雍金兵 馮 浩

1.南京南大巖土工程技術(shù)有限公司 江蘇南京 210000；2.江蘇中鎂工程規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司 江蘇揚(yáng)州 225800

1 工程概況

淮安市高鐵東站站前廣場(chǎng)是淮安東站重要組成部分，場(chǎng)地近似正方形。工程自2018 年10 月開(kāi)工建設(shè)到2019 年12 月淮安高鐵東站及附屬設(shè)施全部投入運(yùn)營(yíng)，建設(shè)工期非常緊迫項(xiàng)目。項(xiàng)目用地面積約6 萬(wàn)m2，地下室建筑面積約16 萬(wàn)m2，結(jié)構(gòu)為框架結(jié)構(gòu)，下設(shè)三層滿堂地下室?；娱_(kāi)挖深度為15.80～16.80m，局部坑中坑挖深20.0m?；娱_(kāi)挖面積約55000m2，基坑周長(zhǎng)約938m?；又ёo(hù)結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為一級(jí)，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)ro=1.1。

2 水文、地質(zhì)條件

場(chǎng)地地貌屬徐淮黃泛平原區(qū)，地貌單元屬?zèng)_積扇三角洲，各地基土層分布及特征分別描述如下：

①1 層—雜填土(Q4ml)：色雜，密實(shí)，局部松散，由砂質(zhì)粉土、石灰、石子和建筑垃圾組成，局部為混凝土地坪，局部為素填土，土質(zhì)不均勻，2016 年回填；場(chǎng)地均分布。

②1 層—砂質(zhì)粉土(Q4al)：灰黃色、下部灰色，濕，稍密，局部中密，中壓縮性，土質(zhì)較均勻，含云母碎片，夾粉質(zhì)黏土，單層厚5～20cm，具水平層理；場(chǎng)地均分布。

②1a 層—粉質(zhì)黏土(Q4al)：灰黃色，軟塑，局部可塑，夾砂質(zhì)粉土，中偏低壓縮性，土質(zhì)較均勻，局部黏土；呈透鏡體分布于②1 層中。

②2 層—黏土(Q4al)：灰黃色、頂部灰色，可塑，局部硬塑，中壓縮性，土質(zhì)較均勻，含鐵錳質(zhì)結(jié)核，有光澤，局部粉質(zhì)黏土；場(chǎng)地均分布。

②3 層—淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土與砂質(zhì)粉土互層(Q4al)：灰色，流塑，局部軟塑，高壓縮性，土質(zhì)不均勻，局部含腐殖質(zhì)，具水平層理，呈千層餅狀，單層厚0.5～3cm，少數(shù)5～20cm；主要分布于場(chǎng)地西南部。

②4 層—粉質(zhì)黏土夾砂質(zhì)粉土(Q4al)：灰黃色、局部灰色，可塑，局部硬塑，中壓縮性，土質(zhì)不均勻，含鐵錳質(zhì)結(jié)核，夾砂質(zhì)粉土，單層厚5～40cm，具水平層理，局部為粉質(zhì)黏土或砂質(zhì)粉土；場(chǎng)地局部分布。

③1 層—砂質(zhì)粉土(Q3al+l)：灰黃色，頂部灰色，濕，密實(shí)，頂部中密，土質(zhì)較均勻，含云母碎片，局部為粉砂；場(chǎng)地局部分布。

③2 層—粉質(zhì)黏土夾砂質(zhì)粉土(Q3al+l)：灰黃色、局部灰色，可塑，中壓縮性，土質(zhì)不均勻，夾砂質(zhì)粉土，單層厚5～40cm，具水平層理，局部為粉質(zhì)黏土或砂質(zhì)粉土；場(chǎng)地局部分布。

③4 層—粉砂(Q3al+l)：灰黃色、局部灰色，飽和，密實(shí)，低壓縮性，土質(zhì)較均勻，含云母碎片，礦物成分主要由石英、長(zhǎng)石組成，顆粒級(jí)配較好，分選性較差，局部含砂礓，直徑0.5～2cm，個(gè)別5cm，局部為細(xì)砂、粉土；場(chǎng)地均分布。

