地铁车站工程中的深基坑开挖及支护技术研究

发表时间:2019/7/25   来源:《防护工程》2019年8期   作者:全建晓
[导读] 采用实例分析法,结合某地铁工程项目,对该工程中的深基坑开挖以及支护技术进行了详细的研究。

广东省基础工程集团有限公司  广东省  广州市  510660
        摘要:采用实例分析法,结合某地铁工程项目,对该工程中的深基坑开挖以及支护技术进行了详细的研究。从案例工程项目的经验可知,在采用上述技术后可满足深基坑开挖以及支护施工的要求,具有技术先进性,因此值得推广。
        关键词:地铁车站;深基坑开挖;支护技术
       
       
前言
        在地铁车站工程项目中,深基坑开挖以及支护技术已经成为影响工程项目质量的重要技术。从目前相关技术的发展情况来看,在地铁车站施工阶段采用明挖法施工具有超宽、超深等优点,可以满足大部分地铁工程项目施工的要求,因此值得关注。
        1.工程项目简介
        某市地铁的基坑长度为205m,宽20.6m,其标准段开挖深度达到18.6m,两线的间距达到了13.8m。整个工程项目在车站位于市区的繁华地段,并且车站周围有复杂的地下管线与楼房,整个现场的地质勘查结果证明,整个地段的施工条件复杂,因此决定采用明挖法施工。
        2.基坑开挖
        2.1基坑开挖施工要点
        在本次工程项目中,采用车站超宽基坑模式,在基坑范围以及周边位置分布着大量的地下管线,因此在开挖期间应该选择合理的施工工艺,避免因为施工不当而早成基坑变形甚至大面积坍塌等。所以在施工阶段,基坑开挖期间所遵循的原则主要为:开槽支撑、先撑后挖、分层开挖、严禁超挖。整个开挖施工期间注意充分排出坑内积水,在挖到底部标高时确定底板,并减少基层底板部位的暴露时间,且在开挖期期间应该合理划分施工段并安装钢管支撑物,减少应力变化。
        2.2主要施工流程
        本次项目中的基坑开挖施工工艺如图1所示。
       
