探索城市地铁深基坑施工变形控制技术.doc

最新【精品】范文 参考文献 专业论文探索城市地铁深基坑施工变形控制技术探索城市地铁深基坑施工变形控制技术 摘要: 本文宁波市轨道交通1号线为例介绍了城市地铁深基坑施工变形控制技术，对今后相关领域的探索提供了借鉴。 关键词: 地铁；深基坑；变形控制 中图分类号：U231+.2文献标识码： A 文章编号： 随着城市建设的发展，基坑开挖已趋于大规模化和大深度化，且多以明挖顺作法为主，施工过程伴随着极强的环境效应，若不对深基坑施工进行严格的变形控制，邻近的建( 构) 筑物会因较大变形而影响其正常使用，严重时甚至引发事故，所造成的经济损失和社会影响是不可估量的，近些年的地铁事故便是前车之鉴，不得不引起人们的高度重视。宁波地铁1 号线环城西路站周边建筑众多、管线密集、环境复杂，北侧紧邻天一家园居住小区，南侧靠前锋桥和观港桥，以及基坑两侧东西走向的10 kV 电力、DN600 /DN300 给水、DN1 000 污水、DN219 燃气、DN600 雨水均为宁波城区重要管线，如果对基坑变形不严格控制，一旦出现基坑失稳坍塌，将会造成重大伤亡事故、质量事故、经济损失和恶劣的社会影响。 因此，加强对基坑围护墙变形的有效控制及基坑四周地面、建筑、地下管线等的工程监控是非常重要的，是基坑施工安全可靠的必要措施。 1 工程概况 1.1 工程简介 宁波市轨道交通1号线一期工程TJ标环城西路站位于海曙区中山西路与环城西路交叉口西侧，前丰桥与观港桥之间，车站北侧为天一家园小区，南侧为西塘河。天一家园小区楼房1116 层均为预应力管桩基础，桩长24 m，距车站主体基坑2634 m; 西塘河宽5258 m，深约1.52 m，河道底部较为平坦，水流平缓，河岸为砌石挡墙，挡墙沿河侧有干砌石边坡防护，距车站主体基坑1224 m。环城西路站为地下2 层岛式车站，单柱双跨箱型结构，采用明挖顺作法施工，车站顶板埋深约27 m，长178.2 m，基坑标准段深1591 m、宽18.7 m，端头井深17.61 m、宽22.6 m。围护结构采用800mm 厚地下连续墙，标准段墙深31.4m，端头井墙深34 m，插入比约为11，第1道支撑为800 mm900 mm 混凝土支撑，第26 道为609、t=16 mm 钢管支撑。基底以下3 m 范围内采用“抽条+ 裙边水泥土搅拌桩”加固，搅拌桩与地墙间加固盲区采用旋喷桩补充加固，深度与搅拌桩一致。 1.2 工程、水文地质 工程区域属冲湖积平原，地面标高2.6 4.0 m，系第四纪地层，较稳定，厚度90 m 左右，上部软土层厚16.4 29.7 m。主要成因类型有河流相、河湖相及海相等，从老到新是由一套陆相堆积-海陆交替堆积-海相堆积地层组成，地层具有土质软、强度低、压缩性高、灵敏度高、含水量丰富、透水性低等特点。地下潜水埋深1 4 2.6 m，主要赋存于表部填土和黏土、淤泥质土层中，浅层黏土和淤泥质土渗透系数为1.010 4.0710cm/s，局部地段为1层含黏性土粉砂或粉土层中的浅层微承压水。地下水主要接受大气降水竖向和地表水的侧向入渗补给，水量贫乏。车站范围内自上而下依次为1杂填土、2淤泥质黏土、3淤泥质黏土、2淤泥质粉质黏土、2粉质黏土、1淤泥质粉质黏土、1黏土、2粉质黏土、4粉质黏土、1粉质黏土、3粉质黏土层，见图1。 图1 环城西路站地质剖面图 2 主要控制措施 2 1 地下连续墙施工 1) 施工导墙时，考虑地下连续墙施工误差及基坑变形影响，导墙净空加宽40 mm，并统一外放10 cm。每个转角处沿地下连续墙的中轴线外放300 mm，确保成槽时拐角土方能挖除干净。 2) 地下连续墙施工采用1 台带自动纠偏装置的GB34 液压成槽机，槽壁机定位后抓斗平行于导墙内侧面自行坠入导墙内，成槽时先挖槽段两端的单孔，再挖中间部分，保证抓斗两侧受力均衡和成槽精度。