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宽大深基坑工程“条形分割法”施工的新技术

日期:2017-4-24作者:佚名编辑:wangli点击次数:217
销售价格:免费论文论文编号:lw201011031317204526论文字数:2243 
论文属性:职称论文论文地区:中国论文语种:中文 

[摘要]结合某地铁车站与地下商场合建的工程实例,提出了宽大深基坑工程“条形分割法”施工的新技术,文中详细的介绍了本方法的工艺原理和特点、围护结构设计、基坑施工工艺流程和施工方法等内容。

此方法具有安全、简易、快速、经济、占地少的特点,具有较大的推广应用前景。随着城市的大规模发展,地下空间的开发建设也日益增多,出现了大量的地下建筑如高层建筑的地下室、地下轨道、地下商场、地下停车场和人防工程等。总结某地铁车站与民用地下建筑相结合的工程实例,提出了“条形分割法”的设计施工新方法。通过科学研究和工程实践证明,对大型盆式深基坑工程进行合理的设计和施工,能带来显著的经济和社会效益,对加快工程进度和保护周围环境能发挥重要作用。

1 工程概况
1•1 工程地质和周边环境本工程地处长江低漫滩,属典型的软土地层地区。地层自上而下主要分为人工填土、淤泥质粉质粘土、粉砂层、粉细砂层和细砂层等。基坑10m以上地层主要为淤泥质粉质粘土层,其特点为高含水量(w=43•1%)、大孔隙比(e0=1•22)、高压缩性(a1-2=0•74)、低强度(fak=65kPa),易于触变和流变;基坑10m以下地层主要为砂层,由粉砂及细砂组成,总厚度达54•2m。粉细砂层不均匀系数Cu为3•09~9•09,渗透系数k一般为10-3cm/s级。地下水位埋深在地面下约2m,地下水量丰富。本工程位于城市主干道(双向六车道)路中心下,西侧有大型的体育场馆建筑群,东南侧为在建的38层超高层民用建筑。
1•2 结构设计概况本工程包括1个标准的一级地下车站及1个地下商场。车站主体结构全长192•1m,宽21•3m,为地下2层三跨岛式车站,钢筋混凝土框架结构,基坑开挖深度约17m。地下商场紧邻车站主体结构东侧(两者间距1m),全长165•50m,宽49•7m,为地下1层钢筋混凝土框架结构,基坑开挖深度约10m。地下商场的南、北两端各设一条车站风道,为地下1层单柱双跨结构。车站主体结构、地下商场和车站南、北风道共同组成一个长192•1m,宽72m,深度不等的大型基坑,地下总建筑面积约20 000m2。

2 “条形分割法”介绍
2•1 工艺原理按“变大为小、化繁为简”的原则,在盆式基坑中间纵向设2道临时围护结构,将基坑沿纵向分割为3个长条形基坑单元。两侧长条形基坑单元的土方开挖及早期主体结构采用传统的内支撑体系施工,由于跨度较小,不需设临时立柱与临时横梁,其工艺和施工方法按通常的做法即可。中间的长条形基坑单元施工时,利用两侧已完成的主体结构和大基坑外侧的围护结构共同抵抗基坑外侧水土压力,可以在不设横向支撑的条件下进行中间基坑内的土方开挖,并破除中间临时围护桩,然后进行主体结构的施工。中间基坑两端围护结构在宽度较小的情况下宜采用角撑形式,在宽度较大的情况下,宜再利用“条形分割”原理,设置临时围护结构,先进行基坑两端主体结构的施工,在基坑四周主体结构均完工的条件下,再施工基坑中央的主体结构。
2•2 工艺特点1)将宽度较大的大型、特大型盆式基坑分割为3个长条形基坑来单独施工,降低了施工难度,加快了施工进度。2)在宽大基坑中间增加临时围护桩墙,不用设置临时中立柱,缩短了支撑长度,减少了支撑数量。无支撑条件下进行中间基坑开挖时的施工,简单迅速。3)利用基坑自身作为施工场地 施作两侧单元基坑时,利用中间单元未开挖的基坑作为施工场地。施作中间单元基坑时,利用两侧单元回填土后的基坑作为场地施工。4)资源投入均匀 采用分期施工,土方开挖和结构均衡施工。尤其是施作两侧基坑时,作业设备位于中间未开挖的基坑,利用率高。同时,两侧单元与中间单元基坑先后施工,可提高周转材料利用率。5)相对于一次性大开挖施工,条形分割法更具经济效益。

3 围护结构设计
3•1 平面设计本基坑长192•1m,宽72m,深度不等,平面上为规则的矩形。考虑到基坑深度不等,在深浅基坑变化处设置一道临时围护桩,构成两侧单元基坑A,宽21•3m。考虑到施工方便、支撑的合理长度、结构的合理分区分段,两侧基坑单元B宽度取20m。这样,整个基坑划分为宽度分别为21•3、30•7m和20m的3个长条形基坑。由于中间基坑较宽,且端头斜支撑无支承反力点,故沿中间基坑南、北两端车站风道与地下商场分界处各设一道临时围护桩墙。整个基坑围护结构平面布置如图1所示。根据工程地质和水文地质情况,并考虑到中间时围护结构破除的方便性,主要采用SMW工法围护桩结构,只在车站主体结构端头井较深部位采用柱列式钻孔桩+止水帷幕围护结构。
3•2 围护结构设计参数基坑围护桩设计参数:①基坑深17m部分的桩(A型)采用SMW桩,长30m,桩径850mm,咬合250mm,内插HN700×300型钢,“三插二”;②基坑深10m部分的桩(B型)采用SMW桩,长16•1m,桩径650mm,咬合250mm,内插HM500×300型钢,“二插一”,或内插HM500×200型钢,“三插二”,SMW桩水泥掺量18%;③基坑车站主体结构端头井处采用钻孔桩,长31m,桩径1 000mm,桩间距1 100mm,外设桩径850mm@600mm的三轴搅拌桩止水帷幕;④围护结构内支撑均采用609mm钢管,壁厚14mm,水平间距3•6~4•0m,竖向间距3•5~4•0m,围囹采用3根[40c拼合。经计算,围护桩最大弯矩-572kN•m,最大剪力-412kN,最大侧向变形22mm。整体稳定安全系数2•01>1•4。钢管支撑最大轴力1 889kN,稳定性安全系数2•9,围护桩强度、刚度、稳定性满足要求

4 施工技术
4•1 施工工艺流程施工准备→基坑周边围护结构施工、基坑中间分割临时围护结构施工→两侧单元的条形基坑内挖土及支撑→两侧单元的条形基坑内主体结构施工→中间基坑内临时围护结构拆除及无支撑土方开挖→中间基坑内主体结构施工→附属结构施工→工程竣工验收。
4•2 围护结构施工SMW工法桩施工采用DH658-135M和DH558-110M型三轴搅拌机,间隔式双孔全套复搅式连接,以保证型钢的插入、墙体的连续性和接头的施工质量,水泥搅拌桩的搭接止水质量依靠重复套钻来保证。按图3所示的顺序进行施工,其中阴影部分为重复套钻,施工顺序1、2、4、6为大幅注浆,施工顺序3、5、7为小幅注浆,依次连续进行。当施工顺序3部位的小幅注浆完毕后,移动桩机的同时吊机就位,按设计要求吊放,插入位于施工顺序1和3重复套钻部位的H型钢,依次连续进行。钻孔桩采用GSP15型钻机施工,止


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