        图1深基坑开挖工艺
        3.基坑支护
        3.1钢筋混凝土支撑
        在本次项目中,在第一道内支撑设计模式采用了钢筋混凝土支撑的方法,该设计方法最显著的优点就是可以强化整体支护结构的稳定性,在施工过程中,通过将围护结构与冠梁等结合在一起,所以最大程度上保证了深基坑结构的稳定性。
        在钢筋混凝土支撑施工前,通过测量放样的方法确定支撑中心位置的具体参数,在调整基底标高预留垫层施工厚度参数并设置5cm砂浆垫层并设置支撑预拱度,所以可以确保混凝土支撑底部标高可以满足设计要求;在之后的施工中通过在垫层上绑扎混凝土支撑钢筋并安装预埋件;选择混凝土连系梁连接模式[1]。
        在支撑侧施工阶段通过钢模板拼接的方法,选择规格为48×3.6mm的双拼钢管对拉固定的模式,将拉杆间距控制在800mm左右,并且在模板外侧斜撑位置通过顶托为规格48mm的钢管固定方法,这种施工工艺最显著的优点就是可以确保模板线型的牢固、顺直。
        3.2围护结构的参数确定
        在确定围护结构参数期间,徐需要严格按照工程项目的施工要求,并以本次工程项目的施工要求以及项目经验,确定最终的围护结构水平。
        3.2.1灌注桩的参数设计。本次项目中灌注桩采用钻孔灌注桩模式,该灌注桩的规格为1m,间距为1.5m;嵌固深度为6m,灌注桩长度为24.55m。在桩身混凝土设计期间,所确定的设计强度等级达到C35;项目中所采用的主筋规格为28螺纹钢,箍筋规格为14。
        3.2.2冠梁。本次项目中的冠梁结构规格为1000mm×800mm,混凝土强度等级为C30,主筋规格为18,箍筋规格为8,间距200。
        3.3钢结构施工
        在基坑开挖施工后,围护结构会持续受到侧向土压力的影响,容易出现变形问题,所以在施工期间,为了增加混凝土支撑稳定性、减小绕曲变形问题,在车站基坑中央位置增设立柱桩并与连系梁固定的方法,最大程度上确保了结构支撑的稳定性。
        3.3.1拼装钢支撑。钢支撑施工阶段,在土方开挖至第一道钢支撑以下50cm之后,增设钢围檩托架、钢围檩。其中在钢支撑两端头位置应该增设上挂下托的方法,在上挂施工阶段,通过膨胀螺栓嵌入围护桩配合花篮螺丝固定围檩,并在下部位置增设钢牛腿固定钢支托端部位置。
        施工期间所选择的钢牛腿选择三节75×8mm的角钢拼焊而成的,同时为了确保支架稳定性,在支架纵向设计期间通过10mm帮焊钢板焊接摸模式。施工期间角钢通过M20膨胀螺栓锚固在围护桩上,并在支架每隔一桩设置,每隔支架上增加多个膨胀络酸,在焊接之后的钢牛腿许确保直角垂直切具有理想的稳定性,避免出现虚焊、歪扭等问题。
        钢围檩与围护桩之间的孔隙,通过强度低于C30的细石混凝土填嵌并捣鼓密实。最后,工程项目中的斜撑支撑轴力根据支撑角度进行设计检算,确保预应力值满足此墙稳定性要求,且在施工期间,通过斜支撑和围护桩的连接构造必须满足抗剪要求并要在斜支撑端头设可靠防滑[2]。
        在整个施工期间,需要通过严格计算的方法确定钢支撑预应力水平,因此本次项目中所用的油压表、千斤顶等进行配套标定的方法,确保施加预应力而保证千斤顶伸力相同,并通过千斤顶上的油压表严格控制预加轴力,避免轴力变化;若轴体受力变化之后,桩体水平位移速率将会达到警戒值,在经过设计人员确认之后可以考虑增加支撑轴力水平高,通过这种方法能够有效控制基坑变形现象,并根据工程项目施工要求,可以考虑增设钢支撑。
        整个施工阶段注意避免钢支撑脱落,因此在整个施工期间应该强化对工程的管理,在土方开挖期间注意安排专职人员对整个工程项目的施工过程进行控制,尤其叮嘱施工人员不能碰撞已安装好的工字钢联系梁、钢支撑等;在是公共期间注意避免监控钢支撑的支撑轴力,若轴力水平大于警戒值应该立即停止是公共并分析其中的原因。在钢支撑链接期间,通过扭力扳手进行链接,施工期间注意观察工字钢连梁以及钢支撑跨度情况,所以为了改善何在情况则需要采取严格的管理手段,严禁施工人员在建筑材料上行走。在施工期间注意观察钢支撑脱落问题,并在钻孔桩上增设膨胀螺栓通过钢丝绳与支撑物相连接。
        3.3.2拆除钢支撑物。在本次项目中,钢支撑拆除是占整个工程项目的重点内容,因此在拆除施工阶段,及时释放钢管撑所承受的压力,则在拆除之后,其中的压力则会传递到其他支护结构。因此在拆除前,应该确保其他支护结构强度可以确保满足上一道钢支撑复加轴力,并通过逐层释放的方法,避免瞬间释放而导致结构局部应力增加所造成变形。
        4.施工质量控制方法
        在本次项目中,为确保工程项目的施工质量可以达到预期标准,制定了严格的施工质量控制方法,主要方法包括:(1)在钢结构施工阶段,技术人员做好技术交底工作,根据深基坑支护要求,详细介绍本次工程项目中的主要施工技术及其施工要点,在深化施工人员对钢结构施工认知的基础上,了解钢结构施工的要点,做到心中有数。(2)在施工期间应该注意确保深基坑施工的稳定性,通过制定严格的施工监测手段,发挥BIM技术的先进性,对整个工程项目的施工过程进行监测、预报等,做到防患于未然,强化施工管理能力;在施工期间,通过监测基坑周围的土体在施工期间的动态变化,或者车站支护结构的变位状态等;施工期间注意评估地下管线等对施工的影响,避免影响施工质量。
        结论
        在地铁车站工程中,对深基坑的开挖与养护已经成为施工人员关注的重点内容,并且从本次工程项目的经验可知,本次工程项目中的施工方法可以满足后期施工要求,因此值得推广。
        参考文献
        [1]周国华.黄土地区地铁T形换乘站深基坑围护结构稳定性研究[D].湘潭:湖南科技大学,2018.
        [2]贾明辉,施宇,何优勋.复合型围护体系在地铁基坑施工中的应用[J].建筑结构,2018,41(9):147-150

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