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摘要:以無錫地鐵3號線太湖花園站深基坑“逆作開挖”施工為例，基坑開挖采用在豎直方向根據(jù)基坑縱深并遵循“豎向分層，縱向分段，由上而下，逆作施工”的原則，并合理按照結(jié)構(gòu)混凝土誘導(dǎo)縫、施工縫等分段實施。同時，考慮到基坑周邊環(huán)境較為復(fù)雜，對基坑變形較為敏感，面對復(fù)雜的地理環(huán)境及地質(zhì)條件，在保證安全前提下，提高土方開挖效率及支撐體系安全施工，采用“逆作開挖法”完成整體地下結(jié)構(gòu)施工，通過專家論證，方案可行有效。

關(guān)鍵詞:復(fù)雜環(huán)境;地鐵;深基坑;逆作開挖法;施工技術(shù)

1工程概況

太湖花園站是無錫地鐵3號線一期工程(蘇廟－機(jī)場)從北向南的第13個車站。太湖花園站3號線部分為地下兩層島式車站，雙柱三跨，站臺寬14m，線間距17m。車站外包總長230m，車站標(biāo)準(zhǔn)段外包寬度為22．7/23．8m。有效站臺長度120m。有效站臺中心里程處軌面標(biāo)高為－12．376m，底板埋深約為16．95m，頂板覆土厚約3．2m，地面設(shè)計標(biāo)高為4．020m。采用逆作開挖法施工，車站兩端區(qū)間采用盾構(gòu)施工法，兩端均為盾構(gòu)接收。

2施工技術(shù)

太湖花園站施工平面布置示意見圖1，總體施工順序為:采用“逆作開挖”施工方法，首先進(jìn)行圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工，十字路口的圍護(hù)結(jié)構(gòu)先施工完，該部分的結(jié)構(gòu)頂板采用逆作法施工，接著進(jìn)行逆作頂板的結(jié)構(gòu)施工，施工完后回填恢復(fù)路面交通，進(jìn)入一期二階段施工，施工剩余的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，待全部圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工完后，再開挖并支撐，最后施工主體結(jié)構(gòu)?；娱_挖期間，豎直方向根據(jù)基坑縱深并遵循“豎向分層、縱向分段，由上而下，逆作施工”的原則。太湖花園站基坑開挖深度17．09～24．885m，總體開挖面積5885m2，總體開挖方量約104540m3，基坑最深處開挖標(biāo)高為－20．861m?；又苓叚h(huán)境較為復(fù)雜，對基坑變形較為敏感。面對復(fù)雜的地理環(huán)境及地質(zhì)條件，在保證安全前提下，提高土方開挖效率、支撐體系施工及安全性，是基坑土方工程乃至整個工程施工的重點及難點。

