地铁车站深基坑围护结构设计与施工

发表时间:2021/7/8   来源:《建筑实践》2021年第8期   作者:张钟
[导读] 对地铁车站基坑而言,其对变形控制存在着极高的标准,
        张钟
        中交第二公路勘察设计研究院有限公司 湖北 武汉 430000
        摘要:对地铁车站基坑而言,其对变形控制存在着极高的标准,在基坑范围里,如若未对基坑变形展开高效的管控,则是会造成周边工程出现施工难的情况,而且在验收保护方面亦会存在一定的难度。在地铁车站设计与施工中,基坑安全是保证地铁车站的建设安全、快速、优质完成的必要条件。因此,围护结构设计和施工至关重要。基于上述,本文展开相关的分析,期望助力行业发展。
        关键词:地铁车站;深基坑;围护结构设计
中图分类号:TU547.31    文献标识码:A
1工程概况
        车站为地下两层岛式车站,标准段为单柱双跨闭合式框架结构。车站总长215m,覆土厚度为4.043~4.667m,标准段基坑深度约17.838~18.775m,宽度为19.7m,端头井基坑深度约19.191~19.620m,宽度为23.8m。围护采用800mm厚地下连续墙+内支撑支护体系,基坑保护等级为一级。围护结构采用3道支撑,第一道支撑采用钢筋混凝土支撑(BxH=900x900),第二~三道采用φ800,t=18mm钢管撑。围护结构冠梁设计尺寸为900mmx1200mm。车站采用明挖顺做法施工,两端区间均采用盾构法施工,大小里程端均为盾构始发。
2相关修建技术方案分析
        2.1降水
        2.1.1细化施工
        项目在展开降水方案编制作业时,重点关注了降水诱发的相关土体形变,并展开细化研究,对降水井构建的具体数量,还有具体部位进行了科学的分析,做到了和具体状况相符合[1]。由此从降水井等的具体状况出发,展开了降水施工方案的科学构建,关注了机具、人员方面的内容;还制定了在井口部位的详细施工顺序;还有对降水井的保护方法等。在尚未降水时,应该对基坑水位展开全方位的检测,还应该关注周边环境的具体情况,从而能够对降水效果进行保障,且能够在第一时间获取降水给环境带来的相关影响。降水开始前,还必须完成相关的清洗以及检查作业,假若出现问题的话则是应该在第一时间进行解决,避免“死井现象”的出现。还有,在降水单位方面,应该于基坑开挖阶段每天展开检测作业,从而能够获取抽水量等方面的信息。
        车站采用明挖法施工,根据《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2012)附录E.0.1,采用群井按大井简化时,均质含水层潜水非完整井的基坑降水总涌水量公式(E.0.1-1)计算,对开挖后基坑涌水量进行预测。

        2.1.2基坑内回灌工艺及技术要求
        在基坑里,由于存在降水的问题,为了降低其给基坑外水位造成的作用,应该于该区域构建相应的回灌设施。而且还要构建相应的承压水回灌井。具体的位置是坑外基坑围护结构和基坑之间,当坑内处于降水阶段,在坑外则是展开作用承压水的无压回灌,由此能够保障坑外承压水不会出现水位降低的情况。处于对基坑所存在风险的考量,应该于坑外构建相应的观测井,以能够在第一时间了坑内降水的状况,以及其对坑外水位所带来的作用。为了能够降低降水给坑外环境所造成的影响,处于降水运行控制环节,必须坚持“分层降水”等原则,最大可能地降低坑外水位降低给周边环境造成的不利影响。并且在坑内降水方面,应该实现和基坑土方开挖处于较好对应的状态,完成好分层作业,展开分区域降水[2]。在回灌经过里必须强化相应的监测作业,如若出现无压回灌无法达到要求时,能够连接具体的状况,借助加压回灌作业。应该树立同灌同抽原则,当基坑里进行降水时,坑外则是应该展开回灌作业。以回灌井内水位而言,如若其下降幅度大于10 厘米的话,那么回灌则是要自动启动,当整体水位大于初始水位,且相应的数值达到10厘米时,整个回灌作业应该自动终止。在水位回灌时,应该借助专业设备展开,整个状态必须处于±10厘米这一区间;并且要展开相应的人工巡视作业,存在问题的话则是应该在第一时间展开反馈,且要予以调整。
        2.2支撑分期施工交接位置处理方法
        就基坑内支撑而言,应该和外交接部位进行相应的加强,亦即设置连接冠梁,应该使用植筋的办法展开连接作业,并且应该设置相应的传力杆,其材料为钢筋混凝土,由此实现和地下结构的有效连接。展开顶板梁结构作业的时候,按应该依据传力杆所对应的部位,展开相应的配筋工作。
        2.3分期施工土方开挖方法
        以地铁车站基坑而言,展开内外土方施工时,应该进行分期开挖作业,由此能够极好地确保工程的有效进行,并且会减少土方开挖体量。在对地铁车站基坑展开作业时,应该借助纵向分区、分段开挖的措施进行,由此能够在相当程度上降低对土地的扰动,而这种扰动往往会因为土方开挖而出现。并且由于在开挖时面积减小,由此使得基坑支护刚度会出现一定程度的变大,从而能够更好地防止基坑外土体出现对应的变形,由此能够确保地铁车站基坑偏移将不会比限定值大的情况出现[3]。
        在进行二期土方开挖作业时,应该借助分区、分段的措施进行,从而能够和降水实现有效的结合。举例来讲,在进行开挖一区作业的时候,应该展开一二区降水作业,而到了二区开挖作业时,则是应该启动二三区降水,并应该以此类推。见图1。
 
