地鐵明挖車站基坑變形與分析

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1、地鐵明挖車站基坑變形與分析　　【摘要】地下工程深基坑施工，基坑支護(hù)的穩(wěn)定性監(jiān)測在施工安全控制中具有極為重要的作用。根據(jù)寧波軌道交通1號線福明路站基坑特點(diǎn)及施工方法，分析了地下連續(xù)墻頂位移、墻體位移及支撐軸力的變化特征，進(jìn)一步闡述了施工中采用的控制方法。本文結(jié)合福明路站地鐵施工實(shí)際情況，研究出的地鐵車站基坑變形機(jī)理及與其相適應(yīng)的聯(lián)合圍護(hù)結(jié)構(gòu)方案，可確?；颖旧淼姆€(wěn)定，并能保證近距離范圍建筑的結(jié)構(gòu)安全。【關(guān)鍵詞】基坑；變形；施工控制中圖分類號：TV551文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A一.前言近年來我國城市化進(jìn)程明顯加快，絕大多

2、數(shù)城市6處于老城改建階段，修建地鐵成為解決市區(qū)交通問題的首選方案。地鐵一般都是穿越城市和位于城市的繁華地段，地鐵車站的施工直接牽涉到深基坑的開挖與支護(hù)施工。深基坑的支護(hù)不僅要保證基坑內(nèi)能正常安全作業(yè)．而且要防止基底及坑外土體產(chǎn)生過量移動，以確保基坑附近的建筑物、道路、管線的正常運(yùn)行。因此對深基坑工程提出了較高的要求，根據(jù)土質(zhì)不同、相鄰的地面建筑物不同，基坑的開挖與支護(hù)問題成為地鐵車站前期施工的重要技術(shù)問題?；娱_挖過程是基坑開挖面卸載的過程，卸載引起基底回彈。同時也引起圍護(hù)結(jié)構(gòu)在兩側(cè)土壓力差的作用下產(chǎn)生水平

3、位移和土體位移。在此基礎(chǔ)上討論墻體剛度、基坑開挖順序、土體加固深度和第1道支撐對支護(hù)結(jié)構(gòu)變形和內(nèi)力的影響。二.車站圍護(hù)體系和施工工況1.基坑圍護(hù)體系車站主體基坑長188m，寬18.7m。端頭井開挖深度約為18.01m，標(biāo)準(zhǔn)段開挖深度約為16.31m，基坑保護(hù)等級為二級。基坑采用厚800mm地下連續(xù)墻(以下簡稱為地墻)，標(biāo)準(zhǔn)段墻深36.3m，端頭井墻深38.3m，采用十字鋼板接頭。端頭井和標(biāo)準(zhǔn)段均設(shè)置6道支撐，標(biāo)準(zhǔn)段的第1道及端頭井的第1道支撐為鋼筋混凝土支撐，其余為609mm鋼管支撐，底板開挖面下3m，采用

4、寬度為3m的抽條加固，設(shè)計要求為28d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度不小于1.2MPa。2.施工工藝介紹為滿足交通需要，在9軸處設(shè)置1道封堵墻，基坑分為東西2段，先后采用明挖順作法施工。3.變形分析監(jiān)測數(shù)據(jù)表明，在基坑施工整個過程中，地墻的側(cè)向變形速率基本未達(dá)到報警條件。地墻側(cè)向變形最大值為73.92mm(標(biāo)準(zhǔn)段)，西端頭井地墻最大變形為49.22mm，東端頭井地墻最大變形為50.15mm，地表沉降最大數(shù)值為644.86mm。(a)由于底板的施工周期長，地墻在這期間會產(chǎn)生較大的變形，占總變形量的40％～75％。比如西區(qū)標(biāo)準(zhǔn)

5、段：第5道和第6道支撐為鋼管支撐，在第5道鋼管支撐完成后到第6道支撐完成的這15d里，產(chǎn)生21.1mm的變形量；第6道鋼支撐完成后到底板混凝土澆筑完成的9d期間，產(chǎn)生32.5mm的側(cè)向變形。(b)合理、優(yōu)化支撐體系有利于減少基坑變形，并能加快施工速度和節(jié)約費(fèi)用。該車站在9軸線設(shè)置封堵墻1道，分東西2個作業(yè)區(qū)，東作業(yè)區(qū)先行施工。東作業(yè)區(qū)標(biāo)準(zhǔn)段支撐設(shè)置為6道：第1道為鋼筋混凝土支撐，第2、3、4、5、6道為609mm鋼管支撐。根據(jù)測斜數(shù)據(jù)，第6道支撐施工的7d期間，開挖面下約1．5m處發(fā)生了21.1mm的側(cè)向變

6、形，底板施工的9d期間，坑底2m左右處發(fā)生了32.5mm的側(cè)向變形，累計側(cè)向最大變形達(dá)到66.96mm。而相同條件的西作業(yè)區(qū)標(biāo)準(zhǔn)段，針對東作業(yè)區(qū)情況，對支撐體系進(jìn)行了調(diào)整：第5道支撐施工15d期間，開挖面下約2m處發(fā)生了22.58mm的側(cè)向變形，底板施工的13d期間，開挖面下約2m處發(fā)生了14．4mm的側(cè)向變形，累計側(cè)向最大變形為49．91mm。三.墻體位移6在基坑開挖的過程中，最大水平位移速率出現(xiàn)在開挖至最終設(shè)計標(biāo)高而底板還沒有澆筑完成之前。這是由于此工況，最后一道支撐至坑底之間的墻體基本上處于無支撐的懸

7、臂狀態(tài)．坑底被動區(qū)土體在此工況階段已經(jīng)基本處于塑性狀態(tài)．土體強(qiáng)度降低非常明顯。墻體位移完整地反映地墻的變形．也是支護(hù)結(jié)構(gòu)安全狀況的重要指標(biāo)。在有支撐作用的情況下．地墻變形最大、最危險的部位不一定在墻頂。而墻體不同深度的水平位移觀測可以反映地墻的實(shí)際變形，且其測量受外界影響小，數(shù)據(jù)結(jié)果穩(wěn)定，是基坑開挖觀測的重點(diǎn)項(xiàng)目。因此在工程中應(yīng)將墻頂水平位移與墻體位移的監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行綜合分析．測量結(jié)果互相校核，可以全面掌握整個基坑的位移狀況。四.基坑監(jiān)測1.基坑監(jiān)測目的為保證基坑施工安全以及對鄰近建筑物、道路和地下管線等的保

8、護(hù)，實(shí)現(xiàn)信息化施工。須在施工過程中對支護(hù)體系內(nèi)力和變形、基坑周圍土體變形、地下水位變化及道路沉降等進(jìn)行監(jiān)測。發(fā)現(xiàn)問題時及時制定相應(yīng)對策，確保施工安全。通過對土體、支護(hù)結(jié)構(gòu)等的監(jiān)測，可及時判斷和掌握上述工程施工后結(jié)構(gòu)與土體的穩(wěn)定狀態(tài)，以及時調(diào)整支護(hù)設(shè)計參數(shù)和施工工藝方法。通過對比前一階段的監(jiān)測數(shù)據(jù)與設(shè)計值，分析所采取技術(shù)措施的可靠性。2.基坑監(jiān)測內(nèi)容6根據(jù)本工程基坑的實(shí)際情況，各監(jiān)測點(diǎn)的布設(shè)與施工順序和保護(hù)對象必須