陳 揚 周 帥

(1.深圳市交通公用設(shè)施建設(shè)中心，廣東 深圳 518040；2.中鐵西南科學(xué)研究院有限公司，四川 成都 610031)

0 引言

隨著我國經(jīng)濟和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的快速發(fā)展,改善城市交通條件、建設(shè)城市軌道交通顯得日益重要。而城市軌道交通的建設(shè)必將涉及大量的深基坑工程,而這些深基坑工程往往又處于人口密度大、道路交通繁忙、地下管線密集的地區(qū)，控制基坑施工引起的變形是十分必要的。

本文通過對某城市地鐵1號線車站明挖基坑的施工過程和監(jiān)測數(shù)據(jù)分析，對比了不同內(nèi)支撐體系約束下圍護結(jié)構(gòu)的變形情況，總結(jié)了不同支撐體系約束下圍護結(jié)構(gòu)的變形規(guī)律。

1 工程概況

某城市地鐵1號線和平醫(yī)院站、烈士陵園站地處交通繁忙的城市主干道——中山西路上，其中和平醫(yī)院站位于白求恩國際和平醫(yī)院東北方位，是1號線與遠期5號線的換乘站；烈士陵園站位于華北軍區(qū)烈士陵園門前，是本期工程中三大關(guān)鍵節(jié)點之一，承擔(dān)著按時完成車站封頂、盾構(gòu)區(qū)間貫通、全線線路鋪軌的重要任務(wù)。

和平醫(yī)院站地點里程為K6+268.160，終點里程為K6+499.260，站臺中心里程為K6+417.000。車站主體基坑總長232.7 m，其中標(biāo)準(zhǔn)段基坑長79.0 m和103.7 m，寬度分別為22.95 m和21.80 m，平均深度均為16.90 m。

烈士陵園站起點里程為K7+489.300，終點里程為K7+714.700，站臺中心里程為K7+573.000。車站主體基坑總長為225.6 m，其中標(biāo)準(zhǔn)段基坑長為165.36 m，寬度為19.8 m，軌排井段(含鋪蓋段)基坑長31.05 m，寬度為21.0 m，平均深度為16.49 m。

2 工程地質(zhì)及支護結(jié)構(gòu)形式

車站范圍主要分布地層為雜填土、素填土、黃土狀粉質(zhì)粘土、黃土狀粉土、粉細砂、中粗砂、粉質(zhì)粘土，底板以下為細中砂、中粗砂(含卵石)、卵石層。

其中和平醫(yī)院站底板位于粉質(zhì)粘土層，典型剖面顯示底板向上地層分別為3.0 m厚粉質(zhì)粘土層、0.7 m厚中粗砂層、5.5 m厚粉細砂層、6.8 m厚黃土狀粉質(zhì)粘土、0.8 m厚雜填土。

烈士陵園站研究段底板位于粉質(zhì)粘土層，典型剖面顯示底板向上地層分別為3.8 m厚粉質(zhì)粘土層、1.2 m厚中粗砂層、2.7 m厚粉細砂層、5.2 m厚黃土狀粉質(zhì)粘土及粉土層、1.5 m厚雜填土及素填土層。

兩座車站基坑圍護結(jié)構(gòu)均采用鉆孔灌注樁+內(nèi)支撐體系，標(biāo)準(zhǔn)段和盾構(gòu)端頭井段鉆孔灌注樁采用φ800 mm@1 300 mm，烈士陵園站軌排井段采用φ1 000 mm@1 500 mm，樁間采用80 mm厚掛網(wǎng)噴射混凝土，樁頂設(shè)800×800 mm冠梁(局部φ1 000 mm樁冠梁采用1 000×800)。

基坑標(biāo)準(zhǔn)段內(nèi)的支撐均采用三道φ609鋼管支撐+2Ⅰ45b組合鋼結(jié)構(gòu)腰梁支護體系，其中烈士陵園站軌排井標(biāo)準(zhǔn)段采用4道預(yù)應(yīng)力錨索+2Ⅰ28b組合鋼結(jié)構(gòu)腰梁支護體系。后考慮和平醫(yī)院站基坑北側(cè)現(xiàn)有樓房未完成拆除工作，基坑第一道鋼支撐變更為混凝土支撐，標(biāo)準(zhǔn)段圍護樁加密(φ800 mm@1 200 mm)。