随机抽检泥浆性能指标，若不合格则需作废浆处理，外运出场。 3) 地墙刷壁和清孔质量关系到地墙接缝防水和墙脚质量，施工过程中以不少于10 次刷壁和刷壁器不带有土渣、泥皮双重指标控制刷壁质量。 4) 采用有良好的流动性、和易性、无离析现象的水增刊2 何松洋 : 城市地铁深基坑施工变形控制技术 183下C30、P8 商品混凝土，混凝土浇筑应连续进行，浇筑时间不得超过4 h，导管埋入深度控制为1. 5 3.0 m。 5) 对相邻地墙施工间隔时间较长的接缝处外侧采取了“品”字形旋喷桩( 3 根?800 mm) 预止水的方法，防止开挖过程中出现漏水，。 2.2 基底加固 主体基坑基底以下3 m 范围内采用抽条+ 裙边水泥土搅拌桩加固，采用P?O42.5 级普通硅酸盐水泥，水泥掺量20%，水灰比1.51。采用1 台JB160三轴搅拌机，桩径?850 mm，间距600 mm，钻机提升速度不大于0.5 m/min。上部土体的弱加固区采用8%的水泥掺量，相对于非加固区的淤泥质原状土有较高的强度和自稳性，为坑内小挖机作业提供良好的环境。 由于三轴搅拌桩的工艺特点限制，加固体不能与地墙间结合密切，基坑开挖时容易有较大的变形。根据以往施工经验，在搅拌桩与地墙间的加固盲区，采用旋喷桩进行补充加固，使加固体与地墙结合密切，基坑开挖过程中能有效地起到支撑的作用，也为基坑变形控制打下了基础。 2. 3 基坑降水 采用真空井疏干土体水分，根据降水试验和结合基坑总涌水量计算，单井有效降水面积为180 m2，降水时间不少于30 d，运行期间现场配置备用发电机，以防停电，不超过3 口井共用1 台真空泵，并确保真空度不小于 0.06 MPa。 2.4 土方开挖及支撑安装 1) 基坑开挖与支撑安装原则 基坑开挖与支撑安装遵循“时空效应”的原理，在开挖过程中掌握好“分层、分步、对称、平衡、限时”5 要点，按照“开槽支撑、先撑后挖、纵向分段、竖向分层、横向分块、严禁超挖、限时作业、快速封底施作底板”的原则合理组织施工。并利用土体在基坑开挖过程中位移的变化规律，对基坑开挖动态管理，并做到信息化施工，确保基坑变形量在设计允许范围内。 2) 土方开挖 第1 层土方采用PC200 挖机开挖，开挖至冠梁和钢筋混凝土支撑底部5 cm 处，然后凿除地下连续墙超浇混凝土，并清理干净浮渣，同时将预留钢筋调直。混凝土支撑下部施作5 cm 厚C10 素混凝土底模，钢筋绑扎和模板安装验收合格后进行混凝土支撑与冠梁混凝土浇筑。冠梁及混凝土支撑达到设计强度的80%后开挖下层土体，对23 层土方开挖采用1 台18 m 的长臂挖机直接在支撑的空隙间挖土，每小段开挖长度56 m，开挖纵坡不大于13，减载平台高度不大于4 m，挖土时先挖中间后挖两侧，对钢支撑下方的土体采用1 台PC40型小挖掘机( 用50 t 履带吊放到基坑内) 配合翻土，对边角位置的零星土方由人工配合清理，挖至每道钢支撑底部50 cm 时及时进行钢支撑安装和施加预加轴力，挖出的土方直接由长臂挖机装车运至弃土场。第46 层土方开挖采用25 m 长臂挖机直接挖土，最后一层土体开挖至基底标高上30 cm，以下由人工配合长臂挖机挖土，严禁超挖，及时浇筑250 mm 厚C30 早强混凝土垫层封闭基底，减小基坑变形。及时在开挖面设纵向排水沟和集水井，不能等有积水或下雨再去挖，这样势必泡软土层，降低土体自身抗变形能力。纵向排水沟应设在中间或三分线上，不能设在围护墙边，以防止冲刷或泡软坡体，导至滑坡。另外，基坑开挖过程中需及时封堵围护墙的渗漏点，防止造成周边建筑物、管线和道路的破坏。 3 结论与讨论 通过环城西路站深基坑施工变形控制成功案例，但是由于宁波地区土质软、强度低、压缩性高、灵敏度高、含水量丰富、透水性低的地质与沿海地区其他城市存在一定的差异，同时缺乏在宁波地铁施工的经验，