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        北京地鐵十號(hào)線四線明挖區(qū)間圍護(hù)結(jié)構(gòu)選型

        2012-11-06 05:05:26馬秀成
        山西建筑 2012年12期
        關(guān)鍵詞:框架結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)施工

        馬秀成

        (中鐵大橋勘測(cè)設(shè)計(jì)院,湖北 武漢 430000)

        隨著我國(guó)城市建設(shè)現(xiàn)代化進(jìn)程的快速發(fā)展,越來(lái)越多的城市已經(jīng)擁有或正在修建地鐵。根據(jù)一條地鐵線路功能的要求,土建除了設(shè)置車站和區(qū)間外,還需設(shè)置車輛段和停車場(chǎng)各一座。車輛段和停車場(chǎng)由出入場(chǎng)線接入地下車站,這樣就會(huì)形成在同一斷面上為四線區(qū)間的結(jié)構(gòu)形式,即兩條正線和兩條出入場(chǎng)線。出入場(chǎng)線一般情況下均采用明挖法施工,而正線采用明挖法、暗挖法或盾構(gòu)法均可。對(duì)于四線均采用明挖法施工的情況,由于線型在空間上存在交叉關(guān)系,故其圍護(hù)結(jié)構(gòu)需要采用多種圍護(hù)方案來(lái)處理。本文依托北京地鐵十號(hào)線二期工程慈壽寺站—車道溝站區(qū)間,介紹了線路在空間交叉情況下圍護(hù)體系形式及選用。

        1 工程概況

        1.1 場(chǎng)地位置及環(huán)境條件

        北京地鐵十號(hào)線二期工程慈壽寺站—車道溝站區(qū)間,位于京密引水渠西岸藍(lán)靛廠南路以西的規(guī)劃綠地內(nèi),區(qū)間線路出慈壽寺站沿藍(lán)靛廠南路西側(cè)綠地向北,經(jīng)善家墳?zāi)下?、五路居中街、曙光南街、彰化路和曙光文化廣場(chǎng)到達(dá)車道溝站。

        1.2 工程地質(zhì)水文

        本工程位于北京平原區(qū)永定河沖洪積扇內(nèi),沿線地形基本平坦。基坑側(cè)壁土層主要為①粉土填土層、①1雜填土層,④1第四紀(jì)全新世粉質(zhì)粘土層、④2粉土層、④3粉細(xì)砂層,⑤第四紀(jì)晚更新世的卵石層、⑤2粉細(xì)砂層。勘察鉆孔最大深度36 m,未發(fā)現(xiàn)地下水,基坑設(shè)計(jì)中可不考慮地下水的影響。

        1.3 區(qū)間結(jié)構(gòu)介紹

        本段區(qū)間工程全部為地下工程,采用明挖順作法施工,線路含有兩條正線和兩條出入線,正線線路縱坡為6.7‰,5.177‰,出入線線路縱坡為6.7‰,27.97‰。從車道溝站方向往慈壽寺站方向,區(qū)間由四線四跨矩形框架結(jié)構(gòu)隨著出入線的爬坡逐漸使出入線結(jié)構(gòu)脫離正線結(jié)構(gòu),最終形成兩正線為單線單洞矩形框架結(jié)構(gòu),兩出入線為雙線雙跨矩形框架結(jié)構(gòu)。

        2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

        2.1 基坑支護(hù)形式

        基坑支護(hù)方案的選擇,應(yīng)根據(jù)基坑周邊環(huán)境、土層結(jié)構(gòu)、水文情況、基坑形狀、開(kāi)挖深度、施工作業(yè)設(shè)備條件、安全等級(jí)和工期要求以及技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果等因素加以綜合全面地考慮而定。本段基坑開(kāi)挖深度約為16.5 m~18.9 m,安全等級(jí)為一級(jí),結(jié)合車站站址環(huán)境及周邊規(guī)劃情況,基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用鉆孔灌注樁、鋼管內(nèi)支撐與錨索支護(hù)相互結(jié)合的方式進(jìn)行支護(hù)。圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式見(jiàn)圖1~圖4。