3 監(jiān)測點位布置情況

為保證深基坑安全，施工過程中分別對周邊地表、管線、建構(gòu)筑物、圍護樁體變形、支撐軸力等項目進行了監(jiān)測，其中圍護樁體變形最能直接反映支護體系的受力變形情況，也是對支護體系有效性的最好證明。

樁體變形監(jiān)測點按照規(guī)范及設(shè)計文件要求，布置在每邊中部、基坑陽角等關(guān)鍵部位，其點位分別見圖1,圖2。

在樁體變形監(jiān)測對應(yīng)斷面，為進行變形對照同時設(shè)置了支撐軸力、錨索拉力等監(jiān)測項目。

4 監(jiān)測結(jié)果及分析

圖3為和平醫(yī)院站西側(cè)基坑的圍護樁體變形點ZQT02位置的時程曲線圖。由圖3可知，當(dāng)?shù)谝坏啦捎没炷林?、第二、三道采用鋼支撐時，其圍護結(jié)構(gòu)最大變形值為11.38 mm，位于地面以下13 m處；冠梁處最大變形值為0.80 mm，二者比值為14.23。

圖4為烈士陵園站軌排井范圍基坑的圍護樁體變形點ZQT16位置的時程曲線圖。由圖4可知，當(dāng)采用四道錨索支撐時，其圍護結(jié)構(gòu)最大變形值為6.80 mm，位于地面以下7 m處；冠梁處最大變形值為4.84 mm，二者比值為1.41。

圖5為烈士陵園站軌排井與標(biāo)準(zhǔn)段交界處基坑的圍護樁體變形點ZQT15位置的時程曲線圖。由圖5可知，當(dāng)采用鋼支撐+四道錨索支撐時，其圍護結(jié)構(gòu)最大變形值為9.55 mm，位于地面以下9 m處；冠梁處最大變形值為2.25 mm，二者比值為4.24。

圖6為烈士陵園站軌排井小里程方向標(biāo)準(zhǔn)段基坑的圍護樁體變形點ZQT18位置的時程曲線圖。由圖6可知，當(dāng)采用三道鋼支撐時，其圍護結(jié)構(gòu)最大變形值為8.40 mm，位于地面以下9.5 m處；冠梁處最大變形值為4.37 mm，二者為1.92。

圖7為烈士陵園站軌排井大里程方向標(biāo)準(zhǔn)段基坑的圍護樁體變形點ZQT08位置的時程曲線圖。由圖7可知，當(dāng)采用三道鋼支撐時，其圍護結(jié)構(gòu)最大變形值為14.32 mm，位于地面以下9.5 m處；冠梁處最大變形值為7.77 mm，二者比值為1.97。

在進行樁體變形監(jiān)測的同時，對支撐軸力、錨索應(yīng)力等項目同時進行了監(jiān)測。監(jiān)測結(jié)果顯示，支撐軸力及錨索拉力在預(yù)加時實測數(shù)據(jù)普遍比設(shè)計軸力偏小，其中鋼支撐實測預(yù)加力約為設(shè)計值的30%，錨索實測鎖定值約為設(shè)計值的65%。且鋼支撐軸力監(jiān)測周期內(nèi)隨溫度變化波動較大，而錨索應(yīng)力較穩(wěn)定。

5 結(jié)論與討論

通過對某城市地鐵1號線和平醫(yī)院站、烈士陵園站圍護結(jié)構(gòu)在不同支撐體系下的變形研究和監(jiān)測分析，可以得出以下結(jié)論：

1)第一道采用混凝土支撐時，其強大的支撐剛度能有效控制圍護結(jié)構(gòu)頂部變形。

2)采用錨索做支撐體系時，有利于控制圍護結(jié)構(gòu)最大變形量，且能較好地控制基坑開挖過程中超挖、支撐架設(shè)滯后等情況，但不能有效控制圍護結(jié)構(gòu)頂部變形。

3)采用鋼支撐做內(nèi)支撐體系時，其對圍護結(jié)構(gòu)頂部變形的控制作用較好，但最大變形量與支撐架設(shè)的及時性密切相關(guān)，隨支撐架設(shè)及時性的增大而減小，且發(fā)生位置在第二道、第三道鋼支撐之間逐漸上移。

4)采用不同支護形式做內(nèi)支撐時，圍護結(jié)構(gòu)最大變形與頂部變形的比值隨支撐剛度尤其是第一道支撐剛度的增大而增大，其中采用錨索支撐時該比值約為1.2～2.5，采用鋼支撐時該比值約為1.7～3.2，采用混凝土支撐時該比值約2.8～16。