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【摘 要】本文结合天津地铁10号线龙图道站附属基坑与主体基坑同坑开挖的施工实践,对在确保基坑安全的前提下进行基坑同步开挖进行了分析和探讨,并对相关监测数据做了分析对比,以达到优化施工流程、提高施工效率,缩短施工工期的目标,并为其他地铁施工类似问题提供借鉴。
【关键词】地铁车站;基坑开挖;同坑开挖
引言
地铁车站基坑开挖施工主要包括车站主体基坑开挖和出入口、风亭等附属基坑开挖。一般情况下,地铁车站基坑开挖遵循“先深后浅”的原则,先进行主体结构深基坑开挖,待主体结构施工完成后再开挖附属结构基坑,进行附属结构施工。这样的施工顺序会使施工工期较长,机械设备二次进出场增加施工成本。本文结合天津地铁10号线龙图道站附属结构1号风亭基坑与车站主体基坑同坑开挖施工工况,对地铁车站主体基坑与附属基坑同坑开挖施工工艺及相关监测数据进行规律性分析和总结,为天津及其他地区深浅基坑同坑开挖技术的应用提供借鉴依据和指导作用。
1.工程简介及问题背景
1.1工程简介
龙图道站主体为地下双层岛式站台车站,共设2组风亭和4个出入口,其中B出入口和D出入口为预留出入口(如图1-1所示)。车站总长240m,主体围护结构采用厚度800mm的地下连续墙,端头井地连墙深度33.6m,标准段地连墙深度30.5m。标准段基坑开挖深度约为16.824m,小里程端头基坑开挖深度约为18.2m,大里程端头基坑开挖深度18.69m。其中,1号风亭位于主体基坑小里程端头处,宽8m,长39.8m,开挖深度约为9.78m。车站主体结构及附属结构均采用明挖顺作法施工。
1.2水文地质情况
基坑范围包含四层地下水,潜水、第一承压含水层、第二承壓含水层和第三承压含水层(如图1-2、图1-3所示)。
(1)潜水层:地下水埋深0.6~2.2m(高程0.53~2.4m),主要赋存于第Ⅰ陆相层、第Ⅰ海相层中的粉土、黏性土与淤泥质土互层的地层中,其中④3粉土、⑥3粉土、⑥4粉砂为主要的含水层,场地内⑥3粉土贯通连续分布,④3粉土及⑥4粉砂呈条带状或透镜体存在。
(2)第一承压水层:第一层微承压水主要赋存在第Ⅱ陆相层中的⑧3粉土中,含水层厚度0.3~1.9m,基本呈层状分布,局部地段尖灭,稳定水位埋深3.29~3.75m(高程-0.57~-0.23m)。
(3)第二承压水层:第二层微承压水主要赋存在第Ⅲ陆相层中的⑨3粉土中,含水层厚度0.6~2.8m,基本呈层状分布,稳定水位埋深4.1m(高程-0.71m)。、
(4)第三层微承压水主要赋存在第Ⅳ陆相层上部的?3粉土和?4粉砂地层中,含水层大部呈条带状及透镜体状分布,部分含水层中夹黏性土层,含水层厚度一般在0.0~5.0m,稳定水位埋深3.56m(高程-0.50m)。
1.3工程问题背景
按照先主体后附属的一般施工顺序,将在车站主体结构施工完毕后,进行1号风亭的施工,不仅延长了施工工期,且机械设备将进行二次进出场,增加相应成本。为解决以上问题,该工程采用了1号风亭基坑与主体基坑同坑开挖的方式。
2.施工工艺及围护结构地连墙、支撑设计情况
2.1附属基坑与主体基坑同坑开挖施工工艺