③4a 層—粉質(zhì)黏土(Q3al+l)：灰黃色、灰色，可塑，中壓縮性，土質(zhì)較均勻，含鐵錳質(zhì)結(jié)核，局部夾粉砂，單層厚5～20cm，具水平層理；呈透鏡體狀分布于③4 層中。

③5 層—粉質(zhì)黏土(Q3al+l)：灰色，可塑，中壓縮性，土質(zhì)較均勻，局部夾粉砂，單層厚10～40cm，具水平層理，局部黏土，底部局部為粉砂；場(chǎng)地局部分布。

③6 層—黏土(Q3al+l)：灰黃色，棕褐色雜灰白色，硬塑，局部堅(jiān)硬，中壓縮性，土質(zhì)較均勻，含鐵錳質(zhì)結(jié)核，含鈣質(zhì)結(jié)核，直徑0.5～3cm，個(gè)別7～10cm，局部為粉質(zhì)黏土或黏土混砂；場(chǎng)地均分布。

③6a 層—中砂(Q3al+l)：灰黃色、局部灰白色，飽和，密實(shí)，低壓縮性，土質(zhì)不均勻，含云母碎片，黏粒含量較高，半膠結(jié)，巖芯呈柱狀，礦物成分主要由石英、長(zhǎng)石組成，顆粒級(jí)配一般，分選性一般，局部含砂礓，直徑2cm 左右，局部為粉砂或中砂混黏土；呈透鏡體狀分布于③6 層中。

③7 層—粉砂(Q3al+l)：褐黃色、灰白色，飽和，密實(shí)，土質(zhì)較均勻，顆粒級(jí)配差，分選性好，礦物成分主要由石英、長(zhǎng)石組成，含云母碎片，局部底部夾砂盤(pán)，長(zhǎng)度10～60cm，局部為細(xì)砂；場(chǎng)地均分布。

對(duì)工程有影響的地下水按其埋藏條件可分為潛水和承壓水。潛水主要埋藏于②1 層砂質(zhì)粉土中；穩(wěn)定水位埋深1.90～3.40m（平均值2.23m），標(biāo)高5.81～6.07m（平均值5.98m）。第Ⅰ層承壓水主要埋藏于③3 層砂質(zhì)粉土、③1 和③4 層粉砂中，根據(jù)區(qū)域資料其埋深為地面下5.0m 左右，水位標(biāo)高為3.0m 左右。見(jiàn)表1。

表1 基坑支護(hù)和降水設(shè)計(jì)參數(shù)

3 基坑周邊條件

基坑北側(cè)地下室外墻線距紅線最近約6.2m，距離在建地鐵一號(hào)線站臺(tái)最近處約23.4m，地鐵基坑挖深23m。地鐵與本基坑之間進(jìn)行土體加固，要求與地鐵車(chē)站基坑同時(shí)開(kāi)挖，同時(shí)支撐，基坑側(cè)壁回填采用素砼回填?；拥叵率彝鈮€距東側(cè)高鐵站房最近約16.2m，本基坑開(kāi)挖前，高鐵站房灌注樁基礎(chǔ)完成施工，站房主體結(jié)構(gòu)與基坑同步實(shí)施，支護(hù)施工與土方開(kāi)挖期間需要對(duì)站房進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)。基坑南側(cè)地下室外墻線距紅線最近約9.6m?；游鱾?cè)地下室外墻線距紅線最近約11.8m。

4 設(shè)計(jì)方案

基坑豎向支護(hù)結(jié)構(gòu)采用了地下連續(xù)墻和灌注樁結(jié)合TRD+ 兩道內(nèi)支撐的支護(hù)結(jié)構(gòu)形式。水平支撐體系采用三圓環(huán)內(nèi)支撐形式，圓環(huán)支撐直徑由內(nèi)向外分別為187m、203m、223.8m，內(nèi)圓環(huán)和中間圓環(huán)間設(shè)計(jì)成環(huán)形棧橋，同時(shí)南側(cè)和西側(cè)設(shè)置下坑內(nèi)斜坡棧橋方便土方開(kāi)挖及后期地下室施工期間混凝土澆筑。地下水處理北側(cè)和東側(cè)止水采用地下連續(xù)墻進(jìn)入3- 6 黏土1.5m 擋土止水，南側(cè)和西側(cè)采用800 寬TRD 進(jìn)入3- 6 黏土1.5m 形成全封閉止水帷幕?？觾?nèi)設(shè)置136 口管井進(jìn)行疏干降水。地鐵與本基坑之間土體采用φ850 三軸深攪樁格柵式加固，與地鐵車(chē)站基坑同時(shí)開(kāi)挖，同時(shí)支撐，地鐵側(cè)基坑側(cè)壁回填采用素砼回填。支撐梁結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1 和圖2。

