复杂深基坑紧邻既有建筑物支护设计施工方案研究与应用(2)
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2024年08月21日 09:38:54
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来源:建筑技术杂志社

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作者:姜同兴,?等

  5总体施工部署 (1)地面平整。清除至设计高程。 (2)一级基坑地下连续墙施工。地下连续墙采用液压成槽机泥浆护壁成槽,采用200?t、100?t履带式起重机进行钢筋笼吊装,水下灌注混凝土。 (3)冠梁及高压旋喷接头堵漏桩施工。采用现场绑扎钢筋,商品混凝土浇筑冠梁及挡墙。地下连续墙接头堵漏桩采用高压旋喷钻机施工。

 

5总体施工部署

(1)地面平整。清除至设计高程。

(2)一级基坑地下连续墙施工。地下连续墙采用液压成槽机泥浆护壁成槽,采用200?t、100?t履带式起重机进行钢筋笼吊装,水下灌注混凝土。

(3)冠梁及高压旋喷接头堵漏桩施工。采用现场绑扎钢筋,商品混凝土浇筑冠梁及挡墙。地下连续墙接头堵漏桩采用高压旋喷钻机施工。

(4)一级基坑土方开挖及支护。土方开挖应在基坑围护结构及旋喷桩全部施工完成后进行,土方开挖作业采用岛式开挖,南北侧两个施工区同时开挖,分层分段开挖施工,每层开挖深度不大于1.5?m,在锚索位置开挖至锚索下500?mm位置。在土方开挖过程中,开挖1层支护1层。

(5)一级基坑地基验收。部分开挖至基底标高进行钎探,验收合格后进行垫层、防水层及保护层施工。

(6)二级基坑地下连续墙、立柱桩施工。施工M3线、R4线车站及北风道附属地下连续墙、抗拔桩兼立柱桩。

(7)二级基坑土方开挖。M3线车站土方开挖至设计地下连续墙顶标高,施作冠梁、支撑、连系梁。R4线车站及北风道附属土方开挖至第一道环形支撑底标高,施作腰梁、支撑和环梁。

(8)二级基坑地基验收。M3线车站、北风道附属土方开挖到坑底,部分开挖至基底标高后进行钎探,验收合格后进行垫层、防水层及保护层施工。

(9)三级基坑土方开挖。R4线车站土方开挖至第二道支撑底标高,施作腰梁、钢支撑和连系梁。

(10)三级基坑地基验收。R4线车站土方开挖到坑底,部分开挖至基底标高后进行钎探,验收合格后进行垫层、防水层及保护层施工。

6施工对既有结构影响数值分析

为保证周边风险源及自身基坑安全,针对周边国铁朝阳站站房结构、高铁高速停车场、北侧宿舍综合楼、周边管线及枢纽地铁一体化基坑,建立有限元分析模型。结合总体施工部署所示关键施工工序,模拟一体化基坑施工全过程,得出结构变形数值及结构应力数值。经分析,枢纽地铁一体化基坑整体支护设计方案合理,基坑开挖对西站房结构有一定影响,安全风险可控,并以此为依据对支护设计方案、施工方案、监测方案、应急预案等提出优化建议。

7特殊节点部位施工技术措施

7.1?富水砂层中打设锚索穿透止水帷幕方案

根据地质勘查资料,基坑地质为砂层,锚索施工中将连续墙打穿后,受压力水流影响,发生涌水涌砂现象,沿锚索孔流出水和砂,造成地面塌陷,影响基坑安全。因此应采取如下措施。

(1)采用跟套管(冲击)锚杆钻机,孔径150?mm,避免塌孔及涌水涌砂。

(2)锚索施工中注浆措施。锚索采用孔底至孔中返浆式注浆。施工采用间歇式反复注浆,并在浆液中加入减水剂或速凝剂,控制浆液向周边流动,直至注浆压力达到设计压力。

(3)锚索孔漏水处理措施。锚索施工完成后,对漏水锚索孔进行封堵。封堵采用向漏水锚索孔内注速凝快硬型堵漏材料(水不漏),按1∶0.2的质量比调水反复揉捏成团后迅速塞紧,将水封闭后再进行锚索张拉,张拉后再次出现漏水锚索孔,采用从锚索孔旁边钻斜孔,埋入注浆管后注入水泥浆(水泥采用普通硅酸盐水泥,强度等级为P·O?42.5),直到将水封闭。

