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紧邻地铁修复段的L形深基坑设计优化及施工技术研究

更新时间:2009-03-28

1 工程概况

1.1 基坑概况

背景工程位于上海市黄浦区,为L形基坑,基地面积约9 200 m2,基坑开挖面积约8 200 m2,普遍挖深11.5 m(12.1 m)。基坑围护体系采用“三轴水泥搅拌桩槽壁加固+地下连续墙+3道钢筋混凝土支撑”,钻孔灌注桩筏板基础。基坑周边环境复杂,紧邻轨道交通4号线修复段、南浦大桥引桥及历史保护建筑(图1)。

  

图1 基坑周边环境示意

1.2 环境概况

轨交4号线位于基坑东侧,其中区间隧道顶埋深22.3~28.6 m,距离拟建工程地块地下室最近为34 m。修复段区间位于区间隧道北侧,结构顶埋深约28.1 m,隧道上部为4层结构,层高自上而下分别为4.0、3.7、5.8、7.4 m,结构板厚0.5~1.2 m。修复段区间隧道顶板厚1.2 m,层高5.715 m,底板厚1.3 m,采用超深地下连续墙明挖法,坑深约37 m,地下连续墙深65 m、厚1 200 mm。

南浦大桥引桥位于基坑东侧,轨道交通4号线与拟建工程地下室之间由引道和引桥组成,引道宽9.55 m,沿线长度约为80.0 m。引道两侧采用钢筋混凝土L形挡墙,墙背填土。挡墙压顶线的绝对高程由北向南自+4.34 m逐渐升高至+7.10 m。引桥宽9.55 m,沿线长度约为200 m,主要在C地块东侧区域。引桥采用承台桩基础,承台下布设10~12根钢筋混凝土桩,桩截面尺寸为400 mm×500 mm,桩长均为30 m。此区段桥面中心标高由+7.25 m逐渐升高至+13.00 m。上海市历史保护建筑——商船会馆位于基坑北侧,距离拟建工程地块地下室19~29 m。

2 设计优化

2.1 栈桥布置设计优化

因基坑距用地红线较近,且距保护建筑近,现场无法形成环路。为保证现场交通及施工秩序,土方及支撑施工均连续进行。根据基坑及围护设计概况,对栈桥进行优化布置,按照原围护设计栈桥荷载增设一部分栈桥作为施工道路、取土码头及材料加工场,避免在土方施工或支撑混凝土浇筑时作为主要交通路线的栈桥堵塞(图2)。

2.2 中隔墙设计优化

  

图2 栈桥布置设计优化

因基坑靠近轨交4号线区间隧道及修复段,根据地铁公司审查意见,在L形基坑转角部位增设中隔墙(图3)。为减少基坑暴露时间,最大限度降低基坑施工对地铁隧道变形的影响,经与围护设计及地铁公司探讨,将增设中隔墙改为素混凝土,随挖随凿。

  

图3 基坑地下连续墙槽段平面布置

基坑施工对周边环境的影响具有明显的三维空间效应,且一般基坑变形长边中心点附近变形较大[2]。首道支撑栈桥随土方开挖施工,减少基坑暴露时间。土方开挖施工采用盆式开挖,按照“时空效应”原理,“限时、分段、均匀、对称”地进行土方开挖和支撑设置。遵循先远离地铁、后靠近地铁的原则。由于基坑不规则,且中隔墙将基坑分为2个小坑,故土方及支撑按照由两头向中间的大方向施工,2个小坑按照盆式开挖及“时空效应”原理进行土方及支撑施工,最后一层土方按照底板后浇带进行分区分块(图6)。

基坑南侧为已有高层建筑,东侧邻近南浦大桥引桥,塔吊布置时需尽量减少盲区,可供塔吊布置位置较少。按照常规使用“钻孔灌注桩+格构柱+钢筋混凝土承台”作为塔吊基础,不仅造价较大,后期拆除危险性较大,而且格构柱穿结构楼板,后期封堵也存在渗漏隐患。

中隔墙的增加将基坑分为相对独立的2个基坑,基坑开挖施工时可以在相对独立的2个基坑内同时按照“盆式开挖”原则施工。中隔墙改为素混凝土减少了中隔墙凿除时间,缩短了钢筋混凝土支撑形成的时间,可以有效地控制基坑围护体系的变形,进而降低轨交4号线隧道的竖向位移,保证施工安全。

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2.3 塔吊布置优化

阿东想,爸爸说得有理。但是,阿里是他的亲人,阿里若不开心,他自己又如何开心得起来?阿东说:“我来试一试吧。“

考虑基坑施工工期要求及三轴水泥搅拌桩本身的挤土效应较小,三轴水泥搅拌桩槽壁加固与三轴水泥搅拌桩坑内裙边加固同时施工,且三轴水泥搅拌桩槽壁加固与坑内裙边加固搭接施工,以提高施工工效。

2.1.2 急用药品调剂 在住院药房设立“药品综合协调岗”,该岗位药师负责临床急用药品的调剂工作;病区如需取药,需先与该岗位药师电话沟通后,由护士到住院药房取药。

2.4 坑内加固优化

基坑采用三轴水泥搅拌桩进行裙边加固,高压旋喷桩进行局部深坑加固。先后施工的三轴水泥搅拌桩槽壁加固与三轴水泥搅拌桩基坑裙边加固采用φ1 000 mm高压旋喷桩进行咬合(图5)。

