車站明挖法施工圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形施工控制研究

劉剛

中鐵十二局集團(tuán)第三工程有限公司 山西太原 030000

1 工程概況

本次工程施工地位于我市的城區(qū)位置，為地下三層島式車站。車站內(nèi)部的基坑長(zhǎng)度為300m。車站內(nèi)部，其維護(hù)結(jié)構(gòu)的分段分析時(shí)，將其里程由大到小可以分為：?jiǎn)味删€端頭井、單渡線、大里程端頭井等[1]。

2 水文、地質(zhì)

該站位于河漫灘地區(qū)，海拔118．14-119．95m，地下水位較高，穩(wěn)定水位3．2-4．7m，地質(zhì)層次為：0-3m 為雜填土，3-9．2m為粉砂（部分含粉質(zhì)粘土），9．2-18．4m 為細(xì)砂（部分含粘土），18．4-36．8m 為中砂（部分含粘土），36．8-42．2m 為粗砂（部分含圓礫）。整個(gè)地質(zhì)大部分是顆粒物質(zhì)，沒有不良的地質(zhì)，有季節(jié)性凍土[2]。

3 圍護(hù)結(jié)構(gòu)與周邊環(huán)境

將明挖法利用在車站施工中，設(shè)計(jì)基坑的單渡線處位置為39．43m， 寬處設(shè)計(jì)為漸變， 由原本的13．17m 逐漸發(fā)展為11．64m，深度為26．9m，圍墻結(jié)構(gòu)則采用標(biāo)準(zhǔn)厚度1000mm 地下連續(xù)墻。共以四道支撐組成了單渡線，以鋼管內(nèi)支撐與兩道砼支撐為主要的兩道支撐?；游恢门c某江臨近，因此地下水位較低，還具有較厚的砂層，因此可以及時(shí)進(jìn)行材料補(bǔ)給。

4 總體方案

4.1 設(shè)計(jì)施工方案

第 一 層： ▽118．61m- ▽116．3m， 開 挖 深 度 約3m；第 二 層： ▽116．3m- ▽109．4m， 開 挖 深 度 約9m； 第 三層： ▽109．4m- ▽102．6m， 開 挖 深 度 約16．5m； 第 四層： ▽102．6m- ▽97．1m， 開 挖 深 度 約21．5m； 第 五 層：▽97．1m- ▽92．8m，開挖深度約26．5m；以本車站單渡線施工段剖面為分析斷面[3]。

4.2 主要施工控制要點(diǎn)

4.2.1 先撐后挖

第一階段，以土層厚度為2m 為主，展開表層土開挖，直至第一道砼支撐與冠梁完成后，繼續(xù)第二次土方開挖。當(dāng)繼續(xù)開挖至第二道支撐面的0．5m 處，進(jìn)行第二道鋼支撐架設(shè)。如果要進(jìn)行土方開挖，務(wù)必要將基坑內(nèi)部的水量控制在開挖面以下。

4.2.2 嚴(yán)禁超挖、欠挖

采取先撐后挖的手法，這樣可以避免圍護(hù)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)較大變形。土方超挖時(shí)，由于坑內(nèi)部土體較大，便會(huì)對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的力量影響，可能導(dǎo)致其變形，影響基坑的可靠性。而進(jìn)行土方欠挖時(shí)，便會(huì)引起現(xiàn)有的架設(shè)位置與原有設(shè)計(jì)發(fā)生偏差，當(dāng)進(jìn)行下一道土方開挖時(shí)，極有可能會(huì)對(duì)下一道支撐力度產(chǎn)生影響，進(jìn)而引起下部維護(hù)結(jié)構(gòu)的變形。