7.2?锚杆钻孔施工遇障碍物方案

根据现场情况,基坑东侧存在国铁朝阳站围护桩,容易导致锚索钻孔施工困难,应采取以下措施。

(1)施工前准确探明坑外建构筑物及管线类型埋深及走向,若发现影响锚杆施工,及时通知设计单位根据调查结果调整锚杆位置或角度。在施工过程中严格控制锚杆成孔角度,避免施工时伤及既有建(构)筑物或管线。现场对国铁朝阳站围护桩进行实测实量,根据桩位调整预埋套管位置,锚索打设避开国铁朝阳站围护桩。基坑东侧预埋钢管预留预应力锚索孔,由圆形调整为水平长条形钢管,使锚索打设角度可在水平方向调整,避免后期开孔。

(2)施工过程中,钻进过程如遇国铁朝阳站围护桩,钻头进尺困难时开启潜孔锤冲击围护桩,使回转钻进变为冲击回转钻进。封堵原孔位,根据设计要求及现场情况调整锚索位置,重新补打钻孔。

7.3?地下连续墙施工需破坏国铁朝阳站锚杆

基坑东侧地下通道连通区域,宽度约180?m范围内国铁支护结构肥槽尚未回填,地下连续墙施工过程中会造成国铁支护锚杆破坏,从而降低国铁支护体系的安全系数。

因此,要求地下连续墙施工前采取国铁支护桩加固措施,采用内支撑体系,即在国铁支护桩与主体工程结构之间1.8?m宽未回填区域设置两道临时内支撑。临时支撑为工22?a连接桁架结构。

7.4?联络通道围护结构施工

枢纽与国铁朝阳站间存在120?m联络通道,联络通道施工需破除该范围枢纽地下连续墙与大铁围 护桩。

为了保证基坑安全,联络通道两侧提前施作 ?800@1?200钻孔灌注桩,作为联络通道围护结构。与既有围护结构连接处,连续3根桩密排,外侧设置 ?800@600高压旋喷桩止水帷幕。

7.5?地下连续墙止浆堵漏桩施工

由于高压旋喷桩切断锚索扰动土体、国铁朝阳站联络通道区域未回填等原因,在地下连续墙施工过程中,地下土体存在通路,出现跑浆现象,无法采用泥 浆护壁成槽。现场在地下连续墙外旋挖干成孔施作 ?800@1?300及 ?1?000@1?300素混凝土咬合桩,形成止浆墙,保证枢纽地下连续墙采用泥浆护壁成槽施工。

7.6?盾构下穿枢纽地连墙

星火站—工体盾构区间穿越枢纽围护结构地下连续墙,右线夹角26?°,左线夹角61?°。盾构大角度穿越枢纽地下连续墙,存在盾构顶进线路精度控制困难、枢纽存在基坑安全风险、周边国铁朝阳站既有结构变形较大等问题(图3)。

     

图3?盾构穿越区域平面示意

为了保证施工安全,项目综合考虑“地下连续墙短嵌固+增加预应力锚索”“地下连续墙短嵌固+混凝土内支撑”“地下连续墙短嵌固+坑内土体加固+ 内支撑”等基坑加固方案。试算过程中前几步工况均没有问题,在最后一步工况时,由于地下连续墙嵌固不足,即被动土压力不足,地下连续墙会产生“踢脚”变形,无法满足抗倾覆验算,整体稳定性无法满足要求,且短嵌固前提下其他加固方案无法满足基坑变形、周边建筑物沉降及基底隆起要求,不具备设计可行性。最终支护方案选择“地下连续墙穿越部位预留玻璃纤维筋+调整锚索角度”,以保证盾构穿越、基坑自身及周边环境安全。

8结束语

随着城市地下工程的建设加速,越来越多的工程施工需要邻近风险源施工。为保证基坑安全及周边环境安全,施工前需结合现场实际情况及整体施工安排,综合考虑确定基坑支护设计方案及施工方案,使用有限元分析模拟方案可行性。通过过程中基坑监测、国铁朝阳站监测数据显示,星火枢纽与地铁一体化基坑支护方案安全可行,可有效控制周边国铁朝阳站变形值,并为类似工程施工提供借鉴。

(本文已完结)




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