  

图4 塔吊平面布置及塔吊基础剖面

  

图5 坑内加固优化

为了进一步研究低温下水树的生长速率变化,统计3组样本中的水树平均长度。测量水树长度时是以针尖为起点,以针尖正前方最长水树枝末端为终点。水树长度统计结果如图4所示。

3 施工控制技术

3.1 古建筑托换加固施工

基坑邻近结构损坏严重的商船会馆,为尽量减小基坑变形对商船会馆的影响,在基坑围护施工前即对商船会馆进行托换加固。商船会馆周边施工φ700 mm@900 mm钻孔灌注桩隔离桩,桩长25 m,进入⑥粉质黏土。隔离桩间施工压密注浆,隔离桩施工完成后,施工钢筋混凝土围檩,增加隔离桩整体性,减小因基坑变形对商船会馆的影响。

3.2 土方开挖及支撑施工

近地铁基坑施工对地铁隧道有一定的影响,一般主要体现为隧道的水平位移与向下的竖直位移,且一般竖向位移远大于水平位移[1]

第2层土方施工时已邻近春节,气温较低,支撑混凝土强度发展较慢。下一层土方开挖的前置条件为混凝土支撑强度达到设计强度的80%。为加快支撑混凝土强度的发展,减少基坑暴露时间,在支撑混凝土C40的设计强度基础上提高混凝土强度至C50,并根据施工经验采用暖棚做法,并在暖棚内设置多台大功率油热型工业暖风机,提高混凝土养护环境温度,维持环境温度在18~22 ℃。每一分区支撑混凝土浇筑完毕后立即搭设暖棚,架设工业暖风机,提高支撑混凝土养护环境温度[3]

  

图6 基坑土方开挖分区分块

4 监测结果分析

商船会馆随着基坑开挖深度的增加,沉降增大,在基坑施工至底板时完成最大沉降9.56 mm,亦满足要求。

基坑第1层土方开挖深度1.3 m,根据施工经验,第1层土方开挖施工过程中地下连续墙侧向位移较小,本文不考虑第1层土方开挖对围护结构及周边环境的影响。监测结果显示,基坑中部地下连续墙侧向位移较大,随着基坑开挖深度的增加,最大位移点逐渐下移,基坑施工至底板时,最大位移点变形量为15.9 mm,深度9.5 m,满足要求。

根据基坑周边环境及经过计算验算,将塔吊基础放置于单幅地下连续墙上,为防止地下连续墙差异沉降引起塔吊基础不均匀沉降,塔吊基础不得横跨地下连续墙的2个槽段,塔吊中心、塔吊基础中心与地下连续墙几何中心重合。施工塔吊基础时,将位于塔吊基础内的第1道支撑围檩与塔吊基础处钢筋混凝土支撑梁一并施工(图4)。

5 结语

1)深基坑施工过程中,合理的优化能够提高施工工效,缩短施工工期。

我国有着广阔的国土面积,煤炭资源也非常丰富,在各地均有分布,在推动国家经济发展上发挥着重要作用。在时代发展与进步过程中,煤炭资源开采难度也越来越大,对传统开采方式来说已经显得落后,不能保证开采的精度。对此要将机电一体化数控技术应用到煤矿机械中,提升煤矿机械的性能,从而更好应对各种复杂的地质环境,并大大降低工人工作强度,促使煤矿生产朝着专业化与科技化方向发展。

2)深基坑施工过程中最大的影响因素为土方施工的快慢,栈桥的合理布置能够有效地提高土方施工的速度。

这些诗、词名句都是诗人、词人在特定的心境下创作出来的,都表达了特定的修辞语义。但这些修辞语义蕴含在诗句和词句之中,蕴含在典故之中,潜藏在字里行间,不显山不漏水,不直白不浅显,需要读者结合整个修辞语篇和创作背景才能作出合理的解释。比如例④,所表达的修辞语义可以理解为:数不尽的寺庙楼宇,在濛濛细雨中交相辉映,更显出南朝时期对佛教的热衷。修辞语义含蓄委婉,意在言外。

3)冬季深基坑施工,由于环境温度较低,支撑混凝土强度发展较慢,提高混凝土的养护环境温度能有效地缩短支撑混凝土达到设计强度所需的时间,提前进行下一层土方的开挖施工,减少基坑暴露时间,进而减小基坑变形。

4)在深基坑施工过程中,较短的支撑形成时间及较快的施工速度,能够有效地控制基坑变形,降低深基坑施工风险,进而降低基坑施工对周边环境的影响。

参考文献

[1]贡明明.深基坑施工对邻近地铁隧道的影响分析[D].石家庄:石家庄铁道大学,2014.

[2]丁勇春,王建华,徐中华,等.上海软土地区某深基坑施工监测分析[J].西安建筑科技大学学报(自然科学版),2007(3):333-338,344.

[3]冯龙飞,杨小平,刘庭金.紧邻地铁隧道深基坑支护技术及监测分析[J].隧道建设,2013,33(6):515-520.

 
鲍旺,雷克,王莉锋,周锋,黎良青,孙鑫,王俊佚
《建筑施工》 2018年第04期
《建筑施工》2018年第04期文献

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