4.2.3 鋼支撐預(yù)加軸力

實(shí)施單渡線的基坑施工時(shí)，其寬度會(huì)由之前的13．17m 逐漸變?yōu)?1．64m。呈現(xiàn)出跨度小、空間小的基坑特點(diǎn)。為了進(jìn)一步縮減工期，將鋼支撐應(yīng)用在第二道與第四道中。將所設(shè)計(jì)位置及時(shí)進(jìn)行鋼支撐的架構(gòu)，隨后按照實(shí)際的施工要求，對(duì)其預(yù)應(yīng)力進(jìn)行施加，然后實(shí)現(xiàn)其穩(wěn)固的作用，繼而可以進(jìn)行下一步開挖操作。

4.2.4 補(bǔ)償灌漿

施工過程中，一旦圍護(hù)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)可較大變形情況，就需要及時(shí)對(duì)外側(cè)的土體進(jìn)行袖閥管注漿操作，將已有的土體空隙進(jìn)行填補(bǔ)，避免周邊土建沉降現(xiàn)象過于嚴(yán)重。但是在這一過程中，務(wù)必要將注漿的壓力控制好，進(jìn)而避免由于注漿帶來的壓力導(dǎo)致維護(hù)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變形的狀況。

5 監(jiān)控量測(cè)方案

5.1 測(cè)點(diǎn)布置

監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置應(yīng)選擇典型的基坑斷面，各監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的監(jiān)測(cè)點(diǎn)應(yīng)位于同一斷面，以確認(rèn)各監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，保證監(jiān)測(cè)結(jié)果的可靠性。

5.1.1 建筑物沉降（傾斜）監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)

針對(duì)建筑的承重柱與外墻，進(jìn)行10-15m 的間距測(cè)點(diǎn)，務(wù)必保障其的布設(shè)均勻。

5.1.2 地表沉降測(cè)點(diǎn)布設(shè)

布置監(jiān)控?cái)嗝鏁r(shí)，應(yīng)該以基坑的場(chǎng)邊處為方向，設(shè)置每30m為一個(gè)， 對(duì)應(yīng)維護(hù)結(jié)構(gòu)的水平距離， 標(biāo)準(zhǔn)為5m、5m、5m、10m、10m，其鉆孔深度應(yīng)該在凍土層以下。

5.1.3 圍護(hù)墻體水平位移布設(shè)

布置監(jiān)控?cái)嗝鏁r(shí)，應(yīng)該以基坑的場(chǎng)邊處為方向，設(shè)置每30m為一個(gè)，并且還要與地表的監(jiān)測(cè)點(diǎn)斷面保持一致，其深度要與連墻相同長(zhǎng)度。

5.1.4 支撐軸力布設(shè)

布置監(jiān)控?cái)嗝鏁r(shí)，應(yīng)該以基坑的場(chǎng)邊處為方向，設(shè)置每30m為一個(gè)，采用鋼筋應(yīng)力計(jì)對(duì)混凝土進(jìn)行支撐，選擇最佳位置應(yīng)在1/3 處，安裝反力計(jì)在鋼支撐中。

5.2 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析

ZQT12 和ZQT15 的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，如圖1 所示。

圖1 支撐軸力時(shí)程曲線圖

6 結(jié)語(yǔ)

隨著明挖法在基坑開挖深度的逐漸增加中，將會(huì)導(dǎo)致周圍的圍護(hù)結(jié)構(gòu)發(fā)生變形的狀況，進(jìn)而會(huì)直接影響到建筑物以及周邊地表發(fā)生沉降。因此在實(shí)際的開挖工作中，務(wù)必要保障鋼支撐的架設(shè)及時(shí)，隨之基于其足夠的預(yù)加軸立。進(jìn)行混凝土的支撐架設(shè)時(shí)，務(wù)必要確保其的架設(shè)強(qiáng)度符合開挖條件，進(jìn)而繼續(xù)下一步開挖工作，還要嚴(yán)格杜絕超挖現(xiàn)象的出現(xiàn)。為了控制地基和建筑物的沉降，應(yīng)采用補(bǔ)償灌漿來填補(bǔ)地基與周圍土體之間的空隙，但應(yīng)嚴(yán)格控制灌漿壓力。