緊鄰高鐵線深基坑下掛板式支護(hù)技術(shù)
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詹必雄，繆 軍，黃 鋒，劉飛龍，朱 豐
（中建一局集團(tuán)建設(shè)發(fā)展有限公司，北京 100102）
[摘要]介紹一種新型基坑支護(hù)形式，采用鋼筋混凝土板式結(jié)構(gòu)抵擋土壓力，依靠混凝土自身特性滿足基坑開(kāi)挖階段止水擋水要求。施工順序類似土釘墻，作用機(jī)理類似地下連續(xù)墻或混凝土板樁。通過(guò)與相鄰圍護(hù)結(jié)構(gòu)及基底墊層的連接，滿足受力及止水封閉要求。
[關(guān)鍵詞]地下工程；深基坑；支護(hù)；下掛板；施工技術(shù)
[中圖分類號(hào)]TU753 [文章編號(hào)]1002-8498(2016)07-0031-03
1工程概況
無(wú)錫市綜合交通樞紐項(xiàng)目位于無(wú)錫火車站北廣場(chǎng)，緊鄰規(guī)劃城際鐵路站場(chǎng)，并與交通綜合體結(jié)合，為1，3號(hào)線換乘車站。其中3號(hào)線為地下2層車站，車站位于興昌路下方，覆土厚度約2.1~2. 5m，車站結(jié)構(gòu)為雙柱三跨箱型梁板框架體系。
地鐵3號(hào)線東附屬結(jié)構(gòu)基坑深度達(dá)到9. 1m，開(kāi)挖前南北兩側(cè)分別有SMW工法樁和地下連續(xù)墻基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)，東西兩端（寬度為3. 07~3.77m）沒(méi)有圍護(hù)結(jié)構(gòu)。由于該基坑緊鄰無(wú)錫城際鐵路站房，且距離滬寧高鐵線僅13m，無(wú)法使用大中型設(shè)備進(jìn)行基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工，無(wú)法施打錨索或施工內(nèi)支撐；此外高鐵過(guò)站時(shí)速達(dá)到300km/h，其基坑支護(hù)安全要求極高（基坑變形控制在1mm以內(nèi)）。綜上所述，該部位難以采用常規(guī)基坑支護(hù)形式。
下掛板式基坑支護(hù)是一種利用混凝土結(jié)構(gòu)板進(jìn)行支護(hù)的方式，類似于混凝土板樁和地下室結(jié)構(gòu)外墻的原理，施工順序是從上向下施工。下掛板利用了混凝土結(jié)構(gòu)的水平抗彎承載力來(lái)抵抗坑外被動(dòng)土壓力，同時(shí)利用混凝土結(jié)構(gòu)自身的防水性能進(jìn)行基坑止水，即通過(guò)與相鄰圍護(hù)結(jié)構(gòu)及基底墊層的連接，滿足抵抗土壓力及止水的要求。
施工方經(jīng)過(guò)研究和計(jì)算分析，依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙及現(xiàn)場(chǎng)情況，綜合考慮施工現(xiàn)場(chǎng)各項(xiàng)因素，在該基坑創(chuàng)新性地采用了下掛板式基坑支護(hù)技術(shù)。與基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)有關(guān)的地層條件如表1所示。
2施工工藝流程
施工工藝流程：測(cè)量定位→施工擋土板壓頂梁、預(yù)留擋土板鋼筋→分層開(kāi)挖土方→分段施工擋土板及暗梁→擋土板與基礎(chǔ)墊層連接施工。
地鐵東附屬結(jié)構(gòu)區(qū)域下掛板如圖1～4所示。施工工序如圖5所示。
1)第1步現(xiàn)狀邊坡。
2)第2步 開(kāi)挖至-3.750m，留設(shè)平臺(tái)，施工擋土板壓頂梁，同時(shí)施工300mm左右下掛擋土板，預(yù)留插筋。
3)第3步 開(kāi)挖至-5.550m，留設(shè)平臺(tái)，施工1段擋土板。
4)第4步 開(kāi)挖至-7.050m，留設(shè)平臺(tái)，施工2段擋土板（暗梁AL1）。
5)第5步開(kāi)挖至-8.300m，留設(shè)平臺(tái)，施工3段擋土板（暗梁AL2）。
6)第6步 開(kāi)挖至基底（-9.500m），留設(shè)平臺(tái)，施工4段擋土板。
7)第7步施工正式結(jié)構(gòu)。
3施工操作要點(diǎn)
1)土方分層開(kāi)挖，按照施工順序開(kāi)挖至指定標(biāo)高，預(yù)留鋼筋位置可人工開(kāi)挖溝槽，保證下掛板預(yù)留鋼筋長(zhǎng)度。
