深基坑支护施工技术在地铁车站的应用

深基坑支护施工技术在地铁车站的应用

摘要:文章以成都地铁6号线沙湾站深基坑工程为背景,针对紧邻密集建(构)筑物深基坑施工,开展了相关支护技术研究。通过对试验段监测数据分析,并采取应对措施,最终确保了基坑施工安全。

关键词:地铁车站;深基坑;开挖;支护;监测

随着成都的快速发展,城市规模不断扩大,在有限地域空间环境里的轨道交通建设成网过程中,地铁车站设置受到各类因素的影响,如线位调整、周边环境条件等导致车站站位调整。成都地铁6号线沙湾站因区间线路调整下压3m,沙湾站车站随之进行调整,此时基坑土方已开挖至原设计标高,设计变更为基底标高需下降3m。然而车站位于人口和商业密集区域,基坑施工风险非常大,容不得半点差错,这就对施工提出了严格的工程控制要求。需根据现场实际情况分析工程风险、难点,采取实用、系统的施工技术指导施工,有效控制基坑及周边建(构)筑物变形控制进行研究。

1车站深基坑概况及风险、难点分析

1.1车站深基坑概况及水文地质

沙湾站位于沙湾路正下方,车站两侧建筑密集。车站为地下2层结构,标准段宽度为21.3m,车站长度344m,车站建筑面积17942m2;基坑地层均位于饱和、中密卵石层,地质自稳性差。地下水主要有3种类型:一是上层滞水赋存于黏性土层之上填土层中,二是孔隙潜水位于第四系砂、卵石土层,三是基岩裂隙水。

1.2工程风险和难点分析

1.2.1基坑紧邻建筑物,净距小

成都地铁6号线沙湾站两侧建筑密集。东侧有明阳大厦(7F),地下室埋深6m,距车站最小距离3.2m;西侧有金州家园(7F),地下室埋深5.65m,底层为临街商铺,距车站最小距离2.2m。建筑物沉降变形难以控制。

1.2.2基坑围护桩嵌固深度小

围护桩已按原施工图施工完成,基坑设计深度为22m,已开挖深度为18m,剩余4m见底,围护桩嵌固深度仅为1m。易发生围护结构“踢脚”发生基坑坍塌。

1.2.3基坑周边有多条重要管线

下穿多条既有市政管道,主要有新建DN1400污水管、DN800雨水管、600mm×900mm电力通道、DN1400自来水管、DN300自来水管、DN200自来水管、DN159燃气管道、22孔通信通道、军缆。易随基坑变形影响管线安全。

2各项针对性控制措施

2.1桩前注浆加固

采用直径48mm袖阀管对桩前4m(扩大段8m)范围土体进行注浆加固,深度为设计基底标高3m。采用水泥浆液,注浆参数为:水泥浆水灰比0.8:1~1:1,注浆压力:采用0.2~0.4MPa。

2.2改变土方开挖顺序

基坑开挖按照采取竖向分层,横向分为13段,跳段中间拉槽(见图1)、留土护壁的方式开挖,及时架设钢支撑,减少基坑无支撑区域及暴露时间。2.3增加倒换支撑施工负二层底板及侧墙施工至倒换支撑顶→侧墙养护达到设计强度→挂设托盘→拆除第三道支撑→拆除第三道支撑多余管节→安装倒换支撑

3试验段设置及监测情况

3.1试验段施工情况统计

在基坑小里程端开挖15.5m长作为试验段,试验段基坑深22m,宽26.5m,围护桩嵌固深度为1m。小里程试验段从2018年3月12日开始开挖第四道支撑以下土方,2018年3月28日底板混凝土浇筑完成总共用时17d,施工工序衔接、投入机械设备及人员,满足试验段“短、平、快”施工原则。

3.2监测数据分析

通过每天监测数据汇总,绘制了试验段支撑轴力统计图、围护结构深层水平位移监测图。从图2可以看出,在土方开挖阶段第二、三、四道支撑轴力均有明显波动,土方开挖扰动引起变化。在垫层施工完毕后支撑轴力变化最大处为ZL2-3从770kN下降为680kN,降幅较大,之后轴力变动幅度均比较平稳。第四道支撑ZL4-1、ZL4-2、ZL4-3轴力值均在400kN浮动(设计预加轴力值为500kN),第四道支撑轴力比设计预加轴力值小,且无增大趋势,可以推断出第四道支撑受力偏小。从围护结构深层水平位移监测图(见图3)中可以看出,从第四道支撑安装到垫层浇筑完毕后,测斜均有所波动,其中监测点位CX4在8m深度位移变化最大为15.5mm,超过预警值13.3mm(监测速率未预警),其余点位在预警值范围内变动。垫层浇筑完毕后整体测斜位移趋势平稳,无明显波动。

4结语

(1)通过对试验段支撑轴力和围护结构深层水平位移监测分析可以得出,基坑在浇筑垫层后各项监测数据平稳,无明显波动,开挖后需及时封闭垫层快速施作结构底板,进一步控制基坑变形。(2)在后续施工中,可在前一段底板混凝土达到设计强度后,跳段开挖下段反压土,然后及时架设钢支撑,封闭垫层。以此类推“跳段开挖、跳段施作结构”原则施工,尽快浇筑底板混凝土,减少基坑暴露时间,确保基坑安全。(3)基底桩前注浆加固、增加倒换支撑及采用跳段拉槽开挖措施,可有效控制围护结构水平位移,适用于成都砂卵石地层,对今后类似工程有一定的借鉴意义。

参考文献

[1]刘海锋.建筑工程中深基坑支护施工要点探讨[J].科技风,2019(8):106.

[2]郭飞.高层建筑深基坑支护施工技术探析[J].工程技术研究,2019,4(5):36-37.

[3]范能.土木工程中深基坑支护施工技术的应用研究[J].居舍,2019(6):55.

作者:罗海泉 单位:四川铁科建设监理有限公司