陳飛飛

摘要：以東臺站站前廣場及綜合客運樞紐配套工程的深基坑支護結(jié)構(gòu)為研究對象，對深基坑大長邊支護單側(cè)的設(shè)計、施工等方面進行了一定的探索和總結(jié)，并從支護結(jié)構(gòu)頂部水平位移、支護結(jié)構(gòu)頂部豎向位移、深層水平位移、周邊建筑及周邊地表豎向位移4個方面對支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性進行了模型計算和監(jiān)控量測。結(jié)果表明：使用深基坑大長邊單側(cè)支護半逆作法施工技術(shù)可以有效地控制基坑支護結(jié)構(gòu)及周邊建筑物的豎向位移，可為類似的工程設(shè)計和施工提供參考。

關(guān)鍵詞：深基坑?站前廣場?單邊支護?半逆作法

中圖分類號：TU79??????文獻標(biāo)識碼：B

Construction?Technology?of?the?Semi-Reverse?Method?Applied?on?the?Unilateral?Support?Structure?of?the?Long?Side?of?the?Deep?Foundation?Pit

CHEN?Feifei

（Beijing?Municipal?Third?Construction?Engineering?Co.，?Ltd.，?Beijing，?100062?China）

Abstract：?Taking?the?support?structure?of?the?deep?foundation?pit?in?the?station?square?and?the?auxiliary?project?of?the?integrated?passenger?transportation?hub??of?Dongtai?Station?as?the research?object，?this?paper?explores?and?summarizes?the?design?and?construction?of?the?unilateral?support?structure?of?the?long?side?of?the?deep?foundation?pit，?and?calculates?and?measures?the?stability?of?the?support?structure?from?four?aspects：?the?horizontal?displacement?of?the?top?of?the?support?structure，?the?vertical?displacement?of?the?top?of?the?support?structure，?the?horizontal?displacement?of?the?deep?layer，?and?the?vertical?displacement?of?surrounding?buildings?and?surrounding?surfaces.?The?results?show?that?the?construction?technology?of?the?semi-reverse?method?used?in?the?unilateral?support?structure?of?the?long?side?of?the?deep?foundation?pit?can?effectively?control?the?vertical?displacement?of?the?support?structure?of?the?foundation?pit?and?surrounding?buildings，?which?can?provide?reference?for?similar?engineering?design?and?construction.

Key?Words：?Deep?foundation?pit;?Station?square;?Unilateral?Support?structure;?Semi-reverse?method

2022年國務(wù)院印發(fā)的《“十四五”現(xiàn)代綜合交通運輸體系發(fā)展規(guī)劃》[1]特別指出：要建設(shè)多層級一體化綜合交通樞紐，優(yōu)化綜合交通樞紐城市功能，完善綜合客運樞紐系統(tǒng)，加強與城市交通系統(tǒng)有效銜接，打造綜合交通樞紐集群，提高集群內(nèi)樞紐城市協(xié)同效率。毛潔[2]以濟南西客站站前廣場的深基坑為例，闡述了放坡和復(fù)合土釘墻結(jié)合支護形式經(jīng)濟性和可靠性。廖濤[3]以湘潭市火車站站前廣場的深基坑為例，闡述了樁錨支護結(jié)構(gòu)形式的可行性和合理性。高翔[4]以淮安東站站前廣場的深基坑為例，闡述了地連墻和鋼筋混凝土內(nèi)支撐支護形式的安全性和合理性。李丹[5]等以長江五橋江南工作井超深基坑為例，闡述了地下連續(xù)墻結(jié)合內(nèi)支撐的支護體系的安全性。蔡興平[6]等以蘇州工業(yè)園區(qū)某基坑為例，闡述了鉆孔灌注樁結(jié)合內(nèi)支撐的支護體系的安全性、經(jīng)濟性、適用性。許冠[7]等以某坑為研究對象，闡述了預(yù)應(yīng)力管樁結(jié)合內(nèi)支撐的支護體系的經(jīng)濟性和安全性。