圖1 支撐梁平面圖

圖2 支撐梁結(jié)構(gòu)

5 圓環(huán)梁軸力取值

圓環(huán)支撐環(huán)梁軸力計(jì)算方法常見(jiàn)有規(guī)范公式（N=R×P）和有限元整體計(jì)算，其中規(guī)范公式法軸力標(biāo)準(zhǔn)值取值為N= R×P/ 3（R 為外環(huán)半徑，P 為單元力計(jì)算最大值），見(jiàn)表2。

表2 圓環(huán)支撐環(huán)梁軸力計(jì)算

兩者計(jì)算出的軸力相差并不大，考慮到環(huán)梁在圓環(huán)支撐體系中的重要性，軸力標(biāo)準(zhǔn)值取兩者較大值，進(jìn)行包絡(luò)設(shè)計(jì)。本工程采用理正深基坑7.0PB5 軟件進(jìn)行單元計(jì)算和整體計(jì)算，采用朗肯土壓力計(jì)算理論，計(jì)算時(shí)填土和黏性水土合算，粉土粉砂水土分算。

6 開(kāi)挖情況與監(jiān)測(cè)結(jié)果

項(xiàng)目監(jiān)測(cè)設(shè)置水平位移監(jiān)、深層位移監(jiān)測(cè)、周邊道路沉降變形觀測(cè)、地下水位監(jiān)測(cè)、支撐梁軸力監(jiān)測(cè)和立柱樁沉降隆起監(jiān)測(cè)。其中內(nèi)支撐桿件共設(shè)置41 處軸力監(jiān)測(cè)點(diǎn)，立柱共布置61 個(gè)沉/ 隆觀測(cè)點(diǎn)。監(jiān)測(cè)結(jié)果樁頂水平位移最大為28.5mm，深層土體水平位移最大為48.4mm，周邊地面沉降最大位移為25.1mm，第一層環(huán)撐軸力最大20748.2kN（報(bào)警值23000kN），第二層環(huán)撐軸力最大為35063.5kN （報(bào)警值44100kN），立柱最大隆起值為14.7mm。所有監(jiān)測(cè)項(xiàng)目均未超過(guò)報(bào)警值。

7 結(jié)論

首層圓環(huán)支撐梁軸力設(shè)計(jì)值取值N=1.1×1.25×1.2×12068=19912kN，計(jì)算中考慮了20%的溫度應(yīng)力影響。軸力監(jiān)測(cè)值最大為20748.2kN，與設(shè)計(jì)值差值絕對(duì)值為836kN，設(shè)計(jì)值與實(shí)際監(jiān)測(cè)值比較接近。首層支撐梁使用時(shí)間較長(zhǎng)，圓環(huán)支撐梁作為支撐體系中的重要構(gòu)件應(yīng)考慮20%的溫度應(yīng)力。二層圓環(huán)支撐梁軸力設(shè)計(jì)值取值N=1.1×1.25×27718=38112kN，考慮10%溫度應(yīng)力影響時(shí)軸力設(shè)計(jì)值取值為41923kN，考慮20%溫度應(yīng)力影響時(shí)軸力設(shè)計(jì)值為45735kN。軸力監(jiān)測(cè)值最大為35063.5kN。從計(jì)算結(jié)果和監(jiān)測(cè)結(jié)果來(lái)看，不考慮溫度影響時(shí)軸力設(shè)計(jì)值與實(shí)際監(jiān)測(cè)值比較接近，考慮溫度應(yīng)力影響后軸力設(shè)計(jì)值偏保守。

綜上所述，二層圓環(huán)支撐體系因首層支撐梁暴露時(shí)間久，環(huán)梁設(shè)計(jì)值取值應(yīng)考慮20%的溫度應(yīng)力影響；二層環(huán)梁因暴露時(shí)間短，軸力設(shè)計(jì)值取值時(shí)考慮10%的溫度應(yīng)力影響。