緊鄰地鐵車(chē)站基坑雙排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)性狀解析

林陽(yáng)

遼寧省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司 遼寧沈陽(yáng) 110000

1 工程概況

1.1 工程簡(jiǎn)述

車(chē)站主體結(jié)構(gòu)為地下三層、雙柱三跨箱形框架結(jié)構(gòu)。車(chē)站外包總長(zhǎng)318.1m，標(biāo)準(zhǔn)段寬度23.5m，端頭井寬度30.15m/27.4m，車(chē)站頂板覆土約2.7-3.0m。車(chē)站主體圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用1000mm厚地下連續(xù)墻+內(nèi)支撐體系，標(biāo)準(zhǔn)段地連墻深49-58.9m，標(biāo)準(zhǔn)段豎向共設(shè)置七道支撐，第一、五道采用鋼筋混凝土支撐，第二、三、四、六、七道采用鋼管支撐。

1.2 工程地質(zhì)和水文地質(zhì)情況

基坑雙排支護(hù)開(kāi)挖范圍以④1層淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土（7-10m）、⑥1層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土（5-8m）為主，此兩種土層為該場(chǎng)地內(nèi)主要軟弱土之一?；疑植亢只疑?，流塑，局部呈軟塑，飽和，厚層狀，切面較光滑，干強(qiáng)度高，韌性高，土質(zhì)較均一。其抗剪強(qiáng)度低，自穩(wěn)性能差，具有明顯的蠕變、觸變特性，基坑開(kāi)挖時(shí)容易產(chǎn)生塌方。承壓含水層為⑦3層粉砂，地層上覆蓋的⑦1層構(gòu)作為隔水層；鑒于該含水層的水平向分布連續(xù)性較差，連通性一般，其富水量較差。由于該工程為地下3層車(chē)站，基坑開(kāi)挖深度較大，基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用地下連續(xù)墻，地連墻施工時(shí)一般將該含水層進(jìn)行了隔斷，只需在坑內(nèi)進(jìn)行疏干即可，坑內(nèi)設(shè)置33口疏干井，水位控制在開(kāi)挖面以下的0.5-1.0m處。

2 基坑雙排支護(hù)開(kāi)挖控制技術(shù)研究

2.1 基坑降水與周邊環(huán)境的關(guān)系

做好基坑雙排支護(hù)降水工作，首先是適當(dāng)?shù)暮浚话銓⒒铀豢刂圃诳拥滓韵?.0-2.0m，有利于基坑內(nèi)工作人員進(jìn)行施工作業(yè)；其次，穩(wěn)定的降水系統(tǒng)能夠保持基坑的穩(wěn)定性，防止滑坡、流沙等不安全因素的出現(xiàn)；最后，適當(dāng)?shù)乃桓叨饶軌驕p少對(duì)承壓水水頭的壓力，減小地表的沉陷程度，保護(hù)周?chē)沫h(huán)境。具體方法如下。

（1）按照基坑開(kāi)挖深度、大小控制降水井的數(shù)量，并對(duì)抽水量進(jìn)行人為干預(yù)。

（2）對(duì)降水井的抽水量進(jìn)行觀測(cè)和記錄，可以借助流量計(jì)提高觀測(cè)的準(zhǔn)確度。

（3）加強(qiáng)對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的安全檢測(cè)。實(shí)行降水前，運(yùn)用相關(guān)的方法檢查，預(yù)判圍護(hù)結(jié)構(gòu)是否存在滲漏情況，如有，做好修補(bǔ)防護(hù)措施，避免開(kāi)挖過(guò)程中出現(xiàn)涌水。

（4）在施工的過(guò)程中，如果出現(xiàn)降水井不能使用的情況，要立即安排維修人員對(duì)用電線路及水泵進(jìn)行察看，針對(duì)不同環(huán)節(jié)出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行專項(xiàng)排查和解決，以此保證降水任務(wù)的順利開(kāi)展。

（5）降水井的正常運(yùn)行對(duì)整個(gè)工程起著至關(guān)重要的作用。因此在施工過(guò)程中，要加強(qiáng)對(duì)降水井的安全檢查工作。降水井運(yùn)行時(shí)，需要有充足的電力，對(duì)此，最好的解決方法是提供雙電源支持，分別是工業(yè)用電和應(yīng)急發(fā)電機(jī)，并定期對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行試運(yùn)行，使電路時(shí)刻處于正常準(zhǔn)備狀態(tài)，以保證降水井得到持續(xù)供電，避免造成嚴(yán)重后果。

