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地铁五号线[猎德站]综合基坑支护优化技术

地铁五号线[猎德站]综合基坑支护优化技术

2007/5/23 9:21:00
1 工程概况2007年5月18日 广州市轨道交通五号线[猎德站] 东西走向,位于花城大道下。车站为地下双层双跨钢筋砼框架结构,标准截面 17m 高,宽 20m,全长 425.3m,其中有部分为停车线;采用明挖法施工。 2 招标设计方案 在招投标阶段设计方案未考虑周边的地块开发情况,只考虑在常规状态下车站主体支护结构设计。原基坑支护设计为:主体围护结构采用 φ1200mm 冲孔桩挡土结构,外加 φ600mm 单管旋喷桩作桩间止水帷幕,支撑采用 3 道 φ600 钢管支撑,水平间距为 3.0~4.0m(如图 1 示)。轨排井位置的围护结构采用冲孔桩 + 预应力锚索(如图 2 示)。
3 优化设计方案 在施工图设计阶段,我公司联合设计单位和承包商通过与周边地块业主的充分沟通、协调,了解到他们的施工情况和施工计划,对围护结构进行了全面的综合性优化。总体思路上,对标准断面的围护结构部分,既要考虑优化支撑结构,使其便于施工;对因周边地块开发而导致其复杂的受力工况,必须结合其施工计划,分阶段考虑受力工况,并采用不同的支护结构。 具体综合采用的各项优化技术方案如下: 3.1 标准段设计与施工 在周边无开发地块的标准段,围护结构只需考虑两侧的挡土止水作用,经优化采用两道混凝土支撑 + 一道钢支撑代替原有三道钢支撑(见图 4)。
3.2 相邻地块超前开挖段设计与施工 车站主体基坑南侧有地块乙基坑,其基坑开挖略超前本车站施工。本段支护体系由钢支撑改为南北两侧分别支护。南侧部分将原支护桩缩短至标高与地块乙基坑标高一致,使用一道锚索支护;此标高已进入强风化地层,采用挖孔桩型。北侧部分优化为冲孔桩 +4 排预应力锚索。 3.3 地块甲及地块丙位置的基坑支护设计及施工 车站南侧的地块甲与地块丙的开工时间都在车站主体结构施工完成后才开始施工。此两地块基坑开挖时,车站两侧将出现土压不平衡。为减少对车站主体结构的影响,根据实际情况进行建模分析,引入“二次支护”的思路,在采用标准段支护的同时,增加预应力锚索,以消除土压不平衡的影响。 车站基坑施工阶段由内支撑作为支护结构;南侧房地产开发时,由二次支护的锚索抵消北侧超出平衡的部分土压力。 3.4 轨排井段的支护结构设计及施工 轨排井段由于地块丙业主不同意我公司拟在南侧采用的锚索伸入其地块范围,故南侧锚索必须取消。 轨排井的支护分两个阶段进行,第一阶段:车站主体基坑开挖时,地产丙未施工,此时由内支撑进行支护挡土;第二阶段:内支撑拆除,轨排井结构施工完成后,由于轨排井纵向跨度有 30m,顶板不能形成有效的板撑作用。此时,北侧的土压力由三排预应力锚索平衡;南侧采用混凝土连杆,将轨排井洞口南侧的井身与原南侧的围护桩结合,形成混凝土框架联合体,中间土方回填,形成重力式自稳结构,确保结构平衡、稳定。
4 优化方案的创新点 本优化方案采用的工艺与方法是基坑施工中常见的工艺与方法,着重点是根据工程的具体情况灵活进行应用。 优化的关键是加强对具体施工条件的分析,有针对性地选用成熟可靠的工艺和施工方法对实际存在的问题进行解决处理。本工程具体施工条件及相应创造性的解决措施分别为: ⑴原方案采用钢支撑容易造成土方超挖,是基坑位移的不安全因素,而且不利于主体结构吊装。 措施及结果:采用混凝土支撑支护,可以便于各层土方按工况开挖及主体结构吊装,有利于主体结构提前完工。 ⑵地块乙先期开挖。 措施及结果:调整设计思路,相邻段与地块乙基坑形成大的二级基坑,减少了围护结构的投资。 ⑶周边地块开发其基坑的开挖造成车站南北两侧土压不平衡。 措施及结果:采用锚索二次支护,平衡北侧超出的部分土压力,减少了主体结构的资金投入,避免了各种纠纷。 ⑷轨排井位置的支护结构采用排桩 + 预应力锚索,邻近的地块业主反对锚索侵入其界线内,从而锚索方案无法实施。
措施及结果:采用分阶段设计的做法,对后期的基坑支护,北侧采用排桩 + 锚索;南侧采用两排钢筋混凝土连梁,使轨排井井壁、南侧围护桩和车站结构连成一个整体,形成重力式挡土墙,避免了因采用锚索而侵线的问题。 信息来源于:中国城市轨道交通网
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