        圖1 鋼管內(nèi)支撐圍護(hù)剖面

        2.2 鋼管內(nèi)支撐圍護(hù)

        區(qū)間里程K52+800.000~K53+85.408范圍,結(jié)構(gòu)及圍護(hù)形式見(jiàn)圖1,正線和出入場(chǎng)線縱坡均為6.7‰,結(jié)構(gòu)為四線四跨矩形框架結(jié)構(gòu)。明挖順作法施工,圍護(hù)采用φ1 000 mm@2 000 mm鉆孔灌注樁加三道鋼管內(nèi)支撐體系,具體參數(shù)見(jiàn)表1。

        表1 鋼管內(nèi)支撐參數(shù)設(shè)計(jì)表

        圖2 鋼管內(nèi)支撐+錨索圍護(hù)剖面

        主要施工步序:施工圍護(hù)樁、冠梁→逐層開(kāi)挖基坑并及時(shí)架設(shè)各道鋼支撐→施工底板及防水→拆除第三道撐→施工側(cè)墻和頂板及防水→逐層回填基坑并拆除第二、第一道鋼支撐→恢復(fù)路面。

        圖3 鋼管內(nèi)支撐+錨索支護(hù)+土釘圍護(hù)剖面(一)

        2.3 鋼管內(nèi)支撐+錨索支護(hù)

        區(qū)間里程K52+565.300~K52+800.000范圍,結(jié)構(gòu)及圍護(hù)形式見(jiàn)圖2,正線縱坡為 6.7‰,5.177‰,而出入場(chǎng)線以 27.97‰的坡度上行。為了確保結(jié)構(gòu)受力體系明確和防水節(jié)點(diǎn)處理問(wèn)題,將左右正線底板結(jié)構(gòu)拉通。對(duì)比圖1,本段由于出入場(chǎng)線與正線標(biāo)高逐漸分離,第二道撐若選用鋼支撐則將會(huì)與出入場(chǎng)線頂板結(jié)構(gòu)產(chǎn)生沖突。經(jīng)綜合考慮,基坑第一道撐采用鋼管內(nèi)支撐,第二~第四道撐采用錨桿,錨桿設(shè)置在樁間,采用一樁一錨的布置形式,具體參數(shù)見(jiàn)表2。

        圖4 鋼管內(nèi)支撐+錨索支護(hù)+土釘圍護(hù)剖面(二)

        表2 鋼管內(nèi)支撐+錨索參數(shù)設(shè)計(jì)表

        主要施工步序:施工圍護(hù)樁、冠梁→逐層開(kāi)挖基坑并及時(shí)架設(shè)鋼支撐和錨索→施工底板及防水→拆除第三道錨索→施工剩余結(jié)構(gòu)及防水→逐層回填基坑并逐步拆除各道錨索和第一道內(nèi)撐→恢復(fù)路面。

        2.4 鋼管內(nèi)支撐+錨索支護(hù)+土釘支護(hù)

        2.4.1 基坑標(biāo)準(zhǔn)段圍護(hù)

        區(qū)間里程K52+451.000~K52+565.300范圍,結(jié)構(gòu)及圍護(hù)形式見(jiàn)圖3,正線縱坡5.177‰,出入線縱坡27.97‰,正線結(jié)構(gòu)與出入場(chǎng)線結(jié)構(gòu)完全脫離,正線為兩個(gè)獨(dú)立的單跨矩形框架結(jié)構(gòu),出入場(chǎng)線為雙線雙跨矩形框架結(jié)構(gòu)。對(duì)比圖2,本段區(qū)間左右正線結(jié)構(gòu)范圍內(nèi)的土體可選擇開(kāi)挖或不開(kāi)挖,但從經(jīng)濟(jì)方面考慮,保留中間土體,避免了開(kāi)挖再回填,工程造價(jià)相對(duì)較低,故選擇保留中間土體,并采用錨桿支護(hù)形式圍護(hù)土體的穩(wěn)定,具體參數(shù)見(jiàn)表3。