2．1土方開挖方法

1)為保證逆作開挖施工的安全性，首層土方開挖與結(jié)構(gòu)同時施工，并對首層圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用“預(yù)制疊合板錨桿結(jié)構(gòu)體系”，疊合板面高壓噴射混凝土的方式快速施工，首層以下部分施工以首層圍護(hù)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)。2)分段長度視周圍環(huán)境、工程地質(zhì)、水文地質(zhì)綜合考慮確定，為保證首層逆作施工圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形的可控性，分層視支撐豎向間距及機(jī)械工作能力確定，首層開挖分為6個施工段和5個施工層，先開挖圍護(hù)結(jié)構(gòu)側(cè)的方土，進(jìn)行預(yù)制疊合板的分段吊裝、錨桿打設(shè)以及高壓混凝土噴射施工，基坑內(nèi)的支撐體系同步施工，確保首層逆作開挖施工的順利開展。以A區(qū)開挖為例，各層土方具體開挖如下。(1)首層土方開挖，采用一臺液壓PC220挖掘機(jī)由端頭井往后退挖土至第1道混凝土支撐底，開挖深度1．9m，邊開挖邊施工一道鋼筋混凝土支撐。第1道鋼筋混凝土支撐施工完畢，立即進(jìn)行預(yù)制疊合板的吊裝等工序施工，遵循“支撐分層施工，疊合板分層分段吊裝，錨桿同步打設(shè)，一次性噴錨”的施工原則。所挖出的土直接裝車外運，首層土方開挖采用邊加固基坑邊挖然后施工鋼筋混凝土支撐的施工方法，直至全部施工完畢，基坑全部加固完后開始自北向南開挖第2層土，土方開挖示意見圖2。(2)為加強(qiáng)對基坑頂部為位移的控制，首層土方圍護(hù)部位采用“預(yù)制疊合板錨桿結(jié)構(gòu)體系”，以下部分采用地下連續(xù)墻圍護(hù)。冠梁與第1道混凝土支撐強(qiáng)度達(dá)到100%后，進(jìn)行第2層土方的開挖。開挖時，采用放坡開挖和分四層后退開挖相結(jié)合，其中第1層開挖高程為2．124～4．176m，開挖深度為6．3m，即開挖至第一道鋼管支撐底面下0．5m的位置，此過程開挖也分為2次完成開挖，第1層開挖可用大挖機(jī)直接開挖，基坑西側(cè)的土方采用小挖機(jī)倒運至東側(cè)，再裝車沿東側(cè)便道運出;其次，考慮首層土多為松散的雜填土且開挖深度較大，本層土又分為兩層，采取1∶2放坡系數(shù)，保證首層土開挖穩(wěn)定性。采用小挖機(jī)開挖并將坑內(nèi)土方轉(zhuǎn)運至基坑?xùn)|側(cè)，長臂挖機(jī)和大挖機(jī)置于基坑邊緣上，沿基坑?xùn)|側(cè)便道行駛，將土方裝入運輸車輛。鋼筋混凝土支撐平均間距為9m，A區(qū)內(nèi)由北向南依次于3道支撐間分別布置一臺小挖機(jī)，相互配合逐層放坡開挖并掏挖混凝土支撐下土方，最終沿車站方向形成為1∶2的開挖坡面。待開挖出相應(yīng)層段水平工作平臺4～6m后施作鋼管支撐。第2層土方開挖置小挖機(jī)于現(xiàn)有土方開挖層面向下開挖(見圖3)，同時在第1層開挖土方坡面上設(shè)置一組挖機(jī),用于開挖第1層2小層(即1－2層)土方并協(xié)助轉(zhuǎn)運第2層所開挖土方至地面挖機(jī)工作范圍內(nèi)，以地面挖機(jī)裝土外運。水平工作面內(nèi)A區(qū)自北向南，土方由西向東收攏于基坑?xùn)|側(cè)。以下所有層面土方水平方向土方均按上述開挖方式開挖。施工過程中縱坡動態(tài)坡度控制為1∶2，橫坡為1∶1，層間留設(shè)平臺，平臺縱向?qū)挾?～6m，使縱向總開挖坡度控制在1∶2～1∶3，橫坡控制在1∶1～1∶3，以保證邊坡穩(wěn)定。每個施工作業(yè)面內(nèi)進(jìn)行分層分段開挖，每段開挖中又分層、分塊實施，每塊先挖中間再挖兩側(cè)，每層開挖結(jié)束，立即安裝鋼管支撐并施加預(yù)應(yīng)力。3)基坑開挖至最后不能挖土的部分土方采用吊機(jī)吊裝土斗進(jìn)行外吊，吊斗規(guī)格為1．5m(長)×1．5m(寬)×1．2m(高)，采用t=10mm鋼板焊制而成。