在地铁基坑开挖前,先进行维护结构地连墙施工,包括1号风亭围护结构地连墙与主体基坑围护结构地连墙;再完成格构柱、降水井、1号风亭和主体结构冠梁和第一道混凝土支撑施工;进行降水试验及降水工作,降低地下水水位至第二道撑以下2m;进行土方开挖并破除1号风亭和主体结构相接处地连墙至第二道支撑以下0.5米,进行第二道撑施工,其中小里程端头井范围内采用混凝土支撑,其余部位采用钢支撑;继续降水并开挖破除1号风亭和主体结构相接处地连墙至1号风亭底板位置,完成1号风亭底板及冠梁,至此1号风亭基坑开挖完成;继续开挖、架设钢支撑至主体基坑完成土方开挖。主要施工工艺流程如图2-1所示。
2.2围护结构地连墙设计情况
龙图道站地连墙总计104幅,其中体围护结构地连墙93幅,1号风亭围护结构地连墙11幅,均采用800mm厚的地连墙,混凝土等级为C35P8,锁口管接头。
主体围护结构标准段墙深分别为30.5m、33.6m,小里程盾构井处墙深33.6m、30.5m,大里程盾构井处墙深33.6m。1号风亭围护结构地连墙深18m。由于1号风亭及主体基坑同坑开挖,3-6轴主体与1号风亭相接处地连墙高度为调整为21.686m~24.823m,其余部分为空钻。为保证地连墙施工质量,防止冷缝出现,3-6轴主体与1号风亭相接处地连墙墙顶至地面空钻部分灌注C35P8素混凝土(如图2-2所示),与地连墙实体的混凝土保持一致,在后期开挖过程中随挖随破。这样既节约钢筋投资,方便后期破除施工又保证地连墙整体性。
2.3支撑设计情况
龙图道站车站主体采用明挖法施工,车站大、小里程端均为盾构工作井。盾构井基坑宽24.9m,小里程端盾构井基坑深约18.237m,大里程端盾构井基坑深约18.807m。1号风亭基坑位于主体基坑小里程端头处,基坑宽8m,长39.8m,深度约为9.78m。由于1号风亭基坑与主体基坑同坑开挖,对支撑进行如下设计:
小里程端头井沿基坑深度方向设置4道支撑+1道倒撑,其中第一、二道为钢筋混凝土支撑,截面800×1000mm(如图2-3、图2-4所示);第三、四道及倒撑为φ800×16mm钢管支撑。小里程端主体基坑及1号风亭基坑支撑剖面图如图2-5所示。
大里程端头井段沿基坑深度方向设置5道支撑+1道倒撑。第一道为钢筋混凝土支撑,截面800×1000mm;第二至第五道支撑及倒撑为φ800×16mm钢管支撑。第一、二道支撑结构如图2-6、图2-7所示。 3.工程技术特点
3.1同坑开挖原则
土方开挖在基坑围护结构施工完成后开始,遵循“水平分段、竖向分层、先撑后挖、先探后挖、严禁超挖”的原则。
(1)开挖前在基坑外设置挡水墙,防止地表水冲刷坡面和基坑外排水再回流渗入坑内。基坑内采取开挖排水沟、集水井集中抽排的方法对地下水进行疏导,防止基坑底积水。
(2)土方开挖严格遵循先探后挖的原则,土方开挖前在地连墙接缝处采用挖掘机进行挖坑探挖,发现围护结构接缝出现渗漏水问题,及时进行处理。探挖前做好应急抢险准备工作,避免在探水过程中出现接缝涌水现象发生。
(3)基坑开挖沿纵向分段,竖向按支撑道数分层,各层土体的开挖严格按要求的顺序进行。区与区之间设置斜坡,开挖过程中严格控制斜坡的稳定性。
(4)基坑开挖时严禁超挖,开挖必须保证该段地下水位在基坑底面以下1.0m。因本基坑存在较厚的淤泥质粉质粘土层,在基坑开挖时,水位可直接降至淤泥质粉质黏土层以下。
(5)基坑开挖时要随时根据监测结果不断进行施工参数的调整和优化,及时施工支撑和主体结构,以减少围护结构的变形,确保周邊环境稳定。
