段壯志，李貴男，崔學(xué)武

（1.工程兵指揮學(xué)院，江蘇徐州 221004；2.延邊大學(xué)，吉林延吉133002；3.中鐵十三局集團(tuán)有限公司，遼寧沈陽(yáng)110100）

1 工程概況

沈陽(yáng)地鐵二號(hào)線一期十四合同段世紀(jì)廣場(chǎng)地鐵車(chē)站為地下兩層雙排柱列式結(jié)構(gòu)，全長(zhǎng)176.9 m，標(biāo)準(zhǔn)段凈空19.6 m，平均開(kāi)挖深度15.3 m，采用明挖順做法施工[1]。基坑開(kāi)挖設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)段為四道φ609 mm（壁厚16 mm）的鋼管支撐，第一至第四道支撐計(jì)算軸力分別為820 kN、1980 kN、2190 kN、1780 kN，其中中板以下兩道，借鑒已有地鐵站施工經(jīng)驗(yàn)，擬將第三道支撐在中板、頂板混凝土澆注并達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后拆除，但此法存在以下不足：一是拆除第三道鋼支撐只能從中板、頂板預(yù)留孔吊出，需投入大量的人力、物力；二是由于鋼支撐端頭部分埋入內(nèi)襯墻中，無(wú)形中多增加了一道可能的滲漏水通道，給防水處理帶來(lái)很大的難度；三是-2層側(cè)墻施工中鋼筋綁扎和模筑體系都需特殊處理。因此，結(jié)合世紀(jì)廣場(chǎng)站開(kāi)挖范圍內(nèi)各層土質(zhì)情況，在施工過(guò)程中考慮到第三道支撐離中板較近，為了避免上述情況發(fā)生，加快施工進(jìn)度，施工過(guò)程中在底板混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，采用置換技術(shù)將第三道鋼支撐上移至中板以上（見(jiàn)圖1）。從已完成的第一、二、三段施工監(jiān)測(cè)情況表明，連續(xù)墻變形很小，鋼支撐軸力變化在正常范圍以?xún)?nèi)，證明支撐置換技術(shù)是可行的。

2 地質(zhì)描述

世紀(jì)廣場(chǎng)站址位于古河道漫灘上，從上到下依次主要分布的地層見(jiàn)表1[1]。

從表1可以看出，受鋼支撐置換影響的-2層（站臺(tái)層）地下連續(xù)墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)插入到相對(duì)穩(wěn)定、含水量小、不易變形的②-2b4淤泥質(zhì)粉粘土至③-2-1b2粉質(zhì)粘土層中，給支撐置換提供了較理想的前提條件。

3 鋼支撐置換施工

3.1 鋼支撐置換

第三道支撐上移中板以上的具體作法是：在底板混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，拆除已施工底板范圍以上的第四道鋼支撐并上移至中板頂面以上300 mm處，預(yù)加軸力后再拆除原有的第三道支撐即完成置換工作。同時(shí)采用相同斷面、多種監(jiān)測(cè)措施相結(jié)合的監(jiān)測(cè)方法進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè)。

3.2 支撐穩(wěn)定措施

鋼支撐上移至中板以上架設(shè)在原有地下連續(xù)墻面上，為保證鋼支撐的穩(wěn)定，事先在連續(xù)墻體上插打錨桿（每邊各四根）并在錨桿上焊接600 mm×100 mm×10 mm的鋼板作為支撐托架，并保證支撐上移加力后由于連續(xù)墻面不平整造成的支撐端板與墻體局部縫隙用細(xì)石混凝土塞實(shí)。

3.3 預(yù)加軸力

（1）由于施工過(guò)程中沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)數(shù)值借鑒，根據(jù)設(shè)計(jì)支撐軸力值和設(shè)計(jì)支撐位置按照相似三角形法則推算確定預(yù)加軸力值為1232 kN。

（2）由于支撐置換預(yù)加軸力后，與原設(shè)計(jì)思路工況相比發(fā)生了較大的變化，所以在施工中隨時(shí)觀察和監(jiān)測(cè)第二道鋼支撐軸力及支撐穩(wěn)定情況，發(fā)現(xiàn)異常立刻停止加力。

4 施工監(jiān)測(cè)

