對貴陽地鐵復(fù)雜地段明挖區(qū)間圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計探討

張 江 中鐵二院貴陽勘察設(shè)計研究院有限責(zé)任公司

1 引言

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。

2 工程概況

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。

3 工程、水文地質(zhì)概況

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。

4 圍護結(jié)構(gòu)方案選擇

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。

5 圍護結(jié)構(gòu)計算

5.1 計算原則

（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]。

5.2 計算結(jié)果及分析

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

6 結(jié)束語

（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。