(6)为减少地基的扰动,土方开挖距基底设计标高20cm时改为人工配合清底。另外本工程标准段与盾构井段斜坡处,由机械开挖、人工修整而成。
(7)基坑周边不得存土,基坑周边超载不得大于20Kpa,端头不超过30 Kpa。
(8)尽量缩短围护结构暴露的时间,土方开挖满足混凝土结构施工条件后,后续工作立即展开。
3.2同坑开挖技术要点
(1)保持纵坡稳定的技术措施。在土方开挖前应对基坑开挖过程中的每一段开挖边坡的稳定性作验算,并达到允许的安全系数。分层开挖放坡坡度一般控制在1:1.5~1:2,层与层之间高度差大于3m的应该设置平台,平台宽度4~6m。总纵坡度控制在1:3以上。在围护结构顶砌筑挡水墙,防止地表水流入基坑。在坡顶与坡脚处设置排水沟和集水井,及时用水泵抽取。一般土坡覆盖彩条布,让水直接流入排水沟,以免大量水流渗入土中。
(2)保证挖土措施。在土方施工时,配备足够的挖土机械和运输车辆,并配有一定的备用机械和车辆以备急用之需。每天挖土前,检查机况,保证挖土工程中不会出现机械故障,影响挖土施工。配备足够的经验收合格的钢管支撑和配件,配备操作熟练的工人,以便在土方开挖后,及时安装支撑构件。坑底以上20cm应采用人工挖土,配备足够的劳动力。混凝土运输车停在工地上,每开挖完成一块,浇注一块垫层。
(3)支撑施工针对性措施。支撑应根据挖土进度提前施工,做到先撑后挖。钢支撑安装严格按设计及《钢结构工程施工及验收规范》实施。特别对支撑端头、钢牛腿等电焊作业,必须认真按图施工,焊缝厚度达到设计及规范要求,焊缝应连续,无夹渣,无气孔。钢支撑在施加预应力时,应密切注意支撑全长的弯曲情况和电焊异常情况,遇双头施加应力的,必须两头同时进行,预应力须达到设计要求。土方开挖时密切与监测网保持联系,随时掌握支撑轴力及围护位移,发现问题及时向监理和甲方汇报,并采用有效的整改措施。实行施工安全质量专人负责制,对施工中质量全方位监控,每天派专人进行检查验收,并记录好每天质量验收情况。
(4)防水卷材保护.开挖至1号风亭基坑坑底标高后,1号风亭基坑底板需与主体基坑冠梁同时浇筑混凝土,浇筑时防水卷材的保护是另一重难点。开挖至1号风亭基底时,及时铺设垫层并浇筑风道底板混凝土;1号风亭基坑冠梁与风道底板共同浇筑,待基坑冠梁混凝土达到设计强度后应立即进行钢支撑架设,保证基坑变形量不超过规定要求。浇筑前注意防水卷材的保护,本站将防水卷材与1号风亭基坑冠梁间使用竹胶板保护,后期主体结构施工将二级基坑冠梁人工凿除时可有效防止防水卷材破坏,保证整体基坑防水的闭合(施工过程如图3-1、图3-2所示)。
(5)应急措施。成立抢险小组,落实抢险的人员和设备。做到一旦有险情,随时都能投入施工。现场备好堵漏的材料,一旦发现围护结构有漏水现象,马上进行封堵防止坑外水土流进坑内,引起路面和建筑物的沉降。备好钢支撑用料,如发现围护结构变形过大,应适时增加支撑根数,减缓地下连续墙变形速度。密切注意地下管线变化状况,如发现地下管线有不均匀沉降或沉降速度超限时,应采用跟踪注浆方法。
4.数据分析
4.1地表沉降数据分析
在小里程端、大里程端各选取了14个地表沉降监测点,对小里程端1号风亭与主体基坑同坑开挖、大里程端主体基坑开挖期间(2018年5月23日至2018年7月10日)的地表沉降数据进行了统计和对比分析,具体点位分布及数据如图4-1至图4-4所示。