目前，深基坑支護的結(jié)構(gòu)施工大多都是先撐后挖的正做法施工，即使采用鉆孔灌注樁加內(nèi)支撐的支護結(jié)構(gòu)，也是僅考慮了從最外側(cè)出土，保留斜撐部位土方，待斜撐施工完成后，再挖除斜撐內(nèi)側(cè)三角區(qū)土方，從而忽略了斜撐支護結(jié)構(gòu)在最內(nèi)側(cè)，必須先將斜撐支護一側(cè)的土方挖除，然后由內(nèi)向外的順序進行土方開挖與底板施工作業(yè)的工況。因此筆者以東臺站站前廣場及綜合客運樞紐配套工程的深基坑為例，闡述先進行最內(nèi)側(cè)支護結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)，并從支護結(jié)構(gòu)頂部水平位移、支護結(jié)構(gòu)頂部豎向位移、深層水平位移、周邊建筑及周邊地表豎向位移4個方面分析深基坑大長邊單側(cè)支護半逆作法的安全性和適用性。

1?工程概況

1.1基本工程概況

東臺站站前廣場及綜合樞紐配套工程，位于鹽城市東臺市老火車站，站前廣場地下室結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，建筑面積9?841.91?㎡，地下一層，基坑開挖深度7.1?m。

1.2基坑周邊環(huán)境

站前廣場基坑周邊環(huán)境如下：基坑?xùn)|側(cè)為在建的高鐵站站房?；幽蟼?cè)為在建北海路框涵，與本工程緊鄰，鉆孔樁排樁支護?；游鱾?cè)為已建站前路，距離基坑下坎線邊約25?m。基坑北側(cè)為在建北海路框涵，與本工程緊鄰，鉆孔樁排樁支護。北海路框涵已經(jīng)開始施工，基坑周邊環(huán)境如圖1所示。由于基坑靠近高鐵既有鐵路線，所以該項目對既有鐵路線的變形控制非常重要。

由圖可見基坑出土三面受限，僅有西側(cè)可以作為出土口，且施工順序必須是由東向西進行。

1.3 水文地質(zhì)條件

根據(jù)巖土工程勘察報告，在本次勘察深度范圍內(nèi)的地基土為第四紀(jì)全新世—晚更新世沉積土層，主要由黏性土、粉性土及砂土組成，各土層間的強度、壓縮變形差異性較大。

2?施工設(shè)計階段

2.1 支護結(jié)構(gòu)設(shè)計

東臺站站前廣場的開挖面積大，不具備對撐的施工條件，開挖深度深，但根據(jù)該工程實際情況來說，基坑西側(cè)、南側(cè)、北側(cè)均有現(xiàn)狀支護結(jié)構(gòu)，東側(cè)緊鄰在施站房和既有鐵路線，在基坑開挖時以及開挖完成后，東側(cè)站房處于在施狀態(tài)，因此支護結(jié)構(gòu)要能保證站房的安全施工條件。緊鄰在施站房東側(cè)為既有高鐵線路，高鐵線路對變形的要求極為嚴(yán)格，所以控制既有鐵路線的變形在安全范圍以內(nèi)是支護結(jié)構(gòu)設(shè)計的重中之重。

借鑒相同施工環(huán)境下南側(cè)框涵開挖后的土質(zhì)較差，以及框涵既有支護結(jié)構(gòu)的變形情況。在綜合考慮了基坑的平面形狀及尺寸、開挖深度、周邊環(huán)境條件、主體結(jié)構(gòu)形式，變形和位移控制等因素后，最終選定鉆孔灌注樁支護+H型鋼斜撐（間距9?m）的支護形式，H型鋼底部支撐于基座樁冠梁之上，頂部支撐于圍護樁冠梁之上，設(shè)計形式參考圖2，止水措施采用止水帷幕。

