王亞維
(中鐵二十二局集團(tuán)軌道工程有限公司 北京 100040)
紹興市地鐵1號線鏡水路站位于群賢路與鏡水路路口,沿群賢路東西向布置。該車站采用明挖順作法施工,基坑的開挖深度為16.46m,根據(jù)車站周邊環(huán)境調(diào)查分析,車站的圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計時采用800mm厚的地下連續(xù)墻+內(nèi)支撐形式。在整個車站的西側(cè)結(jié)構(gòu)的正下方有橫跨基坑埋深2~5m的排水管道,排水管道的直徑較大。本工程地質(zhì)屬第四系全新統(tǒng)湖沼積平原區(qū),車站主要穿越的地層以②2-4層粉質(zhì)粘土、③1-2層淤泥質(zhì)黏土為主,根據(jù)詳勘報告,該車站淤泥質(zhì)黏土層厚度大30m。
按照相關(guān)設(shè)計規(guī)范,地下連續(xù)墻導(dǎo)墻的設(shè)計深度一般按1.5m左右進(jìn)行設(shè)計,但如遇到特殊情況,需進(jìn)行特殊設(shè)計,如在導(dǎo)墻的下方存在障礙物譬如各種城市管線,這種情況就對這種城市管線處理后方可進(jìn)行導(dǎo)墻的施工。一般情況下施工導(dǎo)墻有兩種方法:①把城市管線處理完成后進(jìn)行回填到地面原來的高度后,再進(jìn)行導(dǎo)墻施工。②處理完城市管線直接在城市管線底部的原狀土上進(jìn)行“][”型的深導(dǎo)墻的施工。
城市管線處理完成后進(jìn)行回填至地面原本的標(biāo)高,然后再進(jìn)行導(dǎo)墻施工這種施工方法簡單,但在實際施工時回填土的密實度很難保證,在導(dǎo)墻成槽施工時其槽壁很容易形成塌方,且槽壁的垂直度也很難保證,進(jìn)而影響后續(xù)地下連續(xù)墻成槽、鋼筋籠吊裝等施工質(zhì)量,影響基坑的安全。采用“][”型的深導(dǎo)墻施工雖然成本上可能高一點,但是能有效地避免前一種施工方法的各種弊病,能有效地保證連續(xù)墻的質(zhì)量。本車站橫穿基坑的1200mm污水管線埋深在5000mm,埋深較深,故采用深導(dǎo)墻的施工方式。
鑒于紹興市地鐵1號線鏡水路站的施工場地狹小,在處理導(dǎo)墻下方的污水管道時無法采用大放坡進(jìn)行開挖,而采用小坡度開挖進(jìn)行深導(dǎo)墻的結(jié)構(gòu)施工難度大施工時間長,且不采用支護(hù)結(jié)構(gòu)施工容易發(fā)生滑坡事故。鑒于導(dǎo)墻范圍內(nèi)土質(zhì)為淤泥質(zhì)黏土,施工場地狹小,故本工程導(dǎo)墻施工采用排樁支護(hù),采用28號槽鋼互相搭接在一起形成支護(hù)結(jié)構(gòu),選用的支護(hù)形式為無支撐(懸臂)支護(hù)結(jié)構(gòu),選用12m長槽鋼,根據(jù)工程經(jīng)驗打入基坑底部以下的深度暫定為6m,坑底以上用于擋土的長度為6m。
懸臂式排樁支護(hù)的計算方法采用傳統(tǒng)的板樁計算方法。根據(jù)靜力平衡條件即水平力平衡方程(ΣH=0)和對樁底截面的力矩平衡方程(ΣM=0)確定。暫定板樁的入土深度為3m,驗算主動土壓力和被動土壓力的關(guān)系,板樁墻前后的土壓力分布。在本工程中,考慮到基坑外側(cè)的荷載類型,暫定為5kN/m2。
主動土壓力計算如下:
Ea=(5+18×4)×tan2(45°-10°/2)-2×11.5×tan(45°-10°/2)=35
被動土壓力計算如下:
Ep=(5+18×3)×tan2(45°+10°/2)+2×11.5×tan(45°+10°/2)=112.56
根據(jù)以上計算結(jié)果,我們可看出Ep>2Ea,則懸臂式板樁是安全的。
懸臂板樁的邊坡穩(wěn)定可認(rèn)為是永久性穩(wěn)定的。基坑剛開挖到底后可認(rèn)為是僅僅處于瞬時穩(wěn)定,但可采取及時打設(shè)墊層(采用標(biāo)號較高的混凝土)的方法進(jìn)行封底,使基坑不會隆起。
深導(dǎo)墻施工采用分段開挖,分段施工。開挖時,可先開挖至管頂,然后在該段兩端導(dǎo)墻以外位置,將管上半部破除1m長度,查看管內(nèi)水流情況,并進(jìn)行封堵,兩端封堵好以后,再全面破除中間部位管道,施工過程中注意抽水施工;基坑開挖后,立即施工6~8cm厚C30墊層,并設(shè)置小集水坑,設(shè)泵抽水。
由于正常導(dǎo)墻與深導(dǎo)墻高度不一,深導(dǎo)墻下部約2m左右高度的墻水平鋼筋不能與正常導(dǎo)墻相連,只有上部2.8m的墻水平筋伸入正常導(dǎo)墻內(nèi),錨入長度不小于0.5m。深導(dǎo)墻墻厚30cm,正常導(dǎo)墻20cm,鋼筋需彎折錨入正常導(dǎo)墻內(nèi)。
紹興市地鐵1號線鏡水路地鐵車站采用深導(dǎo)墻施工有效地保障了施工工期及施工質(zhì)量和施工安全,施工效果良好,確保了后續(xù)地連墻的施工。在淤泥質(zhì)土且地下有城市管線的地方采用深導(dǎo)墻施工,能有效保證后續(xù)連續(xù)墻的槽壁施工安全,保證地連墻墻體的垂直度,確保施工質(zhì)量,避免不要的施工事故和質(zhì)量問題。同時,在后續(xù)施工中,也確保了鋼支撐架設(shè)質(zhì)量,有效控制基坑變形。本地鐵車站圍護(hù)結(jié)構(gòu)地下連續(xù)墻深導(dǎo)墻施工方案的成功應(yīng)用,有效控制了槽壁塌方,保證連續(xù)墻質(zhì)量,施工安全可靠,可為今后類似工程的設(shè)計與施工提供參考。