通过分析可以发现:小里程端1号风亭基坑与主体基坑同坑开挖初始阶段,地表沉降逐渐增大。到开挖中期,随着支撑架设,地表沉降变化趋于缓慢,地表沉降值趋于稳定。但随着开挖深度不断加大,地表沉降再次增大,并出现较大波动。在此期间,地表沉降监测累计变化量最大值为-15.2mm,小于地表沉降控制值30mm。
与大里程端主体基坑开挖时地表沉降监测数据进行对比,可以发现二者呈现出相似的规律,即:地表沉降初期变化较大,中期趋于平稳,后期再次出现较大变化。大里程端主体基坑开挖期间地表沉降监测累计变化量最大值为-16.1mm,小于地表沉降控制值30mm。
4.2地连墙深层水平位移数据分析
在小里程端、大里程端各选取了7个地连墙深层水平位移监测点,对2018年5月23日至2018年7月4日期间小里程端1号风亭与主体基坑同坑开挖、大里程端主体基坑开挖期间6.5m、9.5m深度地连墙深层水平位移数据进行了统计,具体监测点位分布及数据如图4-5至图4-8所示。
通过对小里程端地连墙深层水平位移监测点及监测数据进行分析可以发现:在小里程端1号风亭基坑与主体基坑同坑开挖初始阶段,地连墙水平位移变化随开挖而加快,水平位移逐渐增大;随着两道混凝土支撑架设,地连墙水平位移趋于缓慢并逐渐趋于平稳;之后随着开挖深度不断加大,地连墙水平位移变化再次增大,水平位移出现较大波动。在此期间,地连墙水平位移最大值为18mm,小于地连墙水平位移监测控制值40mm。
同时,通过与大里程端主体基坑开挖时地连墙水平位移监测数据进行对比,可以发现二者呈现出相似的规律:开挖前期地连墙水平位移变化增大,开挖中期水平位移趋于平稳,后期随着开挖深度的加大,地连墙水平位移再次出现较大波动。在此期间,大里程端主体基坑地连墙水平位移最大值为26.1mm,小于地连墙水平位移检测控制值40mm。
通过对1号风亭基坑与主体基坑同坑开挖期间地表竖向位移、地连墙深层水平位移数据进行对比分析,以及与大里程端主体基坑开挖的相应数据进行对比,可以发现1号风亭基坑与主体基坑同坑开挖、主体基坑单独开挖的地表竖向位移、地连墙深层水平位移数据变化趋势相同,且都处于监测控制值范围以内,说明1号风亭基坑与主体基坑同坑开挖能够保证基坑的安全性,同时也验证了主体基坑与附属基坑同坑开挖在天津地区软土富水地层中的适应性。
5.结语
地铁车站采用附属基坑与主体基坑同坑开挖的施工方法,能够有效的加快土方开挖及结构施工,缩短施工工期,避免人员及机械设备二次进出场,有效节约施工成本。该同坑开挖施工技术已在天津地铁地铁10号线金贸产业园站基坑开挖施工期间得到成功应用,在同坑开挖施工期间,周边地表沉降及围护结构水平位移均保持在控制值范围内,相关监测数据变化与主体基坑开挖数据趋于一致,能够确保基坑周边地表及建(构)筑物的安全,顺利高效的完成了金贸产业园站的基坑土方开挖施工。该施工方法从控制指标、施工要点、质量控制等方面形成了一整套施工工艺,解决了富水地区复杂地层条件下深浅基坑同坑开挖沉降控制难题。该项技术尤其适用于工期压力较大,成本管控要求较高、施工场地狭小的深基坑工程,实用性强,具有很好的发展前景和推广价值。
参考文献
[1]张中杰,田海波.新型逆筑法在澳门凼仔成都街地下停车场基坑工程的应用研究.中国市政工程,2009(10):51-52.
[2]王卫东,王建华.深基坑支护结构与主体结构相结合的设计、分析与实例.北京:中国建筑工业出版社,2007.
[3] 许晨明.浅谈地铁工程基坑围护结构施工方案比选.山西建筑,2011,37(12):89-90
【关键词】地铁车站;基坑开挖;同坑开挖
引言
地铁车站基坑开挖施工主要包括车站主体基坑开挖和出入口、风亭等附属基坑开挖。一般情况下,地铁车站基坑开挖遵循“先深后浅”的原则,先进行主体结构深基坑开挖,待主体结构施工完成后再开挖附属结构基坑,进行附属结构施工。这样的施工顺序会使施工工期较长,机械设备二次进出场增加施工成本。本文结合天津地铁10号线龙图道站附属结构1号风亭基坑与车站主体基坑同坑开挖施工工况,对地铁车站主体基坑与附属基坑同坑开挖施工工艺及相关监测数据进行规律性分析和总结,为天津及其他地区深浅基坑同坑开挖技术的应用提供借鉴依据和指导作用。
1.工程简介及问题背景
1.1工程简介
龙图道站主体为地下双层岛式站台车站,共设2组风亭和4个出入口,其中B出入口和D出入口为预留出入口(如图1-1所示)。车站总长240m,主体围护结构采用厚度800mm的地下连续墙,端头井地连墙深度33.6m,标准段地连墙深度30.5m。标准段基坑开挖深度约为16.824m,小里程端头基坑开挖深度约为18.2m,大里程端头基坑开挖深度18.69m。其中,1号风亭位于主体基坑小里程端头处,宽8m,长39.8m,开挖深度约为9.78m。车站主体结构及附属结构均采用明挖顺作法施工。
1.2水文地质情况
基坑范围包含四层地下水,潜水、第一承压含水层、第二承壓含水层和第三承压含水层(如图1-2、图1-3所示)。
(1)潜水层:地下水埋深0.6~2.2m(高程0.53~2.4m),主要赋存于第Ⅰ陆相层、第Ⅰ海相层中的粉土、黏性土与淤泥质土互层的地层中,其中④3粉土、⑥3粉土、⑥4粉砂为主要的含水层,场地内⑥3粉土贯通连续分布,④3粉土及⑥4粉砂呈条带状或透镜体存在。
(2)第一承压水层:第一层微承压水主要赋存在第Ⅱ陆相层中的⑧3粉土中,含水层厚度0.3~1.9m,基本呈层状分布,局部地段尖灭,稳定水位埋深3.29~3.75m(高程-0.57~-0.23m)。
(3)第二承压水层:第二层微承压水主要赋存在第Ⅲ陆相层中的⑨3粉土中,含水层厚度0.6~2.8m,基本呈层状分布,稳定水位埋深4.1m(高程-0.71m)。、
(4)第三层微承压水主要赋存在第Ⅳ陆相层上部的?3粉土和?4粉砂地层中,含水层大部呈条带状及透镜体状分布,部分含水层中夹黏性土层,含水层厚度一般在0.0~5.0m,稳定水位埋深3.56m(高程-0.50m)。
1.3工程问题背景
按照先主体后附属的一般施工顺序,将在车站主体结构施工完毕后,进行1号风亭的施工,不仅延长了施工工期,且机械设备将进行二次进出场,增加相应成本。为解决以上问题,该工程采用了1号风亭基坑与主体基坑同坑开挖的方式。
2.施工工艺及围护结构地连墙、支撑设计情况
2.1附属基坑与主体基坑同坑开挖施工工艺