图1  基坑内开挖降水对应关系
3地铁车站深基坑围护结构设计与施工问题的解决措施与策略
        3.1加强地铁深基坑深层搅拌桩加固施工
        深层搅拌桩是地铁深基坑围护结构固定的主要方式之一。具体加固措施是:加固材料选用深层搅拌桩抽条,加固侧重点放在井段和深基坑的端头以及侧围护,因为加强侧围护结构的刚度可以有效地减小深基坑的偏移;加固方法采用裙边加固,在加固过程中运用立柱和支撑杆可以很好地加强偏载深基坑的整体支撑性能。在操作过程中,应当计算工程的标准承受压力程度,考虑到实际深基坑所承受的荷载与压力,深基坑土体区域挖掘深度至少为 3m。由于水泥硬化可以在一定程度上增加深基坑围护结构的受力强度,提高深基坑的稳定性,所以,在地铁车站深基坑围护结构建设中,应当掺入适量的水泥,使结构建设更具有安全性[4]。
        3.2设计专项施工方案
        提前进行实地考察,根据现场实际与周边环境因素进行围护结构专项设计,制订合理的施工方案,交监察管理部门进行审批。收到监管部门的批复指示后,把专项设计方案交给施工单位,施工单位仔细分析该方案,制订完善的施工计划,执行专项设计方案,严格把控施工质量。对于未批复的施工方案,为了保证安全性,不得私自进行施工。以某地铁车站导墙施工为例,施工部门在对导墙进行施工设计时,应当先对导墙施工地面地质进行了解,如果在调查过程中发现导墙的施工地质较为松软,施工单位就应当在设计方案中制订“从地表注浆加固、导墙做成‘┓┏’形现浇钢筋混凝土结构,而且导墙施工采用 C25 钢筋混凝土,并保证壁厚 200mm,两边导墙净间距为 840mm”的施工方案,这样才能够为后期导墙施工提供参考,从而提高地铁车站深基坑维护结构设计与施工质量[5]。
        3.3 减少地铁深基坑周边的荷载
        由于地铁车站大多建在人流量大、建筑物较集中的地段,拟建地段本身深基坑所承受的负荷比较大,此外,因为施工设备和材料也会给深基坑围护结构造成一定的压力,所以,在地下车站建设中对深基坑的载荷能力有较高要求。为降低应力影响,避免地表出现较大规模沉降、地面开裂、建筑倾斜现象,减小深基坑围护结构的荷载是必须的,施工单位应在区域附近设置警示牌,向过往行人进行说明,对周围大型机械进行限重,使其与施工现场保持距离,同时对深基坑周围的堆载物进行分类管理。施工单位还必须加强日常监管工作,尽量减少深基坑周边的荷载。
        3.4提高地铁深基坑地连墙施工质量
        地连墙施工也是深基坑围护结构的重要组成部分。施工单位必须严格按照施工方案进行施工,提高成墙质量,为后期地铁施工奠定扎实基础。首先,采取跳槽逐幅施工方式,液压抓斗槽壁机成槽,在成槽过程中应选优质泥土作为护壁,为地连墙的后期施工提供保障。其次,在基坑开挖时,设计人员也应当保证设计中心线外放,这样,便可以避免地连墙在外侧土坑的压力下出现变形或者移位的情况。最后,严格按照加密的控制点和水准点进行测量、复核,确保基坑满足设计及规范要求。
4结束语
        由于城市化进程的持续推行,为满足社会高速前行的需求,应该强化铁车站深基坑围护结构设计与施工质量,展开该项工程时,必须从所在城市的环境、地质和交通等方面出发,借助适宜的施工方案,从而确保地铁车站基坑结构的安全性及周围建筑物的稳定性。
参考文献
[1]沙开莱.地铁车站深大基坑围护结构设计——基于邻近河流城市[J].工业技术创新,2020,07(06):141-149.
[2]陈超.地铁车站深基坑围护结构设计研究[J].居业,2020(01):11-12.
[3]苏子升.地铁车站深基坑施工方式对基坑围护结构变形影响分析[J].现代城市轨道交通,2019(12):37-41.
[4]王双全.软土及砂层地质下地铁车站深基坑设计研究[J].现代城市轨道交通,2019(11):69-73.
[5]吴成.合肥地铁深基坑围护的结构设计与施工优化[J].建筑机械,2019(07):84-87.
投稿 打印文章 转寄朋友 留言编辑 收藏文章
  期刊推荐
1/1
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的昵称:
您的邮件地址:
邮件主题:
推荐理由:

写信给编辑
标题:
内容:
您的昵称:
您的邮件地址: