车站明挖法施工围护结构变形施工控制研究

刘刚

中铁十二局集团第三工程有限公司 山西太原 030000

1 工程概况

本次工程施工地位于我市的城区位置，为地下三层岛式车站。车站内部的基坑长度为300m。车站内部，其维护结构的分段分析时，将其里程由大到小可以分为：单渡线端头井、单渡线、大里程端头井等[1]。

2 水文、地质

该站位于河漫滩地区，海拔118．14-119．95m，地下水位较高，稳定水位3．2-4．7m，地质层次为：0-3m 为杂填土，3-9．2m为粉砂（部分含粉质粘土），9．2-18．4m 为细砂（部分含粘土），18．4-36．8m 为中砂（部分含粘土），36．8-42．2m 为粗砂（部分含圆砾）。整个地质大部分是颗粒物质，没有不良的地质，有季节性冻土[2]。

3 围护结构与周边环境

将明挖法利用在车站施工中，设计基坑的单渡线处位置为39．43m， 宽处设计为渐变， 由原本的13．17m 逐渐发展为11．64m，深度为26．9m，围墙结构则采用标准厚度1000mm 地下连续墙。共以四道支撑组成了单渡线，以钢管内支撑与两道砼支撑为主要的两道支撑。基坑位置与某江临近，因此地下水位较低，还具有较厚的砂层，因此可以及时进行材料补给。

4 总体方案

4.1 设计施工方案

第 一 层： ▽118．61m- ▽116．3m， 开 挖 深 度 约3m；第 二 层： ▽116．3m- ▽109．4m， 开 挖 深 度 约9m； 第 三层： ▽109．4m- ▽102．6m， 开 挖 深 度 约16．5m； 第 四层： ▽102．6m- ▽97．1m， 开 挖 深 度 约21．5m； 第 五 层：▽97．1m- ▽92．8m，开挖深度约26．5m；以本车站单渡线施工段剖面为分析断面[3]。

4.2 主要施工控制要点

4.2.1 先撑后挖

第一阶段，以土层厚度为2m 为主，展开表层土开挖，直至第一道砼支撑与冠梁完成后，继续第二次土方开挖。当继续开挖至第二道支撑面的0．5m 处，进行第二道钢支撑架设。如果要进行土方开挖，务必要将基坑内部的水量控制在开挖面以下。

4.2.2 严禁超挖、欠挖

采取先撑后挖的手法，这样可以避免围护结构出现较大变形。土方超挖时，由于坑内部土体较大，便会对围护结构产生一定的力量影响，可能导致其变形，影响基坑的可靠性。而进行土方欠挖时，便会引起现有的架设位置与原有设计发生偏差，当进行下一道土方开挖时，极有可能会对下一道支撑力度产生影响，进而引起下部维护结构的变形。

4.2.3 钢支撑预加轴力

实施单渡线的基坑施工时，其宽度会由之前的13．17m 逐渐变为11．64m。呈现出跨度小、空间小的基坑特点。为了进一步缩减工期，将钢支撑应用在第二道与第四道中。将所设计位置及时进行钢支撑的架构，随后按照实际的施工要求，对其预应力进行施加，然后实现其稳固的作用，继而可以进行下一步开挖操作。

4.2.4 补偿灌浆

施工过程中，一旦围护结构出现可较大变形情况，就需要及时对外侧的土体进行袖阀管注浆操作，将已有的土体空隙进行填补，避免周边土建沉降现象过于严重。但是在这一过程中，务必要将注浆的压力控制好，进而避免由于注浆带来的压力导致维护结构出现变形的状况。

5 监控量测方案

5.1 测点布置

监测点布置应选择典型的基坑断面，各监测项目的监测点应位于同一断面，以确认各监测数据，保证监测结果的可靠性。

5.1.1 建筑物沉降（倾斜）监测点布设

针对建筑的承重柱与外墙，进行10-15m 的间距测点，务必保障其的布设均匀。

5.1.2 地表沉降测点布设

布置监控断面时，应该以基坑的场边处为方向，设置每30m为一个， 对应维护结构的水平距离， 标准为5m、5m、5m、10m、10m，其钻孔深度应该在冻土层以下。

5.1.3 围护墙体水平位移布设

布置监控断面时，应该以基坑的场边处为方向，设置每30m为一个，并且还要与地表的监测点断面保持一致，其深度要与连墙相同长度。

5.1.4 支撑轴力布设

布置监控断面时，应该以基坑的场边处为方向，设置每30m为一个，采用钢筋应力计对混凝土进行支撑，选择最佳位置应在1/3 处，安装反力计在钢支撑中。

5.2 监测数据分析

ZQT12 和ZQT15 的监测数据进行分析，如图1 所示。

图1 支撑轴力时程曲线图

6 结语

随着明挖法在基坑开挖深度的逐渐增加中，将会导致周围的围护结构发生变形的状况，进而会直接影响到建筑物以及周边地表发生沉降。因此在实际的开挖工作中，务必要保障钢支撑的架设及时，随之基于其足够的预加轴立。进行混凝土的支撑架设时，务必要确保其的架设强度符合开挖条件，进而继续下一步开挖工作，还要严格杜绝超挖现象的出现。为了控制地基和建筑物的沉降，应采用补偿灌浆来填补地基与周围土体之间的空隙，但应严格控制灌浆压力。