在地铁基坑开挖前,先进行维护结构地连墙施工,包括1号风亭围护结构地连墙与主体基坑围护结构地连墙;再完成格构柱、降水井、1号风亭和主体结构冠梁和第一道混凝土支撑施工;进行降水试验及降水工作,降低地下水水位至第二道撑以下2m;进行土方开挖并破除1号风亭和主体结构相接处地连墙至第二道支撑以下0.5米,进行第二道撑施工,其中小里程端头井范围内采用混凝土支撑,其余部位采用钢支撑;继续降水并开挖破除1号风亭和主体结构相接处地连墙至1号风亭底板位置,完成1号风亭底板及冠梁,至此1号风亭基坑开挖完成;继续开挖、架设钢支撑至主体基坑完成土方开挖。主要施工工艺流程如图2-1所示。
2.2围护结构地连墙设计情况
龙图道站地连墙总计104幅,其中体围护结构地连墙93幅,1号风亭围护结构地连墙11幅,均采用800mm厚的地连墙,混凝土等级为C35P8,锁口管接头。
主体围护结构标准段墙深分别为30.5m、33.6m,小里程盾构井处墙深33.6m、30.5m,大里程盾构井处墙深33.6m。1号风亭围护结构地连墙深18m。由于1号风亭及主体基坑同坑开挖,3-6轴主体与1号风亭相接处地连墙高度为调整为21.686m~24.823m,其余部分为空钻。为保证地连墙施工质量,防止冷缝出现,3-6轴主体与1号风亭相接处地连墙墙顶至地面空钻部分灌注C35P8素混凝土(如图2-2所示),与地连墙实体的混凝土保持一致,在后期开挖过程中随挖随破。这样既节约钢筋投资,方便后期破除施工又保证地连墙整体性。
2.3支撑设计情况
龙图道站车站主体采用明挖法施工,车站大、小里程端均为盾构工作井。盾构井基坑宽24.9m,小里程端盾构井基坑深约18.237m,大里程端盾构井基坑深约18.807m。1号风亭基坑位于主体基坑小里程端头处,基坑宽8m,长39.8m,深度约为9.78m。由于1号风亭基坑与主体基坑同坑开挖,对支撑进行如下设计:
小里程端头井沿基坑深度方向设置4道支撑+1道倒撑,其中第一、二道为钢筋混凝土支撑,截面800×1000mm(如图2-3、图2-4所示);第三、四道及倒撑为φ800×16mm钢管支撑。小里程端主体基坑及1号风亭基坑支撑剖面图如图2-5所示。
大里程端头井段沿基坑深度方向设置5道支撑+1道倒撑。第一道为钢筋混凝土支撑,截面800×1000mm;第二至第五道支撑及倒撑为φ800×16mm钢管支撑。第一、二道支撑结构如图2-6、图2-7所示。 3.工程技术特点
3.1同坑开挖原则
土方开挖在基坑围护结构施工完成后开始,遵循“水平分段、竖向分层、先撑后挖、先探后挖、严禁超挖”的原则。
(1)开挖前在基坑外设置挡水墙,防止地表水冲刷坡面和基坑外排水再回流渗入坑内。基坑内采取开挖排水沟、集水井集中抽排的方法对地下水进行疏导,防止基坑底积水。
(2)土方开挖严格遵循先探后挖的原则,土方开挖前在地连墙接缝处采用挖掘机进行挖坑探挖,发现围护结构接缝出现渗漏水问题,及时进行处理。探挖前做好应急抢险准备工作,避免在探水过程中出现接缝涌水现象发生。
(3)基坑开挖沿纵向分段,竖向按支撑道数分层,各层土体的开挖严格按要求的顺序进行。区与区之间设置斜坡,开挖过程中严格控制斜坡的稳定性。
(4)基坑开挖时严禁超挖,开挖必须保证该段地下水位在基坑底面以下1.0m。因本基坑存在较厚的淤泥质粉质粘土层,在基坑开挖时,水位可直接降至淤泥质粉质黏土层以下。
(5)基坑开挖时要随时根据监测结果不断进行施工参数的调整和优化,及时施工支撑和主体结构,以减少围护结构的变形,确保周邊环境稳定。
