多种支护在一个深基坑工程中的运用

多种支护在一个深基坑工程中的运用摘要:介绍了广州地铁三号线林和西站南端基坑支护设计,探讨多种支护在同一个深基坑中工程的运用。关键词:地铁;林和西站;基坑;支护

近年来随着经济的发展,我国的城市建设发展也异常迅速。从高层、超高层建筑到城市轨道交通建设,相关的地下工程越来越多,涌现出了大量的深基坑工程。

基坑开挖的施工工艺一般有两种:放坡开挖(无支护开挖)和在支护体系下开挖(有支护开挖)。放坡开挖既简单又经济,一般在条件具备时优先选用。但目前深基坑工程大多是在市内修建,基坑较深而场地往往又比较狭小,不具备放坡开挖条件,通常均采用有支护开挖。根据不同的地质情况与现场边界条件,有支护开挖时基坑工程的支护形式多种多样,常用的有:水泥土围护结构、钢板桩、钻孔灌注桩、人工挖孔桩、地下连续墙及土钉支护等。从施工简便及结构设计方面考虑,对一个基坑一般采用一种基坑支护形式;但根据实际情况有时候也会有多种支护同时运用于一个基坑的情况。以广州地铁三号线林和西站南端基坑设计为例,探讨多种支护型式在同一基坑中的运用。1

工程概况

广州地铁三号线林和西站位于天河区天河北路与林和西路形成的丁字路口处,是一个明暗挖结合的地下两层车站,车站主要由南北两个明挖基坑组成。由于车站使用功能的需要,南端基坑设计为在平面和立面都很不规则的形状。2工程地质与水文地质2.1

工程地质

本站所处地形较平坦,地貌单元属山前冲积平原,无断层通过,构造简单。自上而下岩土层分布。根据详勘报告,建筑场地类别为Ⅱ类,地震基本烈度为Ⅶ度。各土层物理力学参数见表1。2.2

水文地质

本区段的地下水补给来源主要是大气降水,且除(7)、(8)层为弱透水层外,其余地层均可视为相对隔水层。且地下水对钢筋混凝土结构中的钢筋无腐蚀性。3基坑支护结构形式3.1

围护结构方案的选择

该基坑一般段挖深17ｍ左右,加之站位处于市区,场地狭小,无法实现放坡开挖。在广州地区,地铁车站基坑支护最常用的是围护结构+内支撑型式。对本工程,我们考虑基坑支护型式时也首先从常规出发,看是否适合采用围护结构+内支撑型式。常用的围护结构有人工挖孔桩、钻孔桩及地下连续墙等。

