張 麒

(中鐵十五局集團有限公司,河南洛陽 471013)

1 工程概況

廣深港客運專線福田站是國內第一座地下大型高鐵車站,位于深圳市行政文化中心和高檔商務區(qū),站址周圍高層建筑集中,最近距離僅13.4 m,呈紡錘形南北展開,下穿福中三路、深南大道、福華一路。為地下3層客運車站,站場規(guī)模4臺8線,車站全長1 023 m,設計里程：DK110+966～DK111+989,主體結構分A、B、C、D、E五個施工段。總體布置見圖1,基坑分段見圖2。

基坑寬度為15～78.86 m,深約32.15 m,開挖量達183萬 m3,地下3層結構,采用蓋挖逆作和明挖順作2種工法施工,其中C、D段設計采用蓋挖逆作法施工,其他段采用明挖順作法施工。該工程兩側高樓林立,東側有香格里拉大酒店和嘉里二期,西側有榮超中心大廈、港中旅大廈、平安大廈、免稅大廈、豐立大廈和郵電樞紐大廈等多棟高層超高層建筑。

圍護結構采用厚為1 200 mm和1 500 mm的地下連續(xù)墻。支撐體系采用大跨多層復合支撐體系,南端井、免稅大廈和香格里拉附近采用5道支撐,其余部分均采用4道支撐。第1道支撐采用鋼筋混凝土支撐,間距6～8 m；其他均為φ800 mm的鋼支撐,間距一般為3 m,最長的支撐長達49 m。

圖1 深圳福田站綜合樞紐總平面

圖2 地下車站基坑分段示意(單位：m)

2 主體結構施工步驟

根據場地條件和交通疏解要求,福田站劃分5個施工段。其中C、D段采用蓋挖逆作法施工,其他段采用明挖順作法施工。

2.1 蓋挖逆作法主體結構施工步驟(表

1.2.2 明挖順作法主體結構施工步驟(表2)

表1 蓋挖逆作法主體結構施工步驟

表2 明挖順作法施工步驟

3 實時監(jiān)測及監(jiān)測情況分析

3.1 實時監(jiān)測的內容

為確保基坑施工安全和周邊建筑物的安全,分別對連續(xù)墻墻身水平位移(測斜)、連續(xù)墻墻頂水平位移、連續(xù)墻墻頂垂直位移(沉降)、連續(xù)墻鋼筋應力、坑底隆起(回彈)、基坑外地下水位、連續(xù)墻外側土壓力、連續(xù)墻外側孔隙水壓力、周邊建筑物的沉降、地面沉降等10項指標進行實時監(jiān)測,對監(jiān)測數據進行自動采集、處理和分析,實時掌握基坑施工的各項指標的變化動態(tài),并通過建立安全監(jiān)控管理系統(tǒng)實現預警和分級報警,對現場施工安全進行數字化管理,及時對現場進行指導和發(fā)出管理指令,提高了施工決策的科學性,確保了施工安全。

3.2 圍護結構變形對比分析

實際監(jiān)測出的連續(xù)墻累計變形和理論累計變形基本一致。例如：香格里拉附近,理論變形為0～18.8 mm,最大變形發(fā)生在26～27 m深度附近,實際監(jiān)測變形為-4.04～24.87 mm,最大變形發(fā)生在25 m深處,理論變形和實測變形對比如圖3所示。

圖3 連續(xù)墻變形實際監(jiān)測與理論對比

3.3 周邊地表變形對比分析(圖4)

圖4 周邊地表理論變形和實測變形對比

3.4 周邊建筑物變形情況

通過對周邊建筑物的沉降觀測,發(fā)現建筑物沉降主要與自身基礎類型、相對基坑深度、樁底持力層承載力大小等因素有關,圍護結構變形在允許范圍內時,建筑物沉降與圍護結構變形關系不明顯。列舉有代表性的兩棟建筑物：港中旅大廈和免稅大廈結構狀況見表3,沉降檢測情況見圖5、圖6。

表3 建筑物結構等狀況對比

圖5 免稅大廈沉降監(jiān)測曲線

通過監(jiān)測數據發(fā)現,免稅大廈沉降和差異沉降均較大,并且在結構完成一定時間內,仍有小量沉降,最小沉降J2測點為-4.22 mm,最大沉降J4測點為-15.45 mm,最大差異沉降達11.23 mm,兩點水平距離約69.5 m,傾斜達0.16‰。港中旅大廈沉降和差異沉降均較小,主要發(fā)生在基坑開挖初期,很快趨于穩(wěn)定,最小沉降J7測點為-3.80 mm,最大沉降J2測點為-5.59 mm,最大差異沉降達1.79 mm,兩點水平距離約58.6 m,傾斜達0.03‰。傾斜均遠小于設計及規(guī)范要求的2‰。

4 控制變形的技術措施

根據實時監(jiān)測數據的分析情況,主要采取了周邊土體預加固、隔離、跳倉開挖、預留反壓土、分層分段分區(qū)開挖、及時支撐等技術措施,調整開挖節(jié)奏,使各項監(jiān)測指標保持在設計及規(guī)范要求的允許范圍內,最大限度地降低對周邊建筑物的影響,確保了基坑及周邊建筑物的安全。

4.1 周邊土體預加固、隔離

在基坑開挖前,對基坑周邊建筑物較近的區(qū)域,采用格構式旋噴樁加袖閥注漿進行預加固。預加固范圍盡量靠近建筑物,并與基坑邊留一定緩沖區(qū),形成隔離狀態(tài),使基坑變形盡量在緩沖區(qū)內消散,不致影響到建筑物主體。

4.2 跳倉、分層分段分區(qū)開挖、及時支撐

根據設計要求,將主體結構劃分成若干個小段,每段20～30 m,蓋挖逆作段按照跳倉原則,先開挖奇數段落土體,完成結構板后,利用已完成的結構板作為支撐,開挖中間偶數段落土體。

明挖順作法施工時,自一端向另一端,分層分段臺階法開挖,基坑較寬時,橫向再分區(qū)開挖,先挖中間再挖兩邊。開挖到基底后,立即施工墊層,封閉基底,防止基底軟化,喪失支撐能力。每開挖出一段,及時施工底板,嚴格控制底板與土方開挖間距,每隔兩段底板預留一個后澆帶。

4.3 預留反壓土

福田站D段,蓋挖逆作施工地下3層時,為平衡C段土壓力,預留鄰近中隔墻的D1節(jié)段土體,開始從D2節(jié)段開挖,先施工偶數節(jié)段,再施工奇數節(jié)段,最后,待C區(qū)開挖二層后,再開挖D1節(jié)段。因底板下承臺和接地系統(tǒng)施工周期較長,為避免負3層長期暴露,圍護結構變形發(fā)展,造成結構破壞,對負3層土體橫向分區(qū)開挖,并在基坑兩側預留反壓土,平衡基坑外側土壓力,降低圍護結構變形。如圖7所示。

圖7 預留反壓土施工示意

5 結語

通過福田站地下高鐵車站工程的實施,總結和歸納了城市中心區(qū)大型地下車站結構的施工關鍵技術及安全控制技術要點,并依托監(jiān)測管理系統(tǒng)通過各監(jiān)測項目的實時數據分析和判定,及時調整和優(yōu)化安排,采取相應的技術措施,最大限度的減小了深基坑的變形程度,降低了對周邊建筑物的影響,確保了基坑及周邊建筑物的安全,保證了施工的順利進行,取得了較好的社會和經濟效益。

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