(6)为减少地基的扰动,土方开挖距基底设计标高20cm时改为人工配合清底。另外本工程标准段与盾构井段斜坡处,由机械开挖、人工修整而成。
(7)基坑周边不得存土,基坑周边超载不得大于20Kpa,端头不超过30 Kpa。
(8)尽量缩短围护结构暴露的时间,土方开挖满足混凝土结构施工条件后,后续工作立即展开。
3.2同坑开挖技术要点
(1)保持纵坡稳定的技术措施。在土方开挖前应对基坑开挖过程中的每一段开挖边坡的稳定性作验算,并达到允许的安全系数。分层开挖放坡坡度一般控制在1:1.5~1:2,层与层之间高度差大于3m的应该设置平台,平台宽度4~6m。总纵坡度控制在1:3以上。在围护结构顶砌筑挡水墙,防止地表水流入基坑。在坡顶与坡脚处设置排水沟和集水井,及时用水泵抽取。一般土坡覆盖彩条布,让水直接流入排水沟,以免大量水流渗入土中。
(2)保证挖土措施。在土方施工时,配备足够的挖土机械和运输车辆,并配有一定的备用机械和车辆以备急用之需。每天挖土前,检查机况,保证挖土工程中不会出现机械故障,影响挖土施工。配备足够的经验收合格的钢管支撑和配件,配备操作熟练的工人,以便在土方开挖后,及时安装支撑构件。坑底以上20cm应采用人工挖土,配备足够的劳动力。混凝土运输车停在工地上,每开挖完成一块,浇注一块垫层。
(3)支撑施工针对性措施。支撑应根据挖土进度提前施工,做到先撑后挖。钢支撑安装严格按设计及《钢结构工程施工及验收规范》实施。特别对支撑端头、钢牛腿等电焊作业,必须认真按图施工,焊缝厚度达到设计及规范要求,焊缝应连续,无夹渣,无气孔。钢支撑在施加预应力时,应密切注意支撑全长的弯曲情况和电焊异常情况,遇双头施加应力的,必须两头同时进行,预应力须达到设计要求。土方开挖时密切与监测网保持联系,随时掌握支撑轴力及围护位移,发现问题及时向监理和甲方汇报,并采用有效的整改措施。实行施工安全质量专人负责制,对施工中质量全方位监控,每天派专人进行检查验收,并记录好每天质量验收情况。
(4)防水卷材保护.开挖至1号风亭基坑坑底标高后,1号风亭基坑底板需与主体基坑冠梁同时浇筑混凝土,浇筑时防水卷材的保护是另一重难点。开挖至1号风亭基底时,及时铺设垫层并浇筑风道底板混凝土;1号风亭基坑冠梁与风道底板共同浇筑,待基坑冠梁混凝土达到设计强度后应立即进行钢支撑架设,保证基坑变形量不超过规定要求。浇筑前注意防水卷材的保护,本站将防水卷材与1号风亭基坑冠梁间使用竹胶板保护,后期主体结构施工将二级基坑冠梁人工凿除时可有效防止防水卷材破坏,保证整体基坑防水的闭合(施工过程如图3-1、图3-2所示)。
(5)应急措施。成立抢险小组,落实抢险的人员和设备。做到一旦有险情,随时都能投入施工。现场备好堵漏的材料,一旦发现围护结构有漏水现象,马上进行封堵防止坑外水土流进坑内,引起路面和建筑物的沉降。备好钢支撑用料,如发现围护结构变形过大,应适时增加支撑根数,减缓地下连续墙变形速度。密切注意地下管线变化状况,如发现地下管线有不均匀沉降或沉降速度超限时,应采用跟踪注浆方法。
4.数据分析
4.1地表沉降数据分析
在小里程端、大里程端各选取了14个地表沉降监测点,对小里程端1号风亭与主体基坑同坑开挖、大里程端主体基坑开挖期间(2018年5月23日至2018年7月10日)的地表沉降数据进行了统计和对比分析,具体点位分布及数据如图4-1至图4-4所示。