施工過(guò)程中加強(qiáng)監(jiān)測(cè)對(duì)指導(dǎo)施工起著舉足輕重的作用，應(yīng)主要加強(qiáng)對(duì)鋼支撐軸力、連續(xù)墻墻體撓曲、連續(xù)墻水平收斂量監(jiān)測(cè)以及連續(xù)墻施工縫處的觀測(cè)工作，在施工期間加大觀測(cè)頻率[2]。在基坑荷載、溫度等綜合因素影響下，鋼支撐軸力在支撐置換前后增加296 kN（第三道支撐最大變化值），所有置換完成后軸力恢復(fù)到置換前的測(cè)值；連續(xù)墻墻體撓曲變化增加0.80 mm；連續(xù)墻水平收斂變化最大收斂3.40 mm；連續(xù)墻施工縫處無(wú)開(kāi)裂滲水現(xiàn)象，監(jiān)測(cè)結(jié)果表明置換后的基坑支撐體系是穩(wěn)定安全的。

表1 地層分布統(tǒng)計(jì)表

4.1 鋼支撐軸力監(jiān)測(cè)

鋼支撐軸力監(jiān)測(cè)采用SS-2頻率接收儀測(cè)量預(yù)先焊接在第一至第三道鋼支撐上的鋼弦式表面應(yīng)變傳感器的自振頻率，然后再計(jì)算出鋼支撐的應(yīng)變量，利用虎克定律得到支撐軸力，傳感器焊接在與預(yù)埋在連續(xù)墻內(nèi)的測(cè)斜管相同斷面的鋼支撐上[3]。第三段各道鋼支撐軸力變化見(jiàn)表2，其變化曲線見(jiàn)圖2。

表2 第三段軸力變化表

由軸力變化曲線可以看出，第一道鋼支撐軸力變化曲線曲率變化不大，說(shuō)明第三段底板混凝土澆注及第三道鋼支撐置換對(duì)第一道支撐軸力影響較??；從拆除第四道支撐后軸力上升較大，置換完畢后軸力又恢復(fù)正常。

4.2 基坑水平收斂監(jiān)測(cè)

基坑水平收斂采用坑道收斂計(jì)進(jìn)行量測(cè)。埋設(shè)量測(cè)樁后，在沒(méi)有替換第三道鋼支撐前測(cè)得初始值；隨后隨置換支撐作跟蹤監(jiān)測(cè)。由監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)（見(jiàn)表3）可知，基坑水平收斂最大值為3.40 mm，最大相對(duì)收斂量為0.017%，小于容許相對(duì)收斂量0.15%。

4.3 連續(xù)墻墻體水平撓曲監(jiān)測(cè)

墻體水平撓曲監(jiān)測(cè)采用測(cè)斜管導(dǎo)入測(cè)斜儀測(cè)量墻體的撓曲量。依據(jù)第三段連續(xù)墻墻體撓曲位移量繪制成的墻體撓曲曲線（見(jiàn)圖3）可以看出：替換鋼支撐后，墻體撓曲與替換前比較，最大值為12.5 m處+0.8 mm，總體變化不大。滿(mǎn)足安全施工的要求。

表3 第三段基坑水平收斂表

5 施工體會(huì)

沈陽(yáng)地鐵二號(hào)線世紀(jì)廣場(chǎng)站深基坑開(kāi)挖實(shí)施鋼管支撐置換技術(shù)，在施工中取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益，保證了施工質(zhì)量，同時(shí)，也加快了施工進(jìn)度。此外，施工過(guò)程中取得以下經(jīng)驗(yàn)：（1）置換必須按照時(shí)空效應(yīng)原則，每一施工段拆除上移第四道支撐并預(yù)加軸力后方可進(jìn)行第三道支撐的拆除工作。（2）加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，一定要做到信息化施工，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)采取措施。（3）從置換到預(yù)加軸力，從托架的設(shè)置到支撐的固定等各個(gè)環(huán)節(jié)都要認(rèn)真操作，設(shè)專(zhuān)人（工程技術(shù)員）負(fù)責(zé)。（4）通過(guò)對(duì)鋼支撐置換技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)降低站臺(tái)層施工難度、縮短支撐循環(huán)利用周期、確保支撐空洞處理質(zhì)量起到了積極有利的作用，從而加快了施工進(jìn)度、減少了成本投入，帶來(lái)了較好的經(jīng)濟(jì)效益。（5）該技術(shù)在世紀(jì)廣場(chǎng)地鐵站實(shí)施成功，初步分析認(rèn)為和基坑周?chē)馏w的地質(zhì)條件較好有很大關(guān)系，這對(duì)類(lèi)似地質(zhì)條件下基坑施工的借鑒和參考作用。

[1]沈陽(yáng)地鐵二號(hào)線一期十四合同段世紀(jì)廣場(chǎng)站施工組織設(shè)計(jì)[Z].

[2]劉建航,侯學(xué)淵.基坑工程手冊(cè)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1997.

[3]夏才初,李永盛.地下工程測(cè)試?yán)碚撆c監(jiān)測(cè)技術(shù)[M].上海:同濟(jì)大學(xué)出版社,1999.