双拼钢管支撑在地铁基坑中的运用探讨

蒲 钰

（中铁二院工程集团有限责任公司，四川 成都 610031）

双拼钢管支撑在地铁基坑中的运用探讨

蒲 钰

（中铁二院工程集团有限责任公司，四川 成都 610031）

针对深圳地铁11号线地铁基坑设计、施工中遇见基坑外地面水头高、填块石层及砂层厚度大、明挖车站基坑中支撑轴力过大的情况，文章论述了双拼钢管支撑在地铁深基坑中的运用。通过理论分析和工程实例，表明双拼钢管支撑在砂层厚度大、起伏较大的地层中能确保基坑的安全，并有节省工期、降低施工难度等优势。

双拼钢管支撑；地铁工程；基坑设计；基坑施工；工程实例

1 工程概况

深圳地铁11号线碧海湾站（地下车站）是深圳地铁11号线的中间站。位于宝安中心区宝源路与共乐路交叉口处以及宝源路与银田路交叉口处，沿宝源路设置。车站周边位西南方向为恒生医院，西乡街道中心小学及高层住宅小区。

本站为地下两层钢筋混凝土框架结构，车站顶板覆土约3.5m。车站基坑长约613m，标准段宽度19.6m，车站底板埋深约17m。本基坑保护等级属于一级。控制标准如下：地面最大沉降量≤0.15%H（H是基坑开挖深度）；支护结构最大水平位移≤0.25%H，且≤30mm；围护结构体系（包括地下连续墙、支撑、围囹等）安全等级取一级，其重要性系数取1.1，荷载分项系数取1.25。整体稳定安全系数取1.3。

根据《深圳市城市轨道交通11号线工程碧海湾站详细勘察阶段岩土工程勘察报告》，本站施工地点的地质条件主要为滨海滩涂，后经人工填高整平后，修建了现状道路。车站周边为建成区或在建区，市政管线较多。车站内主要分为：第四系全新统人工堆积层（Q4ml）、第四系全新统海陆交互相沉积层（Q4mc）、第四系全新统冲洪积层（Q4ml＋pl）、第四系上更新统冲洪积层（Qal＋pl）、第四系残积层（Qel）、加里东期片麻状混合花岗岩（mγ3）及构造岩（F），南低北高，车站北端微风化岩面埋深约13～17m，给施工带来 一定的难度。

2 基坑支护体系的设计

根据本站的工程特点、地质条件、交通组织等要求，车站采用明挖顺筑法施工；围护结构选用厚度800地下连续墙＋内支撑体系。车站基坑除开第一道支撑采用混凝土支撑外，车站第二、三、四道支撑内支撑均选用直径609mm，壁厚16mm的钢管支撑。

车站长度较长，大小里程端所处地质环境差异较大。车站小里程端所处环境中地质条件较差，填石层及砂层过厚（局部厚度达到10m）导致支撑轴力大，但如内支撑全部采用混凝土结构施工难度大，周期长、造价高。同时本站围护结构受场地环境限制，没有外放空间。因此在确保施工安全和施工质量的前提条件下，为达到减小施工难度、加快施工进度、减少工程投资、提高工程建设效率的目的，小里程端基坑第一道支撑采用砼支撑，第二道支撑采用单根直径609mm、厚度16mm的钢管支撑，第三、四道支撑采用双拼直径609mm、厚度16mm钢管支撑。

基坑竖向设置4道支撑。支护体系横断面图如图1所示：

图1 支护体系横断面图

围护结构受力计算模拟施工全过程，按荷载“增量法”原理进行。围护结构内力按弹性地基杆系有限元法计算分析，模拟开挖、支撑、换撑的实际施工过程。基坑外侧土压力按朗肯主动土压力计算，黏性土地层采用水土合算，其余土地层采用水土分算。开挖面以下用一组弹簧模拟地层水平抗力。计算中计及地面荷载和邻近建筑物以及施工机械等引起的附加水平侧压力。

根据土的极限平衡条件方程式：

填土为黏性土时的朗肯主动土压力计算公式为：

填土为无黏性土时的朗肯主动土压力计算公式为：

最后围护结构计算结果如图2、图3、表1所示：

图2 内力包络图

图3 地表沉降图

表1 地下连续墙，墙体主要配筋系数

3 基坑主要施工步骤

（1）三通一平（含地下管线的保护及迁改）；（2）施工地下连续墙，铺设临时路面系统；（3）施工做第一道混凝土支撑，当支撑强度达80%后进行基坑内降水，确保地下水位在开挖面以下2m；（4）从上至下逐层开挖基坑至各钢支撑下800mm，依次架设第二、三、四道支撑→开挖到最终基坑面；（5）施做接地网及垫层和底板下防水层、底板、梁、立柱、部分地下二层侧墙防水层、部分地下二层侧墙；（6）待混凝土强度达80%后拆除第四道钢支撑，施作剩余地下两层侧墙防水层、侧墙、中板、梁，待混凝土强度达80%后，拆除第二、三道支撑；（7）施作地下一层侧墙防水层、侧墙、立柱、车站顶板、顶梁。待混凝土强度达100%后，施作顶板防水层、防水保护层、抗浮压顶梁，拆除第一道支撑→回填覆土（含恢复管线），恢复路面。

碧海湾站采用钢支撑双屏的形式比采用单根钢管支撑节省工期约40天，为小里程端盾构按时始发及全线按期洞通奠定了良好的基础。碧海湾站土建工程在2015年初顺利完工，现在深圳地铁11号线碧海湾站已投入运营。

4 结语

在地下结构＋内支撑体系中，双拼钢管支撑是一种安全、可靠的支护体系。在单根支撑轴力过大、需采混凝土支撑的情况下，对混凝土支撑进行替代，从而降低施工难度，缩短施工工期，现在已在地铁基坑中广泛运用。

[1]陈远洲．深基坑支护计算方法在广州地铁中的应用[J]．铁道勘测与设计，2005，（4）.

[2]黄长虹．谈挖孔灌注桩在深基坑支护结构中的应用[J]．陕西建筑，2005，（2）.

[3]李本立，刘德峰．深基坑支护与监测技术应用[J]．陕西建筑，2009，（2）.

（责任编辑：王 波）

U231

1009-2374（2017）07-0143-02

10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.07.068

蒲钰（1984-），男，甘肃张掖人，供职于中铁二院工程集团有限责任公司，研究方向：地下结构工程。

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