2.2 鋼支撐軸力控制

該基坑第二、三、四道支撐為φ609t=16焊接鋼管，第六、七道為φ800t=16焊接鋼管。支撐架設(shè)必須邊挖邊支撐，待每層向下挖至相應(yīng)的鋼支撐底下500mm后，按順序安裝鋼管支撐，并嚴(yán)格按設(shè)計(jì)及時(shí)適量施加預(yù)應(yīng)力?；娱_(kāi)挖過(guò)程中，鋼支撐架設(shè)后，發(fā)現(xiàn)力損失較為嚴(yán)重，現(xiàn)場(chǎng)管理人員應(yīng)通過(guò)對(duì)鋼支撐預(yù)加軸力和軸力施加后的損失情況，查找軸力損失原因，并結(jié)合連續(xù)墻體變形情況，合理確定預(yù)加及復(fù)加軸力值。施工過(guò)程中，分析鋼支撐軸力損失的原因：

（1）鋼支撐拼節(jié)較長(zhǎng)，規(guī)范要求鋼支撐配節(jié)不能超過(guò)4節(jié)，但是在實(shí)際施工過(guò)程中很難達(dá)到，一般都在5-7節(jié)，這樣就增加了法蘭間隙，且支撐的整體性也降低了。

（2）按照杭州地鐵業(yè)主要求，鋼支撐的軸力計(jì)必須放在支撐的固定端，但是由于固定端鋼板后無(wú)肋板支撐，軸力施加后鋼板很容易發(fā)生變形，變形程度在3-5cm，軸力損失明顯。為了應(yīng)對(duì)這一問(wèn)題，嘗試在固定端增加鋼板，從2cm一直嘗試到5cm，這樣只能減少鋼板的變形，降低軸力的損失，確保軸力不出現(xiàn)最小值報(bào)警，但變形和損失依然存在且明顯。

2.3 跟蹤注漿保護(hù)

軟土深基坑開(kāi)挖卸載操作過(guò)程中，容易出現(xiàn)前提回彈問(wèn)題，周?chē)鷫w也容易出現(xiàn)變形損失，此種情況之下，工作人員應(yīng)做好監(jiān)控操作，了解具體的基坑土體變形問(wèn)題，并建立有效措施。一般來(lái)說(shuō)，實(shí)際基坑注漿維護(hù)操作的執(zhí)行，需要做好注漿管的外設(shè)操作，通過(guò)分層和低壓注漿操作，讓填土的回填速度處于較高狀態(tài)之下，降低土體損失率。

2.4 變形規(guī)律分析

混凝土支撐穩(wěn)定性強(qiáng)于鋼支撐。該基坑的支撐體系由兩部分構(gòu)成，分別為混凝土支撐梁和鋼支撐體系，其中第一、五道為混凝土支撐，因?yàn)榈谄叨挝恢眠B接5、10聯(lián)絡(luò)線，基坑寬度最寬為33m。為增強(qiáng)此位置支撐強(qiáng)度，將第七、八段第三層設(shè)計(jì)為混凝土支撐梁，第二、三、四道支撐為φ609t=16焊接鋼管，第六、七道為φ800t=16焊接鋼管。在實(shí)際基坑開(kāi)挖過(guò)程中，第七段最大地墻累計(jì)測(cè)斜變形量為22.09mm，其累計(jì)變形量要小于標(biāo)準(zhǔn)段的變形量。即混凝土支撐穩(wěn)定性強(qiáng)于鋼支撐。（2）基坑長(zhǎng)邊效應(yīng)顯著。由于該基坑長(zhǎng)度為318m，開(kāi)挖周期半年，在開(kāi)挖過(guò)程中，支撐暴露時(shí)間過(guò)長(zhǎng)及基坑長(zhǎng)邊效應(yīng)顯著。

3 結(jié)語(yǔ)

對(duì)于坑后較近距離存在地下室、地鐵車(chē)站等較大地下構(gòu)筑物的基坑雙排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)，其受力、變形情況明顯不同于傳統(tǒng)的假定坑后土體半空間無(wú)限體條件下的理想模型。針對(duì)具體工程實(shí)例，綜合有限元法和解析法的分析結(jié)論可知，緊鄰地鐵車(chē)站結(jié)構(gòu)的懸臂雙排樁，其前后排樁的樁背土壓力與傳統(tǒng)土壓力理論明顯不同。