論地鐵車站深基坑支撐體系優(yōu)化問題

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1、論地鐵車站深基坑支撐體系優(yōu)化問題2007-1-1710:33:00　黃修云　供稿?收藏????北京地鐵五號線劉家窯車站在施工明挖結構基坑時,圍護結構采用護坡樁結合鋼支撐體系,采用鋼支撐體系可普遍縮短護坡樁嵌入土層深度,減少整體護坡樁長度,同時采用可重復使用的鋼制內(nèi)支撐配合鉆孔護坡樁,封閉內(nèi)支撐體系與護坡樁擋土結構共同組成穩(wěn)定空間結構體系,兩者共同承受土體約束及荷載作用,使基坑圍護結構保持穩(wěn)定。通過對地鐵五號線已經(jīng)施工完畢的劉家窯車站明挖基坑內(nèi)支撐體系幾個問題的分析,力圖尋找合理布設內(nèi)支撐體系的方式。????1?工程概況　　劉家窯車站位于現(xiàn)況南三環(huán)路劉家窯立交橋,

2、車站主體結構全長201m,本站南北兩端主體結構為地下二層,雙柱三跨島式結構,采用明挖法施工,其中南端長76.3m,北端長49.7m,車站南端設盾構端頭井。車站中部75m為單層雙柱三跨曲墻拱頂復合襯砌結構,采用暗挖法（CRD工法）施工?！　”拒囌局黧w明挖結構分為兩段,南側基坑開挖深度為16.7～20.0m,開挖寬度為20.3m,開挖長度為75.7m,采用鉆孔灌注樁+內(nèi)支撐作圍護結構;北側基坑開挖深度為17.5～20.6m,開挖寬度為22.35m,開挖長度為49.8m,采用鉆孔灌注樁+內(nèi)支撐作圍護結構,基坑北側最下一道支撐為預應力錨桿。灌注樁直徑600,間距800～

3、1000mm,樁長為19.54～23.82m,樁頂設800×700帽梁,頂面標高為39.0m。帽梁與原狀土之間高差部分以1∶1的角度放坡,表面用50mm混凝土抹面支護。樁間采用掛網(wǎng)噴射50mm厚的C20混凝土保持樁間穩(wěn)定,混凝土噴層內(nèi)設?6@150×150mm的鋼筋網(wǎng)片?！　≡O計采用沿基坑豎向設三道鋼圍檁及θ609×14mm的鋼支撐（局部深處為四道鋼支撐）,在端部和角部采用斜撐,支撐較長處中部設θ600鋼支撐立柱?！　??支撐體系優(yōu)化　支撐體系應該方便基坑結構施工,不但達到確保整個施工過程中基坑穩(wěn)定的目的,還應該便于基坑開挖及后續(xù)結構施工作業(yè)?！　?nèi)支撐位置的

4、選擇對于結構施工影響加大。如果同一層支撐間距、上下層之間高差較小,或者設置豎向支撐,將直接造成現(xiàn)場無法展開大規(guī)模機械施工?，F(xiàn)場采用機械施工,不可避免要發(fā)生與內(nèi)支撐架設工序沖突的現(xiàn)象,內(nèi)支撐架設不及時對于基坑安全影響勢必較大。內(nèi)支撐形式合理與否,直接結果是基坑施工周期延長,工程組織難度加大,基坑風險程度提高?！　∧壳暗罔F五號線在施的明挖基坑支撐體系大體可以分為兩類。一類為:護坡樁結合內(nèi)支撐體系,如劉家窯車站、燈市口車站、張自忠車站、和平北街車站等;另一類為護坡樁結合錨桿支撐體系,如宋家莊車站、雍和宮車站、土城北路車站。各車站已經(jīng)完成基坑支護和結構施工,支護均達到預

5、期效果。對比兩類基坑施工操作中的問題可以發(fā)現(xiàn)。　　內(nèi)支撐體系嚴重干擾土建結構施工,并且存在諸多后續(xù)問題。作為臨時支護結構的內(nèi)支撐對后續(xù)永久結構的施工有較大影響,尤其是防水卷材、鋼筋等的搭接空間,施工縫設置以及結構砼澆筑質(zhì)量?！　≡谀壳安捎脙?nèi)支撐體系的基坑開挖土方作業(yè)中,施工單位為達到機械施工目的,均有開挖土方與架設支撐沖突矛盾,按照設計的支撐間距、高度要求則無法滿足機械施工作業(yè)面,因此普遍出現(xiàn)施工中架設支撐時間遠遠滯后于土方開挖,事實上增大了基坑安全隱患,存在冒險施工的現(xiàn)象。另一方面,不得不說是內(nèi)支撐體系限制了機械施工。支撐位置在考慮基坑安全計算要求的前提下,內(nèi)

6、支撐圍檁托架位置需要接近永久結構梁板位置,限制住了施工縫位置,該部位集中布置防水、鋼筋等,造成防水卷材搭接長度與鋼筋預留接駁器位置重合,卷材搭接長度及搭接施工質(zhì)量保證難度大大加大,如果采用錨桿體系,可以確保防水接茬任意布置,遠離鋼筋、施工縫,可以保證理想的防水效果。內(nèi)支撐接近梁板,尤其是平面位置與結構柱重合,在梁柱施工中避讓支撐,結構鋼筋預留位置無法完全確保結構要求的鋼筋錨固長度,造成臨時結構體系影響永久結構物的質(zhì)量。內(nèi)支撐體系要求在基坑內(nèi)部設置環(huán)狀圍檁,圍檁的設置與永久結構側墻位置重合,由于支撐位置限制施工縫,側墻澆筑高度一般在支撐下方1m左右,在滿足鋼筋連接

7、要求下,砼澆筑時,由于鋼筋頂在支撐下方,操作人員無法下到墻體內(nèi)部進行振搗,砼的灌注位置只能在模板上端,砼澆筑落差大,離析現(xiàn)象難以避免,結構澆筑后的實體質(zhì)量無法保障。對照錨桿支撐體系,上述問題完全可以避免?！　∪绻O置內(nèi)支撐,在確?；臃€(wěn)定的前提下,各層支撐設在永久結構各層梁板的上方80cm以外較為合理,這樣能夠確保接縫各工序施工質(zhì)量及操作空間。通過計算和研究分析,內(nèi)支撐采用I488型鋼作為支撐桿件,支撐位置在基坑-1m、-8m、-11m處,局部在-14m增了第四支撐,同層支撐間距3m,從而保證了施工操作空間和各工序的施工質(zhì)量。　　3?支撐體系施工　　由于該基坑為

8、明、暗挖結合車站,明挖基