由于本基坑主要位于可塑—硬塑状残积土中,基底为强风化—中风化岩层,地质情况较好,适合采用人工挖孔桩施工。而且采用人工挖孔桩能充分体现其造价低廉、占用场地小、场地利用率高、施工速度快、环境污染小的优点。经过认真比选,该工程决定采用人工挖孔桩作围护结构。茅棍刷广州地区常用帖人工挖孔桩有静方桩与圆桩两捡种熟,缸经过认真研锡究垃,炕决定采用开挖胞方便、护壁受庸力较好的圆形卸人工挖孔桩。购为满足基坑止旺水要狱求惨,女相邻桩的桩芯磁相切布置。瓶3.2著台基坑支护设计赴遭站边界条件零盟(1驼)蹄该基坑平面形材状极不规肚则士,谷基底也很不规压则剩:庄除东侧站厅为毛地下一层外其视余为地下两层棚结姿构善;垮而地下两层段四又分成了高低轰不同阵的假5毛块投,局其中底板局部毁最大下沉市达仓7.2它4估ｍ。礼砍(2钳)肠基坑北侧紧邻范天河北答路踏,鞠按规划局及市饮政府要骆求征:呆基坑施工时必草须保护天河北宴路的交通顺畅元、不受干迹扰泪,控而天河北路地受下管线较为密礼集摘,较施工时还应保记证管线不能产版生过大的位移苏与变形。外死(3假)首基坑南侧紧邻香天河体育中心辰训练猾场怎,伞该处虽然无地妻下管零线摘,输但受施工场地敬限头制翼,纲无法放坡。桑更(4相)椒东侧无地面建抱筑及地下管姻线谎,序基坑分为上下环两个台乔阶贼,恒上台阶基坑静深库1纠0唤ｍ钟,料中间平台越宽稿1洲1队ｍ虾,臂然后再挖深踪下唱7徐ｍ是基坑的下元台阶。该侧每捷个台阶相对较屿浅丢,音有条件采用放及坡开挖。哑安(5蓬)唉基坑西侧亦无舞地面建筑及地上下管原线引,洪该侧基坑深衰约泛1兔7蜘ｍ聚,世由于施工场地骂所遵限脆,镇施工单位在紧驳邻基坑边处搭另建了两幢两层但的临时住宿及杨办公楼。郑3.2.游2魔榴支护形式比选巩纹(1创)逼从施工方便及爪经济出傍发狸,测广州地铁车站葛基坑支护基本痒都采用的是围俩护结扭构料+不钢管内支撑型塔式。本基坑设推计时也首先选般用人工挖孔割桩跑+回钢管内支撑型默式炸,析基坑尺寸较大域时添加临时立辆柱。但由于该张基坑平面及立受面都很不规县则测,各该方案存在以贫下缺古点肝:消损凶①谜基坑宽度大造智成临时立柱根杏数村多缓,虎基坑立面不规允则造成立柱难荣以同时兼顾上槽下层钢管支界撑利,质从而又增加临尊时立柱根数。茄临时立柱福多同,鱼从而造价高、盖施工难度大、掏底板防水处理波困副难芬;丢朋故②梁添加临时立柱泄后上、下层钢云管内支撑仍难狮以布置在同一模竖平兵面班,积造成施工困三难郊;随亦档③尿南北向与东西界向钢管撑平面式交叉变多奉,执造价高、施工俱也困良难鼠;浙哄青④且角撑的布置也演很困漫难菠;丧染昏⑤雨局部底板下沉切段无法布置钢愧管支撑。苍呀(2吼)思采用钢筋混凝否土结构支棉撑央,谨造价语高扣,昼施工进度赔慢岛,们由于车站竖向趟板间距大、基捉坑立面不规雕则班,智钢筋混凝土经支衬犯多撑难以与各层药板结海合赴,接形成完整的支秘撑体系。另寨外躺,收同钢管内支撑陪一霸样欢,丙钢筋混凝土支杜撑也不能很好雷地解决结构底蔑板下沉段基坑轧支护的问题。澡汽(3社)漫采用拉锚结构狮作为基坑的支洪护体系。拉锚饥结构是融近园2墓0受年来建筑施工籍领域产生的一屯项新工艺技胳术耍,灌广泛应用于地镜下结构的施工竿支护体系和作史永久性建筑结刘构的承拉构件所。旗侨膀综上所次述腔,阔钢管内支撑及象混凝土内支撑歉均不适合本基僻坑勇,诞而本基坑所处稻的残积土地层壁能提供拉锚结荒构所需的拉拔邮力。除基坑北稻侧的天河北路踏有地下管线宪外猜,财其余各方均不鞠存在地下管线遮或地下建筑层物伴,全但天河北路地锁下管线最大埋助深研仅咽3损ｍ工,节拉锚结构斜向彩下布置就可以秃避开天河北路牛的地下管线。督所鲜以买,名经过多方面的红综合比粱较剃,贝本基坑决定采视用人工挖孔卡桩扩+阵拉锚结构为主膊的支护方式。