大直徑管線橫跨某深基坑工程支護結(jié)構(gòu)研究

陳健 郭宏博 程韜

摘 要：樁+內(nèi)支撐是目前常用的深基坑支護形式，實用性廣，安全性高。廣泛應(yīng)用于成都地鐵基坑建設(shè)。在市區(qū)內(nèi)新建地鐵車站時，管線錯綜復(fù)雜，橫跨基坑管線眾多，圍護結(jié)構(gòu)無法均勻布置。存在部分間距過大的圍護樁。需要采取加強措施，本文主要研究加強措施能否滿足基坑及管線安全的要求。

關(guān)鍵詞：深基坑;管線;圍護結(jié)構(gòu);樁;錨索

Pile and internal support is a commonly used form of deep foundation pit support， with wide practicability and high safety. It is widely used in the construction of Chengdu subway foundation pit. When a subway station was built in the urban area， the pipelines were intricate and complicated， and there were many pipelines across the foundation pit， and the enclosure structure could not be evenly arranged. There are some surrounding piles with too large spacing. Strengthening measures are needed. This article mainly studies whether the strengthening measures can meet the safety requirements of foundation pits and pipelines.

Keywords：Deep foundation pit;Pipeline;Enclosure structure;Pile;Anchor cable

1 工程概況

成都軌道交通8號線一期工程川大望江校區(qū)站位于錦繡路和科華北路交匯處，呈東西向布置，現(xiàn)狀道路寬度25m。道路兩側(cè)均為建構(gòu)筑物。車站為地下三層13m島式站臺車站，標(biāo)準(zhǔn)段寬度為22.5m，全長328.8m，車站基坑開挖深度約為27.62～28.22m。圍護結(jié)構(gòu)采用樁+內(nèi)支撐的支護形式，部分圍護樁采用φ800@1200鉆孔樁。部分采用φ1200@1800鉆孔樁。嵌固深度約為4m。

車站采用局部蓋挖局部明挖法施工，其中在車站東端采用蓋挖法施工。蓋板采用永久蓋板。 在車站東端存在兩條直徑1.5m 220kV電力管道，電力管道采用φ1500×200mm鋼筋混凝土管，根據(jù)產(chǎn)權(quán)單位意見，電力管道嚴(yán)禁破除，需采取懸吊保護的措施。電力管線橫跨基坑。由于存在電力管線橫跨基坑，圍護樁凈距最大值約3.7m。

2 地質(zhì)概況

根據(jù)鉆孔揭示，場地范圍內(nèi)上覆第四系人工填土層（Q4ml）;其下為第四系全新統(tǒng)沖積層（Q4al+pl）粉質(zhì)黏土、黏質(zhì)粉土、細砂、中砂、卵石，下伏基巖為白堊系上統(tǒng)灌口組（K2g）泥巖。

3 基坑支護形式

普通段圍護樁形式為φ1200@1800鉆孔樁，樁間凈距為0.6m，采用4道φ609，t=16鋼管支撐，樁間采用φ8.0@150x150掛鋼筋網(wǎng)噴150厚的C20混凝土擋土。由于電力管道存在，局部圍護樁凈距為3.7m，樁+鋼支撐結(jié)合樁間噴錨的支護形式已經(jīng)不能滿足結(jié)構(gòu)受力要求。對該處支護結(jié)構(gòu)需要進行調(diào)整。樁間護壁調(diào)整為逆做混凝土擋墻，并增加樁間土釘設(shè)置，土釘設(shè)置范圍從蓋板底至泥巖頂面。土釘采用直徑25 @1.5×1.5m鋼筋土釘，長度8m。

4 支護結(jié)構(gòu)計算

4.1計算軟件

根據(jù)《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程》（JGJ120-2012），多支點排樁采用如下土壓力計算模式：基坑底上部主動側(cè)（迎土側(cè)）按主動土壓力及靜止土壓力進行計算，基坑底下部考慮兩側(cè)土壓力相抵后形成梯形土壓力荷載，并在被動側(cè)（基坑側(cè)）計入一組彈性支撐（即地層抗力）。砂層水壓力采用水土分算，采用彈性支點桿系有限元法計算，被動土壓力按彈性地基梁考慮，其水平抗力系數(shù)按m法確定。

基坑計算采用《理正深基坑》7.0版專業(yè)軟件。

4.2計算原理及模型

圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計內(nèi)力和變形計算，可沿車站結(jié)構(gòu)縱向取單位長度按彈性地基梁計算，坑內(nèi)開挖面以下地層對墻體的約束采用一系列彈簧支座模擬。

計算時應(yīng)考慮支撐點的位移，施工工況及支撐剛度等對結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與變形的影響，按照“先變形，后支撐”的原則，最終控制設(shè)計的位移與內(nèi)力值應(yīng)為各工況計算結(jié)果的包絡(luò)值。

4.3支護結(jié)構(gòu)計算結(jié)果

4.3.1圍護樁計算結(jié)果

基坑計算采用《理正深基坑》7.0版專業(yè)軟件，樁體位移、內(nèi)力及地面沉降結(jié)果如下：

根據(jù)《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程》（JGJ120-2012）和車站周圍環(huán)境條件、基坑深度。確定主體明挖基坑支護結(jié)構(gòu)安全等級為一級，支護結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)為1.1;地面最大沉降量30mm（≤0.10%H），圍護結(jié)構(gòu)最大水平位移30mm（≤0.10%H且≤30mm）根據(jù)計算結(jié)果顯示，樁體位移最大值為23mm，滿足要求，地面沉降最大值為25mm，滿足要求。

4.3.2模筑混凝土擋墻護壁計算結(jié)果

樁間凈距為3.7m，受力鋼筋采用植筋的形式錨入圍護樁。計算式按照鉸接處理。取基坑底受力最大的位置進行計算?；由疃葹?8m。施工期間采用管井降水。

計算跨度： Lx=3.700m，板厚h=500mm，板容重=25.00kN/m3 ;根據(jù)計算，跨中最大彎矩設(shè)計值為389.1kN.m。

5 結(jié)論

目前地鐵車站修建工程中，邊界條件復(fù)雜，管線眾多。圍護樁成孔困難。對于無法按照正常間距布置的圍護樁?？梢圆捎脴?錨索的形式，護壁采用模筑混凝土結(jié)構(gòu)。該方案能有效的保證基坑及周邊管線安全。

參考文獻：

[1]中國建筑科學(xué)研究院.建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程：JGJ 120-2012[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2012.

[2]中冶建筑研究總院有限公司.巖土錨桿與噴射混凝土支護工程技術(shù)規(guī)范：GB 50086-2015[S].北京：中國計劃出版社，2015.

[3]中國建筑科學(xué)研究院.建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范：GB 50009-2010[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2011.

[4]濟南大學(xué)，榮華建設(shè)集團有限公司.建筑基坑工程監(jiān)測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：GB 50497-2019[S].北京：中國計劃出版社，2019.

作者簡介：

陳健（1988-），男，漢族 ，湖北，研究生，中級職稱，研究方向：建筑結(jié)構(gòu)。