許晨明

隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)、科技的發(fā)展，城市地下軌道技術(shù)不斷成熟，各種形式的地鐵工程在大量涌現(xiàn)。圍護(hù)結(jié)構(gòu)工程無(wú)疑是保證車站基坑地下工程順利實(shí)施開(kāi)挖的關(guān)鍵?；娱_(kāi)挖是一個(gè)土體應(yīng)力的釋放過(guò)程，此過(guò)程打破了原有地層的應(yīng)力平衡體系，擾動(dòng)后的土體進(jìn)一步流變和固結(jié)，基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)在坑內(nèi)外土體的不平衡壓力作用下向坑內(nèi)擠壓。因此圍護(hù)結(jié)構(gòu)方案應(yīng)考慮土方開(kāi)挖和開(kāi)挖方式、順序?qū)χёo(hù)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)變形的影響。

因此，闡明和發(fā)展基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)工程的理論，改進(jìn)和優(yōu)化深基坑圍護(hù)體系設(shè)計(jì)的思路和施工開(kāi)挖的工藝，加深基坑系統(tǒng)工程的研究和認(rèn)識(shí)是非常必要和十分重要的。

1 簡(jiǎn)述

依據(jù)理論分析和施工經(jīng)驗(yàn)，基坑圍護(hù)體系失效一般主要有三個(gè)方面原因造成:1)因?yàn)閮?nèi)在設(shè)計(jì)不合理因素導(dǎo)致支護(hù)體系失穩(wěn)(如整體穩(wěn)定、抗傾覆、抗隆起安全性小，支護(hù)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度不足破壞等)而引起基坑失穩(wěn);2)因?yàn)橥饨绛h(huán)境變化(如雷雨天氣、超載、水滲入)引發(fā)基坑失穩(wěn);3)因?yàn)槭┕ひ蛩?如支護(hù)結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量達(dá)不到設(shè)計(jì)要求、挖土不合理、挖土擾動(dòng)支護(hù)結(jié)構(gòu)等)引發(fā)的基坑失穩(wěn)。據(jù)上述原因分析，基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系的選擇主要依據(jù)于基坑工程要求(平面尺寸和深度)、場(chǎng)地工程地質(zhì)條件和水文條件，以及場(chǎng)地周邊環(huán)境條件等資料，通過(guò)上述資料對(duì)影響基坑圍護(hù)體系安全的主要矛盾進(jìn)行量化分析，據(jù)此進(jìn)行方案合理性選擇和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的理論計(jì)算分析，并參考地區(qū)性經(jīng)驗(yàn)判斷，最終確定基坑圍護(hù)體系類型。

2 工程周邊環(huán)境調(diào)查

擬建出入段線位于地鐵二號(hào)線正線鐵路北客站以北，地理位置位于北郊草灘文景路以東，車輛段及綜合維修基地以西，交通便利。區(qū)間設(shè)計(jì)里程為RDK0+000.000～RDK0+701.505，其中RDK0+000.000～RDK0+468.646為地下區(qū)間、長(zhǎng)468.646 m，RDK0+468.646～RDK0+701.505為敞口區(qū)間，長(zhǎng)232.859 m。區(qū)間基坑最大寬度14.0 m，最大深度15.32 m。本區(qū)間場(chǎng)地開(kāi)闊，無(wú)重要建(構(gòu))筑物，場(chǎng)地內(nèi)有鑄鐵排污管線一根，埋深約2.0 m，斜穿本施工場(chǎng)地，施工前應(yīng)先改移。漕運(yùn)明渠為一條開(kāi)放式排污渠道，從里程RCK0+262附近東西方向通過(guò)，直接影響基坑的圍護(hù)和主體施工，施工前應(yīng)采取處理措施。土層情況:原為渭河河灘、自上而下各土層的地質(zhì)情況為:①素填土:厚0.5 m～2.5 m，粉土為主少量空隙植物。②粉細(xì)砂:厚3.0 m～6.0 m淺黃色，稍密，稍濕，砂質(zhì)均勻純凈。③中砂:淡黃色～藍(lán)灰色，厚度4.0 m～16.8 m，中密～密實(shí)，級(jí)配一般石英、長(zhǎng)石、云母、暗色礦物為主。場(chǎng)地地下水情況:水位埋深為4.0 m～7.2 m，標(biāo)高365.03 m～366.68 m，屬潛水類型。水位年變幅2.0 m左右。水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)無(wú)腐蝕性，在干濕交替環(huán)境下對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具弱腐蝕性，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)具弱腐蝕性，場(chǎng)地土最大凍結(jié)深度為0.50 m。

