繁华城区深大异型基坑施工技术

2012-11-05吕瑞虎

山西建筑 2012年2期

吕瑞虎

1 工程概况

1)结构概述及周边环境。北京地铁6号线朝阳门站位于东西向的朝阳门内大街与东二环路交叉路口以西，车站总长188.0 m。1号换乘厅为地铁6号线一期工程朝阳门车站附属工程，位于东二环路西侧，中国海洋石油大厦东侧，南侧紧邻朝内大街交通主干线。结构位于中海油大厦东侧的绿地内，场地平整后地面标高43.3 m。基坑长度 53.1 m，基坑宽 20.4(23.4)m，浅基坑深约16.7 m，深基坑深约31.2 m，顶板覆土3.36 m，采用明挖法施工。支护结构采用围护桩+钢支撑+网喷支护体系。

2)工程地质。拟建场地平整后地形平缓，地面标高为43.3 m。场地内地层结构由上至下为人工堆积层(Qml)、第四纪全新世冲洪积层(Qlal+pl4)、第四纪晚更新世冲洪积层(Qal+pl3)三大层。1号换乘厅明挖基坑穿过的地层情况由上到下依次为:杂填土1层、粉土填土层、粉土层、粉细砂3层、中粗砂4层、圆砾卵石层、粉土2层及粉质粘土层交错分布土层及圆砾卵石层、局部为粉质粘土1层、粉质粘土层、中粗砂1层及粉细砂2层、基底位于圆砾卵石层。

3)水文地质。拟建场地内赋存四层地下水，分别为上层滞水、潜水、承压水和承压水，水位标高均位于设计底板标高以上，且本区域地下水平均年变幅为2 m～3 m。根据实测水位，承压水水头标高位于底板以上约7.2 m，同时承压水的上部隔水层较薄，水头标高接近于承压水，两层水的压合力较大。

2 工程特点、难点

1)基坑紧邻在建地铁车站、市政管线、中海油建筑物、市区主干道，对控制基坑变形提出了非常高的要求。2)基坑形式复杂，浅基坑连接深基坑，施工力学行为复杂增加了施工难度。3)1号换乘厅开挖和部分结构施作处于雨季。施工中应尽量避开雨天作业，并作好现场防排水工作。

3 施工关键技术

本工程主要施工工艺及施工方法从基坑开挖与支护、钢支撑施工、肥槽土体注浆加固三个方面加以阐述。

3.1 基坑开挖与支护

1 号换乘厅明挖基坑长 53.1 m，宽 20.4(23.4)m，浅基坑深16.7 m，深基坑深31.2 m。基坑由南向北分段分层开挖。基坑开挖到支撑设计标高下0.5 m时停止开挖，及时架设钢管支撑并施加预应力。

3.1.1 土方开挖

1)土方开挖方案。根据场地布置情况，1号换乘厅以浅基坑底为界分两层开挖。浅基坑由南向北梯次开挖，采用长臂反铲挖掘机接力开挖的方法;深基坑以及浅基坑剩余土方采用小型挖掘机开挖，轨道式门吊提升渣土，如果门吊不能满足施工要求，再行租赁汽车吊辅助施工。轨道式门吊布置、安装详见专项方案。2)土方开挖注意事项。a.每层开挖至设计钢管支撑中心线下0.5 m时，及时按设计架立钢管支撑并预加轴力。b.反铲按台阶组织开挖，各台阶开挖边坡坡度不大于1∶3。基底开挖面以上0.3 m的土方采用人工开挖，控制超挖并防止扰动基底。c.土方由挖掘机开挖，由吊车提升至地面弃于碴仓内，最后组织装载机装车外运。3)基坑排水。根据本场地地下水位及基坑深度情况，1号换乘厅基坑降水施工后可能仍存在少量的残余水、承压水，采取明排法:在基坑内设置排水沟和集水坑，并采用泥水泵抽至临近的下水管道内。

3.1.2 桩间喷混凝土施工

桩间网喷混凝土支护，自上而下，随挖随喷，每层不大于1 m，其支护形式为:连接筋+钢筋网+喷射混凝土。钢筋网采用φ6.5@150 mm×150 mm，与Φ20水平加强筋焊接，水平加强筋与围护桩位处主筋焊接牢固，喷射混凝土为100 mm厚C20混凝土。试验室负责优选喷射混凝土的配合比与现场控制，喷射施工前先进行试喷，试喷合格后再投入喷射施工，并按要求喷射大板，制作检验试件。

3.2 钢支撑施工

3.2.1 支撑体系

明挖基坑开挖深度为16.7(31.2)m，采用钻孔灌注桩加内支撑作为基坑支护结构，内支撑为六道钢管横撑，第二、三、四、五、六层均设型钢围檩。除基坑转角及变截面处支撑为斜撑外，其余均为对撑，纵向间距为2.3 m～2.7 m。为保证斜撑受力，在斜撑对应处的钢围檩上设置三角形剪力块，确保受力面与斜撑正交。

3.2.2 施工工艺流程

支撑编号→对号运到现场→焊三角形钢板托架→钢围檩就位→钢管支撑就位校正→施加预应力→紧固钢楔→拆除液压千斤顶→钢管支撑与钢围檩连接。

3.2.3 钢管支撑制作与安装

钢管支撑分节制作，每节管标准长度为6 m，管节间采用法兰盘+高强螺栓连接，开挖到钢管支撑标高时，及时用汽车吊吊装安设钢围檩与钢管横撑，通过特制的液压千斤顶对钢管支撑活动端端部施加至预加轴力，再用楔块塞紧，取下千斤顶。各层钢支撑参数见表1。