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1、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
2、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
3、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
4、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。广州地区常用人工挖孔桩有方桩
5、与圆桩两种,经过认真研究,决定采用开挖方便、护壁受力较好的圆形人工挖孔桩。为满足基坑止水要求,相邻桩的桩芯相切布置。3.2基坑支护设计3.2.1边界条件(1)该基坑平面形状极不规则,基底也很不规则:除东侧站厅为地下一层外其余为地下两层结构;而地下两层段又分成了高低不同的5块,其中底板局部最大下沉达7.24ｍ。(2)基坑北侧紧邻天河北路,按规划局及市政府要求:基坑施工时必须保护天河北路的交通顺畅、不受干扰,而天河北路地下管线较为密集,施工时还应保证管线不能产生过大的位移与变形。(3)基坑南侧紧邻天河体育中心训练
6、场,该处虽然无地下管线,但受施工场地限制,无法放坡。(4)东侧无地面建筑及地下管线,基坑分为上下两个台阶,上台阶基坑深10ｍ,中间平台宽11ｍ,然后再挖深下7ｍ是基坑的下台阶。该侧每个台阶相对较浅,有条件采用放坡开挖。(5)基坑西侧亦无地面建筑及地下管线,该侧基坑深约17ｍ,由于施工场地所限,施工单位在紧邻基坑边处搭建了两幢两层的临时住宿及办公楼。3.2.2 支护形式比选(1)从施工方便及经济出发,广州地铁车站基坑支护基本都采用的是围护结构+钢管内支撑型式。本基坑设计时也首先选用人工挖孔桩+钢管内支撑型式,基
7、坑尺寸较大时添加临时立柱。但由于该基坑平面及立面都很不规则,该方案存在以下缺点:①基坑宽度大造成临时立柱根数多,基坑立面不规则造成立柱难以同时兼顾上下层钢管支撑,从而又增加临时立柱根数。临时立柱多,从而造价高、施工难度大、底板防水处理困难;②添加临时立柱后上、下层钢管内支撑仍难以布置在同一竖平面,造成施工困难;③南北向与东西向钢管撑平面交叉多,造价高、施工也困难;④角撑的布置也很困难;⑤局部底板下沉段无法布置钢管支撑。(2)采用钢筋混凝土结构支撑,造价高,施工进度慢,由于车站竖向板间距大、基坑立面不规则,钢筋
8、混凝土支撑难以与各层板结合,形成完整的支撑体系。另外,同钢管内支撑一样,钢筋混凝土支撑也不能很好地解决结构底板下沉段基坑支护的问题。(3)采用拉锚结构作为基坑的支护体系。拉锚结构是近20年来建筑施工领域产生的一项新工艺技术,广泛应用于地下结构的施工支护体系和作永久性建筑结构的承拉构件。综上所述,钢管内支撑及混凝土内支撑均不适合本基坑,而本基坑所处的残积土地层能提供拉锚结构所需的拉拔力。除基坑北侧的天