H型鋼斜撐采用半逆作法施工技術(shù)：即完成鉆孔灌注樁和斜撐基座樁施工后，先挖除斜撐基座樁范圍內(nèi)冠梁標(biāo)高以下部分土體，土體采用放坡開挖，然后在斜撐基座樁范圍內(nèi)施打鋼板樁，鋼板樁頂部用型鋼對撐，挖除鋼板樁內(nèi)土方至基座灌注樁冠梁底標(biāo)高，拔除斜撐部位的鋼板樁，添加斜撐。從支護結(jié)構(gòu)總體來說，施工順序為先挖除土方，后支設(shè)斜撐，但是從局部來說，都是先做好支護結(jié)構(gòu)再開挖土方，所以稱為半逆作法。此施工技術(shù)適用于：基坑出土口三面受限，且施工順序必須從基坑最內(nèi)側(cè)開始向外側(cè)施工的情況。

2.2 設(shè)計施工圖

2.3 計算方法

采用有限元分析軟件Midas-GTS進行模擬計算，在Midas-GTS中采用單元的生死技術(shù)有效地模擬圍巖土體的開挖。計算時巖土的塑性本構(gòu)模型采用修正摩爾-庫倫模型，該模型主要適用于在單調(diào)荷載作用下顆粒狀材料，在巖土工程中應(yīng)用廣泛。材料參數(shù)主要包含粘聚力、內(nèi)摩擦角、切線和割線模量以及卸載模量等，上述數(shù)據(jù)均參考項目地勘報告取值。

2.4 計算模型

有限元計算采用三維空間模型，土體、框架涵、采用實體單元模擬，防護樁采用樁單元模擬，冠梁和斜撐采用梁單元模擬。為了消除約束邊界對計算結(jié)果的影響，計算模型范圍是456?m×300?m×40?m。新建基坑工程臨近既有鐵路線路路基結(jié)構(gòu)模型如圖3所示。

2.5防護工況下既有鐵路線的變形位移分析

因為既有鐵路線的變形為本項目變形控制的重點，所以按照施工過程分別計算打樁施工時既有鐵路線的豎向位移圖4，斜撐基座樁范圍內(nèi)土方開挖時既有鐵路線的豎向位移圖5，添加支撐時既有鐵路線的豎向位移圖6，土方開挖完成時既有鐵路線的豎向位移圖7，4個施工階段的豎向位移計算云圖。

經(jīng)過分析計算，各工況的豎向位移均未超過鐵路部門要求的變形限值，計算結(jié)果滿足變形控制的需要。

3?基坑支護后期效果檢查

該工程在支護結(jié)構(gòu)施工完成后，支護結(jié)構(gòu)的水平位移、豎向位移、深層水平位移、周圍地表及周邊建筑物的豎向位移、內(nèi)力監(jiān)測值全周期無異常，支護效果良好，鉆孔灌注樁深層位移累計位移最大值為1.3?mm，支護結(jié)構(gòu)頂部水平位移最大變化量X方向最大2.5?mm，Y方向最大2.13?mm。支護結(jié)構(gòu)頂部豎向位移最大變化量為6.2?mm。

4?結(jié)語

該工程在支護結(jié)構(gòu)施工過程中，結(jié)合實際情況，通過實際分析圍護結(jié)構(gòu)施工的重點和難點，制定科學(xué)合理的施工工藝采用了二次復(fù)合支護以及中途換撐的施工工藝，完成了支護結(jié)構(gòu)的施工，形成了“深基坑大長邊單側(cè)支護半逆做法施工技術(shù)”，通過一系列措施控制了基坑圍護結(jié)構(gòu)本身的變形位移和周邊既有鐵路線的變形位移，保證地下工程順利施工。

該文以東臺站站前廣場及綜合樞紐配套工程為載體，以實際施工流程為依據(jù)，闡述了內(nèi)支撐的施工工藝，也為日后類似施工環(huán)境提供借鑒。

參考文獻

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