文錦站作為深圳市地鐵9號線第22個車站,坐落于羅湖區(qū)春風(fēng)路與文錦南路交匯處,布置方向沿春風(fēng)路,為地下兩層島式車站。盾構(gòu)始發(fā)于車站西端,設(shè)置2條存車線于站后。文錦花園、北斗小學(xué)位于站臺北側(cè),南側(cè)為聯(lián)城大廈、錦星別墅等。站點(diǎn)尾端受制于北斗污水泵站東側(cè)的9層高樓,因而無法延伸。
本站所處地貌屬于海積-沖洪積平原、丘陵及臺地。平原區(qū)地勢平坦寬廣,丘陵區(qū)低丘與河流階地相間,地勢起伏不平。地下水位的變化受地形地貌和地下水補(bǔ)給來源等因素控制??辈炱陂g探明沿線地下水穩(wěn)定水位埋深-1.20(豐水期)~-17.10m(枯水期)。
文錦站明挖基坑跨度為19.93m、開挖深度為18.76m,地下連續(xù)墻嵌入基坑底部以下4.5m。施工過程中必須確保圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系的穩(wěn)定和安全。本站兩側(cè)建(構(gòu))筑物密集,北側(cè)為文錦大廈、文錦花園,南側(cè)為聯(lián)城大廈,年代久遠(yuǎn),基礎(chǔ)形式差,且與車站結(jié)構(gòu)外輪廓距離較近,在施工中對建筑物干擾較大。車站所處地質(zhì)砂層最厚處達(dá)6m,圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工、基坑開挖施工過程中極易造成房屋地基基礎(chǔ)下沉、房屋開裂等情況。通過數(shù)值分析的方法,建立符合實(shí)際的有限元模型,模擬基坑開挖施工過程,分析基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力和變形、基坑周圍土體及建筑物基礎(chǔ)的沉降,為施工方案的確定提供一定的計算依據(jù)。
如圖1所示,基坑開挖與支護(hù)工序?yàn)椋孩偈┕みB續(xù)墻頂部的冠梁后,開挖第一層混凝土支撐上部的表層土2.3m,及時施作鋼筋混凝土支撐;②因第一層混凝土支撐距離第二層鋼支撐7.45m,開挖時需要分2層進(jìn)行,待混凝土支撐的強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度80%以后,開挖第一層3.75m;③開挖第二層土3.75m,施工第二層鋼支撐;④開挖第三層土4.71m,施工第三層鋼支撐;⑤開挖第四層土4.1m,鋪設(shè)底部墊層。
圖1 開挖與支護(hù)流程
圖2 實(shí)測沉降變化圖
地鐵作為一種細(xì)長條形結(jié)構(gòu),受基坑施工影響導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)變形較大,因此需模擬仿真提供指導(dǎo)。通過計算模擬基坑開挖的全過程,對應(yīng)以每一施工階段的相應(yīng)計算結(jié)果,可以研究土體、圍護(hù)結(jié)構(gòu)、建筑物基礎(chǔ)在整個施工過程中的受力及變形的規(guī)律。
通過計算可以看出,基坑周圍土體會產(chǎn)生一定的沉降,支護(hù)結(jié)構(gòu)會受力變形,樁頂?shù)某两递^小??拷叵逻B續(xù)墻的土體沉降量較大,隨著遠(yuǎn)離地下墻,沉降量逐漸減小,但由于建筑物樁基的支撐作用,在整個模型中,樁頂?shù)某两盗孔钚 2煌┕るA段基坑周圍土體的沉降量不斷地變化,開挖到最后一個階段的沉降量最大,地下連續(xù)墻附近的土體沉降量達(dá)到將近30mm,建筑物樁基頂部的沉降量不超過10mm,距離基坑較近的土體沉降量較大。
實(shí)際施工過程中,在對地面控制點(diǎn)進(jìn)行檢測,確定控制網(wǎng)的可靠性基礎(chǔ)上,通過對各控制點(diǎn)沉降進(jìn)行監(jiān)測,隨著開挖的進(jìn)行,基坑周圍土體的沉降量也在不斷地發(fā)生變化,隨基坑開挖深度增加,最終沉降位移相比初始沉降位移明顯增大,地下連續(xù)墻水平位移不斷增大,連續(xù)墻沉降也相應(yīng)下降,如圖2所示。實(shí)際工況與仿真計算有很大相同之處,由于事先進(jìn)行仿真分析計算,并針對性做了預(yù)案措施,一定程度上保證了施工進(jìn)度的順利進(jìn)行,對該基坑開挖工程起到了一定指導(dǎo)意義。
基坑開挖是一個非常復(fù)雜的施工過程,影響施工的因素很多,尤其是在建筑物密集的地區(qū)開挖基坑,難度會更大,建議為了確保施工安全,采取了如下一些措施。
1)在施工中盡量做到減少開挖對地層的擾動,防止地面沉降,并嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)定,加強(qiáng)監(jiān)測。
2)為保證建筑物的安全,建議對基底采用注漿加固的措施,施工分期及圍護(hù)合理安排布置。
3)車站開挖施工過程中,降水至設(shè)計水位后方開挖,并實(shí)時監(jiān)控沉降數(shù)據(jù),確保周邊建構(gòu)筑物及市政管網(wǎng)的沉降在允許范圍內(nèi)。
4)按照設(shè)計圖紙設(shè)置混凝土支撐和鋼支撐,建議增加支撐的剛度、預(yù)加力或多加一(多)道支撐,以減少周邊土體的側(cè)向位移,保證其密實(shí)程度和地基承載力。
5)開挖后,地下連續(xù)墻有滲漏的部位及時補(bǔ)漏,以防基坑外圍的地下水位下降,導(dǎo)致地面沉降;站位周邊建筑物,以監(jiān)測為主,注漿加固為輔。
[參考文獻(xiàn)]
[1]朱曉宇,黃茂松,張陳蓉.基坑開挖對鄰近樁基礎(chǔ)影響分析的DCFEM法[J].巖土工程學(xué)報,2010,(S1):181-185.
[2]賈 堅,謝小林,翟杰群,等.“上海中心”圓形基坑明挖順作的安全穩(wěn)定和控制[J].巖土工程學(xué)報,2010,(S1):370-376.