        表3 鋼管內(nèi)支撐+錨索+土釘參數(shù)設(shè)計(jì)表(一)

        主要施工步序:施工圍護(hù)樁、冠梁→逐層開(kāi)挖基坑并及時(shí)架設(shè)鋼支撐、錨索及中間土的錨桿→施工正線結(jié)構(gòu)底板及防水→拆除第三道錨索→施工正線剩余結(jié)構(gòu)及防水→逐層回填基坑至出入場(chǎng)線結(jié)構(gòu)底板→施工出入場(chǎng)線結(jié)構(gòu)及防水→并逐步拆除各道錨索和第一道內(nèi)撐→恢復(fù)路面。

        2.4.2 基坑端部圍護(hù)

        區(qū)間里程K52+420.000~K52+451.000范圍為基坑起點(diǎn)端頭部分,結(jié)構(gòu)及圍護(hù)形式見(jiàn)圖4,與圖3剖面圍護(hù)在同一基坑范圍內(nèi)施工,將第二、第三道錨索換成鋼管內(nèi)支撐?;佣祟^支護(hù)形式的選擇不僅要考慮坑內(nèi)主體結(jié)構(gòu)本身的特點(diǎn),還要考慮后續(xù)工程施工的問(wèn)題,若仍選用圖3剖面圍護(hù)形式,則基坑端部第二、第三道錨索將直接影響出入場(chǎng)線鄰接段圍護(hù)結(jié)構(gòu)鉆孔樁的施工。左右正線單洞矩形框架結(jié)構(gòu)施工完畢后,出入場(chǎng)線結(jié)構(gòu)施工前,錨索和第二道鋼支撐將被拆除,在正線結(jié)構(gòu)間沿正線頂板施作素混凝土支撐,厚度0.5 m,寬1 m,間距2.5 m,以保證基坑底支點(diǎn)有足夠的剛度保持基坑的穩(wěn)定性,具體參數(shù)見(jiàn)表4。

        表4 鋼管內(nèi)支撐+錨索+土釘參數(shù)設(shè)計(jì)表(二)

        主要施工步序:施工圍護(hù)樁、冠梁→逐層開(kāi)挖基坑并及時(shí)架設(shè)鋼支撐、錨索及中間土的錨桿→施工正線結(jié)構(gòu)底板及防水→拆除第三道錨索→施工正線剩余結(jié)構(gòu)及防水→沿正線頂板施作素混凝土支撐→拆除第二道鋼支撐→逐層回填基坑至出入場(chǎng)線結(jié)構(gòu)底板→施工出入場(chǎng)線結(jié)構(gòu)及防水→逐層回填基坑、拆除第一道鋼支撐→恢復(fù)路面。

        3 結(jié)語(yǔ)

        本段區(qū)間現(xiàn)均已施工完畢,基坑變形、沉降等均滿足規(guī)范要求。在本次設(shè)計(jì)中,將常見(jiàn)的鉆孔灌注樁加鋼管內(nèi)支撐、錨索外支護(hù)、土釘支護(hù)三種支護(hù)形式通過(guò)組合運(yùn)用,很好地解決了正線出入場(chǎng)線存在空間交叉關(guān)系的基坑設(shè)計(jì)難題,也對(duì)今后類似工程具有很好的借鑒意義。

        [1] 北京城建設(shè)計(jì)研究總院有限責(zé)任公司.北京地鐵10號(hào)線二期工程慈壽寺站~車道溝站區(qū)間結(jié)構(gòu)施工圖[Z].2010.

        [2] 江正榮.基坑工程[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004.

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