砂土复杂地质条件下地铁站基坑围护结构方案的优化.doc

砂土复杂地质条件下地铁站基坑围护结构方案的优化华南工程有限公司赵元金摘要地铁车站基坑围护结构承担着基坑支护止水等不可或缺的重要地位因此围护结构方案具有十分特殊的意思方案的优劣程度直接影响着施工的进度成本安全质量甚至影响整个车站能否成功运营本文以广州地铁三号线北延段标矮岗车站为例就砂土复杂地质条件下基坑围护结构方案的优化作一个比较直观的分析关键词砂土围护结构支护优化前言随着国家经济科技的发展城市地下轨道技术不断成熟各种型式的地铁车站在大量涌现围护结构工程无疑是保证车站基坑顺利实施开挖的关键基坑开挖是一个土体应力的释放过程此过程打破了原有地层的应力平衡体系扰动后的土体进步流变和固结基坑支护结构在坑内外土体的不平衡压力作用下向坑内移动因此围护结构方案应考虑土方开挖和开挖方式顺序对支护结构系统变形的影响由此推之阐明和发展基坑围护结构工程的理论改进和优化深围护体系设计的思路和施工开挖的工艺加深基坑系统工程的研究和认识是十分必要的一简述依据理论分析和施工经验基坑围护体系失效一般主要有三个方面原因造成一是因为内在设计不合理因素导致支护体系失稳如整体稳定抗倾覆抗隆起安全性小支护结构强度刚度不足破坏等而引起基坑失稳二是因为外界环境变化如雷雨天气超载水渗入引发基坑失稳三是因为施工因素如支护结构施工质量达不到设计要求挖土不合理挖土扰动支护结构等引发的基坑失稳据上述原因分析基坑围护结构体系的选择主要依据于基坑工程要求平面尺寸和深度场地工程地质条件和水文条件以及场地周遍环境条件等资料通过上述资料对影响基坑围护体系安全的主要矛盾进行量化分析据此进行方案合理性选择和结构稳定性的理论计算分析并参考地区性经验判断最终确定基坑围护体系类型二工程实例广州市轨道交通三号线北延段标段矮岗站位于广州市新白云机场高速公路附近白云区积阴庄凤和村一队东侧的花圃园地途经盆景种植园和两处鱼塘矮岗站是三号线北延段的第九座车站为地下站设站后折返线和停车线全长基坑位置目前为农田荒地及花圃地形较平坦地面高程为米左右地表地质多为杂填土和素填土部分地段地表为耕植土在地貌单元为盆地冲积平原三原围护方案原基坑围护方案原招标设计方案的围护结构工程采用钻孔桩结合内支撑支护组合结构体系基坑安全等级二级围护桩嵌固深度支撑体系采用壁厚钢管支撑对基坑采用二道钢管支撑支护加固钢管支撑间距钢围檩采用根工字型钢组合而成钻孔桩间采用的双重旋喷桩止水地质及周边环境调查前面已经叙述过围护结构的选择主要取决于基坑深度地质及周边环境三个方面的因素中标进场后项目部即对周边的施工环境进行了调查发现矮岗站附近地质比较复杂局部有砂层车站的南北两端还存在溶洞风险施工难度较大工期保证易受影响其次由于三号线北延段是亚运会配套工程总关门工期已经卡死也造成了矮岗站总体工期紧张此外矮岗站所处位置比较偏僻前期供电可能无法保障工期也可能因此而受到延误但同时矮岗站基坑所处位置场地开阔深度较浅约米距最近的建筑物距机场高速即倍基坑深度范围内没有重要的建构筑物和重要管线周边环境对基坑的沉降变形不敏感优化设想基坑开挖的影响范围取决于开挖的平面形状开挖深度和土质条件以及临近地下建筑物等因素综合考虑了矮岗站的利弊因素影响在保证安全及质量的前提下对原招标设计方案进行了优化具体方案如下车站主体部分基坑长由于砂层较厚地质条件复杂因此仍然沿用原招标设计方案采用排桩内支撑支护方案即车站主体部分基坑围护结构方案不变折返线部分基坑长砂层厚度浅而且中间部分约范围没有砂层其次考虑到现场具备放坡场地倍基坑深度范围内没有重要的建构筑物和重要管线另外放坡方案工期短而且所需费用较原方案降低因此折返线部分拟采用水泥搅拌桩放坡方案四优化后的方案方案说明在砂层分布范围内的坡顶设置双排搅拌桩止水隔断基坑内外地下水的连通为防止坡面涌水涌砂保证坡面的稳定对坡面处于砂层的范围内采用搅拌桩梅花型布置对边坡砂层进行处理放坡坡度按考虑分两级进行放坡坡高控制在左右为防止基坑边坡坡面的砂土塌落和遭雨水冲刷开挖面网喷混凝土面层坡顶设置排水沟隔断地表水灌入基坑坡脚设置排水沟将土体中的渗水及时排出采用放坡方案后桩顶压顶梁抗浮不能实施考虑到抗拔桩造价高施工工期也较长拟采用在底板设置抗浮趾板的措施利用回填土的压重解决抗浮问题方案分析放坡计算见图基坑放坡简图