:0.4放坡+框架梁設(shè)計,基坑深度為10m,原有設(shè)計未考慮邊坡順層影響,現(xiàn)有基坑已經(jīng)開挖了5m 深,局部框架梁已經(jīng)施做。監(jiān)獄圍墻距離坡頂1m,已部分產(chǎn)生裂縫,原有全方案放坡已不可行。綜合現(xiàn)場構(gòu)筑物及地質(zhì)情況,新的圍護結(jié)構(gòu)方案采用上部放坡+框架梁,下部錨索+直徑1.2m樁。錨索穿過順層滑裂面,鎖住整個滑移體。
(1)基底為巖層,不進行抗隆起驗算[4]。
(2)由于本區(qū)間場區(qū)內(nèi)無透水層,不進行抗管涌和突涌驗算[5]。
(3)圍護結(jié)構(gòu)計算采用《理正深基坑輔助設(shè)計軟件F—SPW V7.0》模擬基坑開挖和回筑全過程,按增量法原理進行計算與驗算,完成了樁的入土深度、穩(wěn)定性、位移、受力及配筋計算,從而保證所采用的施工方案滿足監(jiān)獄圍墻不傾覆的要求。
(4)基坑安全等級為一級,結(jié)構(gòu)計算考慮的主要荷載有水土壓力、地面超載、施工荷載等。計算結(jié)果表明,本工程設(shè)計的圍護結(jié)構(gòu)滿足強度、穩(wěn)定性及變形要求[6]。
根據(jù)計算結(jié)果,樁配筋如表1。
表1
錨索參數(shù)計算如表2。
表2
(1)根據(jù)計算結(jié)果,現(xiàn)確定方案為:圍護樁+錨索,區(qū)間主體圍護結(jié)構(gòu)采用Φ1000@2000鉆孔灌注樁。錨索位于樁上,采用縱向兩道,豎向間距為4m,第一道為4 束15.2 絞線,長度為17.5m。第二道為4束15.2鋼絞線,長度為14.5m。
(2)本明挖區(qū)間項目現(xiàn)已施工完畢,并已運營通車,坡頂及樁頂位移、沉降數(shù)值均在合理范圍內(nèi),坡頂外側(cè)外墻也沒有開裂的趨勢。因此,可以確定了在順層巖層中樁+錨索的支護形式的應(yīng)用效果。
(3)根據(jù)原有設(shè)計,原有基坑邊坡采用放坡+格構(gòu)梁的支護形式,現(xiàn)場發(fā)生了滑移,說明此支護形式在巖層存在傾角較大的順層地質(zhì)時,應(yīng)慎重選擇。