通过分析可以发现:小里程端1号风亭基坑与主体基坑同坑开挖初始阶段,地表沉降逐渐增大。到开挖中期,随着支撑架设,地表沉降变化趋于缓慢,地表沉降值趋于稳定。但随着开挖深度不断加大,地表沉降再次增大,并出现较大波动。在此期间,地表沉降监测累计变化量最大值为-15.2mm,小于地表沉降控制值30mm。
与大里程端主体基坑开挖时地表沉降监测数据进行对比,可以发现二者呈现出相似的规律,即:地表沉降初期变化较大,中期趋于平稳,后期再次出现较大变化。大里程端主体基坑开挖期间地表沉降监测累计变化量最大值为-16.1mm,小于地表沉降控制值30mm。
4.2地连墙深层水平位移数据分析
在小里程端、大里程端各选取了7个地连墙深层水平位移监测点,对2018年5月23日至2018年7月4日期间小里程端1号风亭与主体基坑同坑开挖、大里程端主体基坑开挖期间6.5m、9.5m深度地连墙深层水平位移数据进行了统计,具体监测点位分布及数据如图4-5至图4-8所示。
通过对小里程端地连墙深层水平位移监测点及监测数据进行分析可以发现:在小里程端1号风亭基坑与主体基坑同坑开挖初始阶段,地连墙水平位移变化随开挖而加快,水平位移逐渐增大;随着两道混凝土支撑架设,地连墙水平位移趋于缓慢并逐渐趋于平稳;之后随着开挖深度不断加大,地连墙水平位移变化再次增大,水平位移出现较大波动。在此期间,地连墙水平位移最大值为18mm,小于地连墙水平位移监测控制值40mm。
同时,通过与大里程端主体基坑开挖时地连墙水平位移监测数据进行对比,可以发现二者呈现出相似的规律:开挖前期地连墙水平位移变化增大,开挖中期水平位移趋于平稳,后期随着开挖深度的加大,地连墙水平位移再次出现较大波动。在此期间,大里程端主体基坑地连墙水平位移最大值为26.1mm,小于地连墙水平位移检测控制值40mm。
通过对1号风亭基坑与主体基坑同坑开挖期间地表竖向位移、地连墙深层水平位移数据进行对比分析,以及与大里程端主体基坑开挖的相应数据进行对比,可以发现1号风亭基坑与主体基坑同坑开挖、主体基坑单独开挖的地表竖向位移、地连墙深层水平位移数据变化趋势相同,且都处于监测控制值范围以内,说明1号风亭基坑与主体基坑同坑开挖能够保证基坑的安全性,同时也验证了主体基坑与附属基坑同坑开挖在天津地区软土富水地层中的适应性。
5.结语
地铁车站采用附属基坑与主体基坑同坑开挖的施工方法,能够有效的加快土方开挖及结构施工,缩短施工工期,避免人员及机械设备二次进出场,有效节约施工成本。该同坑开挖施工技术已在天津地铁地铁10号线金贸产业园站基坑开挖施工期间得到成功应用,在同坑开挖施工期间,周边地表沉降及围护结构水平位移均保持在控制值范围内,相关监测数据变化与主体基坑开挖数据趋于一致,能够确保基坑周边地表及建(构)筑物的安全,顺利高效的完成了金贸产业园站的基坑土方开挖施工。该施工方法从控制指标、施工要点、质量控制等方面形成了一整套施工工艺,解决了富水地区复杂地层条件下深浅基坑同坑开挖沉降控制难题。该项技术尤其适用于工期压力较大,成本管控要求较高、施工场地狭小的深基坑工程,实用性强,具有很好的发展前景和推广价值。
参考文献
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