精挎锄基坑支护结构强设计烛祝汇结合本工程的刑实际情策况蝴,狗最终本基坑的培支护结构设计疫如锄下船:造挤(1酒)塔基坑南侧、北岛侧及西侧均采样用人工挖孔躬桩燕+困拉锚结饿构畏;燕泻(2肚)惠基坑西侧风道佣处形成一个面奶积不大的凹拜角殖,仁具备采用钢管盐作内支撑的条软件。同时该处窑若采用拉锚结靠构遮,讲则凹角北侧拉肾锚与相邻处长归边拉锚空间上昏形成叠蓄加挂,钱土体受力不工利础;趁再够则先,极车站北端基坑钳采用的即是钢沈管内支撑型挥式划,嚷也无需另外备稳料。故对该凹枝角采用人工挖辫孔壁桩宝+康钢管内支撑型袄式。凳酱(3吉)母基坑东俘侧油,振基坑连续挖深烧相对较危浅货,订该侧施工时作紫为整个基坑的幻出土通道。由浪于工程开工较乔晚惯,千工期非常父紧斑,授该侧若采用人惩工挖孔桩则施粮工干扰太大。堡经多方研究决之定支,池基坑东侧采用戏土钉墙支泪护写,那以最大地加快蚁施工进度。夫半(4暮)倒基坑在地下二形层处结构底板过基本位于硬塑穴状残积土、全岸风化或强风化哗泥质粉砂岩地渠层。对结构内冻部底板一般下傻沉段均采用锚剃喷支蓝护尖,酷在靠近围护桩血下沉似段蛾,缴根据计算增加密一排拉锚支护县。整个基坑的芝支护平面如切图充1俩所示。璃掘最有关基坑支护愉设计的其它说柳明武杏(1夹)爱结构计算采用煌弹性支点敬法旨,魔即基坑外侧土堪体对围护桩作酿用主动土压馆力追,抵基坑内侧土体醉抗力及拉锚均锻以弹性支点模新拟。蚁由(2吐)补经过结构计坑算艺,式围护结构采用耗直沉径筛1.硬2绩ｍ的人工挖孔座桩直随径协,排桩芯相切布置式。日轨(3列)而钢管内支撑采角用敲60朗0传ｍｍ、壁丧厚蛇1龄2散ｍｍ钢覆管纵,些基坑风道处竖遮向共设三岭道敏,装预加神力肤40弄0嫌～孝70专0利ｋＮ。肆粗(4剖)遮拉锚结构采用报预应力锚索锚服索睬,饮锚索根据结构什计算渗用巨4率束岔或知5计束绣7冶5率强度标准值贤为露186旧0蓄ＭＰａ的钢绞妹线。锚索成孔尿直塘径窄15俯0触ｍ涨ｍ谨,宵采用二次高压旨注浆工艺。一腐般地下两层辣段挤(危深超1电6腰～戴1说7该ｍ赢)踩竖向共设三道饶锚索支竹撑矿,捉自由段长凝度研5摇ｍ府,弊锚索总豪长核2诊0摘～泡2义8发ｍ侍,诞预拉张梳力历10晨0冠～廉30积0慢ｋＮ。悔锹(5玻)材土钉采用直马径舍2楼5聚～尘3迅2读ｍｍ且的台Ⅱ代级螺纹钢喝筋则,胶钻孔直诵径雨10朴0炮～扯13即0排ｍｍ。网震喷四15锁0醋ｍｍ厚章Ｃ梁2灌0消混凝土。速学(6慰)睬施工过程中的茂监测结果表工明钱,亏地面位移、桩降身位移及锚杆川应力等均满足掘设计要求。4几点体会货围(1停)扒锚索施工简单孤快捷、基坑形禾成后作业空间脾大峰,铸无干扰。加之赢施工方在施工裁时合理地安排徒各工序。从而孩使深度较大、厌平面较复杂、石支护形式多的婚车站南端基坑抱施工进度反而竭明显快于深度摘较小、平面简孝单、支护形式焦单一的本站北项端基坑。孝竖(2屿)专一个基坑同时祝使用内支撑及榨锚索支护时应扛注意考虑两者裤相邻时相互间架的内力影响。挥剃战现场监测结果汉显乌示船,帆南端基坑风道迷处支撑内力出权现异逗常斯,权明显大于设计持计算结果。其盖中竖向第二道酿对撑的支撑内参力监测值优为拣168刊0萍ｋ康Ｎ薯,呀远大于结构计搁算苍的燕110开0软ｋ蚁Ｎ稠,葡也大于广州地某区类似基坑的桥经验矮值足120使0凝～死130朴0疗ｋＮ。而挖孔仓桩的施工记录境表明该处地层礼与设计基本一趴致茄,案同时离该处较舞远的锚索内力庸监测值也显示葡锚索内力与设女计值接敞近迫(你该支撑临近处刊锚索事先未布卖设监测梢点粱)挖。经过认真分时析次,士得出结收论挂:医为减少桩身位示移让,辉锚索施加了预帜应哑力梳,按该预应力将基飘坑外侧土体拉梅向基拦坑敢,北从而造成相邻扇的内支撑应力吃增大。甜参(3举)璃基坑采用锚索眠支护时应充分筒考虑其对周边虽环境及工程的要影响。谎安(4娘)药基坑采用锚索拾支护胜时胡,既桩顶位移及地辨