2)壓頂梁及下掛板側(cè)向鋼筋如采用植筋方式與相鄰圍護(hù)結(jié)構(gòu)連接時(shí)，應(yīng)保證足夠的植筋深度，植筋深度≥15d且應(yīng)滿足承載力要求。植筋應(yīng)嚴(yán)格按照工藝要求進(jìn)行：施工放線→植筋成孔→錨筋孔清理→注膠→植入鋼筋→固化養(yǎng)護(hù)，并進(jìn)行植筋鋼筋拉拔試驗(yàn)。如需與圍護(hù)結(jié)構(gòu)型鋼焊接時(shí)，應(yīng)保證足夠的焊縫長(zhǎng)度和焊縫質(zhì)量，并依照現(xiàn)場(chǎng)情況選擇合適的焊接方式。
3)壓頂梁施工時(shí)按照綁扎鋼筋→支模板→澆筑混凝土→拆模的順序進(jìn)行施工，并按照要求預(yù)留300～500mm的下掛板長(zhǎng)度。
4)下掛板分段施工時(shí)應(yīng)按照要求預(yù)留施工縫。分段澆筑前應(yīng)將接縫處清理干凈并注意混凝土的振搗密實(shí)，保證止水效果。
5)根據(jù)坑外土壓力及下掛板設(shè)計(jì)要求選擇預(yù)留鋼筋綁扎連接或機(jī)械連接，保證接茬質(zhì)量。
6)暗梁設(shè)置時(shí)與相鄰結(jié)構(gòu)保證必要的連接，暗梁鋼筋籠可預(yù)先在坑外分節(jié)進(jìn)行綁扎，然后吊裝至相應(yīng)位置。
7)下掛板與墊層連接部位可依據(jù)情況設(shè)置排水溝或截水溝。
4坑內(nèi)地下水處理方法
由于此基坑緊鄰無(wú)錫市滬寧高鐵城際站房及滬寧高鐵線，屬于嚴(yán)禁降水區(qū)域，故未設(shè)置降水裝置。因?yàn)榛酉鄬?duì)較小，基礎(chǔ)底板施工周期短，故采取了積水明排的方式，即在基坑內(nèi)設(shè)置集水井、排水溝，對(duì)地下水及大氣降水進(jìn)行抽排，取得了良好效果。
5施工監(jiān)測(cè)
每步下掛板上中點(diǎn)、陽(yáng)角均設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，不少于3點(diǎn)，水平及豎向監(jiān)測(cè)點(diǎn)為共用點(diǎn)。監(jiān)測(cè)方法采用極坐標(biāo)法。采用全站儀進(jìn)行觀測(cè)，測(cè)量其坐標(biāo)，對(duì)比每次測(cè)量的坐標(biāo)，計(jì)算其差值得出變化量。如監(jiān)測(cè)值超過(guò)報(bào)警值，立即停止土方開(kāi)挖，并采取加強(qiáng)基坑支護(hù)措施。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，基坑頂部及中部水平位移在0.4~0. 6mm。
6 結(jié)語(yǔ)
實(shí)踐結(jié)果證明，此創(chuàng)新性支護(hù)方法的運(yùn)用，有效地解決了土方開(kāi)挖后該基坑的安全問(wèn)題。雖然過(guò)站滬寧高鐵時(shí)速達(dá)到300km/h，而且緊鄰無(wú)錫市滬寧高鐵城際站房，采用該技術(shù)施工期間仍然確保了其安全運(yùn)行，并確保了附近鐵路站房的安全。
與SMW工法樁、圍護(hù)樁+止水帷幕等工藝相比，下掛板式支護(hù)技術(shù)有如下優(yōu)點(diǎn)：施工方法靈活，無(wú)法采用其他支護(hù)方式的基坑可采用該工法；配合土方分步淺層開(kāi)挖施工，有效減少基坑開(kāi)挖風(fēng)險(xiǎn)；無(wú)需大中型機(jī)械設(shè)備，施工工藝簡(jiǎn)便、成本低；下掛板不僅能夠承載基坑外土壓力，并能滿足止水的要求，支護(hù)止水功能合一；此技術(shù)特別適用于鄰近重要建（構(gòu)）筑物（如高鐵、文物、重要公共建筑物、重要地下管線等），周邊建筑環(huán)境極其復(fù)雜、無(wú)法使用大型設(shè)備進(jìn)行基坑支護(hù)施工的中小型深基坑；此技術(shù)特別適用于短邊無(wú)支護(hù)、長(zhǎng)邊有支護(hù)或永久結(jié)構(gòu)，且無(wú)法施打錨索或進(jìn)行內(nèi)支撐施工的中小型深基坑；此技術(shù)適用于基坑長(zhǎng)邊為排樁、SMW工法樁或地下連續(xù)墻的開(kāi)挖深度≤10m的基坑，其長(zhǎng)邊為圍護(hù)結(jié)構(gòu)或永久結(jié)構(gòu)，對(duì)其短邊進(jìn)行支護(hù)；同樣適用于一般基坑支護(hù)；此技術(shù)適用于雜填土、砂土、粉土、黏性土和淤泥質(zhì)土等各種不同地基土質(zhì)條件；此技術(shù)適用于工期不太緊張的基坑施工。