2．2冠梁及第一道混凝土支撐施工

2．2．1冠梁及第一道混凝土支撐施工安排

地下連續(xù)墻頂設(shè)置鋼筋混凝土冠梁，太湖花園站冠梁截面尺寸為1000×800mm(寬×高)，車站主基坑第1道支撐為混凝土支撐，其中南端頭井設(shè)置4根800×700mm斜撐及1根1500×1500mm角撐，北端頭井設(shè)置4根700×900mm斜撐及4根1500×1500mm角撐，基坑標(biāo)準(zhǔn)段為21根800×700mm混凝土對撐;南端頭井第2道支撐設(shè)置4根900×800mm斜撐及4根1500×1500mm角撐，北端頭井第2道支撐設(shè)置2根900×800mm、2根900×900mm斜撐及4根1500×1500mm角撐。冠梁與第一道混凝土支撐同步施工，分段組織施工。

2．2．2冠梁施工

1)首層土方施工采用了“預(yù)制疊合板錨桿結(jié)構(gòu)體系”與首層結(jié)構(gòu)同步施工，實現(xiàn)了“逆作開挖”與地下結(jié)構(gòu)的第一步結(jié)合。待土方開挖至冠梁底面標(biāo)高時，冠梁施工采用鋼筋混凝土現(xiàn)場澆筑，并在冠梁底部留有外伸鋼筋，外伸鋼筋與下部首層預(yù)制疊合板錨桿高壓噴漿施工時進(jìn)行加強(qiáng)筋的連接。2)首層冠梁與其下部預(yù)制疊合板錨桿整體施工時，應(yīng)將首層預(yù)制疊合板錨桿結(jié)構(gòu)施工至2層地下連續(xù)墻頂500mm以上，待首層施工完畢，進(jìn)行2層土方開挖，并破除地下連續(xù)墻混凝土至設(shè)計標(biāo)高，清除地連墻頂?shù)挠嗤痢⒏≡瑢俄敾炷凌徝?，并用清水清洗干凈，然后將地下連續(xù)墻外露鋼筋與首層預(yù)制疊合板底部鋼筋連接，并在兩者之間后澆段內(nèi)設(shè)置加強(qiáng)筋，后澆段按圍檁結(jié)構(gòu)設(shè)計配筋，并在圍檁結(jié)構(gòu)中預(yù)埋鋼套管，以待后續(xù)錨桿施工作準(zhǔn)備，形成“圍檁－錨桿”加強(qiáng)體系，提高整體圍護(hù)結(jié)構(gòu)的安全性。3)預(yù)制疊合板錨桿結(jié)構(gòu)現(xiàn)場施工時，疊合板預(yù)制部分的厚度不小于120mm，外露鋼筋的長度不小于450mm，錨桿直徑為30mm，首層錨桿設(shè)計長度為9m，間距為1．5m，其他部分錨桿設(shè)計長度為6m，間距為1．8m，現(xiàn)澆冠梁、圍檁處錨桿設(shè)計長度均為9m，間距均為1．2m加密。4)冠梁、圍檁與預(yù)制疊合板之間以及預(yù)制疊合板之間留設(shè)后澆混凝土段和整個圍護(hù)結(jié)構(gòu)面層混凝土高壓噴射施工同步，形成將整個圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工為一個整體。

3結(jié)束語

本文以無錫地鐵3號線太湖花園站深基坑“逆作開挖”施工為例，基坑開挖采用在豎直方向根據(jù)基坑縱深并遵循“豎向分層，縱向分段，由上而下，逆作施工”的原則，并合理按照結(jié)構(gòu)混凝土誘導(dǎo)縫、施工縫等分段實施，采用“逆作開挖法”完成整體地下結(jié)構(gòu)施工，即項目整體先進(jìn)行圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工，十字路口的圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工完畢后結(jié)構(gòu)頂板采用逆作法施工，接著進(jìn)行逆作頂板的結(jié)構(gòu)施工，待全部圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工完后，再開挖并支撐，最后施工主體結(jié)構(gòu)。經(jīng)過專家論證，方案可行有效。

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作者:張衛(wèi)鋒 單位:南通路橋工程有限公司