3 圍護(hù)結(jié)構(gòu)方案比選

1 )圍護(hù)結(jié)構(gòu)的類型比選。根據(jù)工程地質(zhì)、水文情況及出入段線周邊條件、基坑規(guī)模等條件，基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)可選擇:地下連續(xù)墻、鉆孔灌注樁、鉆孔咬合樁。各種圍護(hù)結(jié)構(gòu)比較結(jié)果見(jiàn)表1。

2 )方案比選結(jié)果。從圍護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)地層的適應(yīng)性、圍護(hù)結(jié)構(gòu)的效果、防水效果、與永久結(jié)構(gòu)結(jié)合情況、對(duì)環(huán)境的影響、設(shè)備要求、場(chǎng)地要求、工藝、難度、施工進(jìn)度、造價(jià)11個(gè)方面綜合考慮。由于場(chǎng)地地下水情況:水位埋深為4.0 m～7.2 m，標(biāo)高365.03 m～366.68 m，屬潛水類型，區(qū)間基坑的最大寬度為14 m，深度為15.32 m，考慮地下水位較高、基坑較深初步選定為鉆孔咬合樁，兩樁之間做100 mm的咬合，以起到防水的效果;由于地下連續(xù)墻、鉆孔圍護(hù)樁、鉆孔咬合樁3種圍護(hù)結(jié)構(gòu)剛度大、變形小、基坑施工對(duì)鄰近建筑與地下管線影響小，所以3種都可以選用;用于鉆孔咬合樁無(wú)須排放泥漿，近于干法成孔，機(jī)械設(shè)備噪聲低、無(wú)振動(dòng)，對(duì)周圍環(huán)境的影響較小，所以我們更傾向于鉆孔咬合樁;鉆孔圍護(hù)樁、鉆孔咬合樁在施工過(guò)程中所需要的機(jī)械設(shè)備都為專用的小型設(shè)備，場(chǎng)地要求也較小，造價(jià)較低，在兩種方案的選擇中，鉆孔咬合樁更加符合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，也更為經(jīng)濟(jì)合理。

3 )圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。經(jīng)過(guò)比選，圍護(hù)結(jié)構(gòu)推薦采用鉆孔咬合樁，根據(jù)地質(zhì)條件及西安市當(dāng)?shù)貒o(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工經(jīng)驗(yàn)，采用φ1 000@900鉆孔咬合樁，圍護(hù)樁入土為12 m。根據(jù)本站的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件，基坑變形控制要求，施工作業(yè)空間等因素，確定圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用φ1 000@900鉆孔咬合樁。內(nèi)支撐系統(tǒng)采用φ609，t=14鋼管支撐，支撐水平間距3.3 m?；迂Q向設(shè)3道支撐，第一道為鋼筋混凝土支撐，第二、三道為鋼支撐。

表1 各種圍護(hù)結(jié)構(gòu)比較結(jié)果

4 結(jié)語(yǔ)

基坑工程是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，而圍護(hù)方案關(guān)系整個(gè)基坑施工的命脈，因此對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的比選應(yīng)著眼于項(xiàng)目全局，綜合考慮多方面的利弊因素。在施工過(guò)程中應(yīng)加強(qiáng)超前預(yù)防，分派專人負(fù)責(zé)對(duì)開(kāi)挖坡面及坡口后緣土體進(jìn)行連續(xù)監(jiān)控測(cè)量，及時(shí)反饋測(cè)量信息，依照測(cè)量數(shù)據(jù)及時(shí)分析情況，調(diào)整預(yù)加固、預(yù)支護(hù)措施，以確保施工的安全。

［1］ JGJ 79-2002，建筑地基處理技術(shù)規(guī)范［S］.

［2］ GB 50299-2003，地下鐵道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范［S］.

［3］ GB 120-99，建筑基坑支護(hù)工程技術(shù)規(guī)程［S］.

［4］ 葉觀寶.地基加固新技術(shù)［M］.第2版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.

［5］ 龔曉南.深基坑工程設(shè)計(jì)施工手冊(cè)［M］.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2006.