[摘　要]　廣州市五羊邨車站出入口依據(jù)地質(zhì)條件,采用排樁+鋼與混凝土支撐的混合支撐方案。車站主體結(jié)構(gòu)已經(jīng)施工完成,出入口基坑為偏壓基坑,且地處繁華地帶,為確保基坑安全,布置詳細(xì)監(jiān)測方案。通過對數(shù)據(jù)分析表明:鋼支撐對控制深基坑位移有顯著作用;冠梁與混凝土支撐有利于基坑整體協(xié)調(diào)變形;由于已建車站主體結(jié)構(gòu)頂板、底板對新建出入口支護(hù)結(jié)構(gòu)具有支撐作用,出入口下部結(jié)構(gòu)變形受到約束,導(dǎo)致基坑最大變形在基坑頂部。

[關(guān)鍵詞]　偏壓深基坑　出入口　支護(hù)結(jié)構(gòu)　混合支撐　基坑監(jiān)測

      近年來,隨著城市化進(jìn)程不斷提高,地下空間的不斷涌現(xiàn),地鐵深基坑工程得到了很廣泛的應(yīng)用^[1]。目前,主要是針對地鐵車站和隧道區(qū)間的研究和分析,對于與車站主體相連接的出入口的研究與分析較少。一般情況下,地鐵車站主體施工完成后,再施工車站出入口。與車站主體結(jié)構(gòu)連接處,已建車站主體結(jié)構(gòu)頂板、底板對開挖的出入口基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)具有巨大的支撐作用,且基坑各邊的土壓力不對稱,導(dǎo)致地鐵車站出入口的受力、變形規(guī)律與一般深基坑有所不同。本文通過對施工監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,并針對基坑施工過程中存在的問題提出了相應(yīng)的處理措施,旨在對以后類似地鐵車站出入口基坑工程的設(shè)計(jì)與施工提供指導(dǎo)意見^[2]。

 

      五羊邨站I號出入口(見圖1所示)位于五羊新城寺右新馬路東端,介于寺右一馬路與廣州大道之間。該出入口底板埋深10.7~10.9m,局部埋深17m。出入口形狀復(fù)雜,東西總長54.6m,南北寬31.5m。車站主體結(jié)構(gòu)與出入口均采用明挖法施工,主體結(jié)構(gòu)已施工完成,該基坑安全等級為一級,基坑變形控制保護(hù)等級為一級。

      五羊邨站I號出入口,站位北側(cè)為已建五羊邨站主體結(jié)構(gòu),站位西側(cè)為寺右一馬路(距基坑15m),站位東側(cè)為粵康閣高層住宅(距基坑10m),站位南側(cè)為海平閣高層住宅(距基坑3m)。

      五羊邨站站區(qū)范圍內(nèi)地形平坦,地貌形態(tài)屬海陸沖積平原。具體表現(xiàn)為平緩三角洲沖積地貌,車站范圍內(nèi)無斷層通過,各土層物力力學(xué)參數(shù)見表1所示。本站第四系地層較差,分布有淤泥和砂層,砂層具有輕微到中等液化。

      該基坑周邊有粵康閣和海平閣等高層住宅,以及煤氣管道等管道設(shè)備,為了保證工程本身安全及周圍建筑(構(gòu)筑)物安全,對基坑工程提出了嚴(yán)格的要求。由于場地條件限制,且施工工期的要求,本工程vi號出入口處大部分采用排樁+2道鋼支撐與混凝土混合支撐,局部處采用排樁與土釘+3道內(nèi)支撐。

      排樁采用Φ1200人工挖孔樁及Φ1000的鉆孔樁,樁距為1200mm。冠梁截面1000×1000mm和1200mm×1000mm,混凝土腰梁截面為600×800mm,鋼圍檁為為2I45a,鋼支撐采用、壁厚12mm的鋼管,鋼材Q235。第一道支撐采用鋼支撐,角撐采用500×700mm混凝土支撐,第二道支撐采用混凝土支撐,第三道采用鋼支撐。第一道軸力設(shè)計(jì)值為500kN,第二道設(shè)計(jì)值1000kN,第三道設(shè)計(jì)值450kN。

 

      由于本基坑地處商業(yè)地帶,周邊有粵康閣和海平閣等高層住宅,以及煤氣管道等管道設(shè)備,為了保證工程本身安全及周圍建筑(構(gòu)筑)物安全,根據(jù)基坑相關(guān)技術(shù)規(guī)范和設(shè)計(jì)要求^[3-5],對基坑工程進(jìn)行了多項(xiàng)監(jiān)測,括號內(nèi)為第二道支撐監(jiān)測點(diǎn)。具體監(jiān)測布置圖如圖2所示:

      根據(jù)圖3所示,混凝土角撐的內(nèi)力隨著深基坑的分部開挖而逐漸增大,D020初始值為273kN,第一道鋼支撐施加預(yù)應(yīng)力之后,混凝土支撐軸力仍然增加,第二道混凝土支撐架澆注之后,繼續(xù)進(jìn)行開挖,已建地鐵車站主體結(jié)構(gòu)頂板、中板、底板對出入口支護(hù)結(jié)構(gòu)具有巨大支撐作用,隨著深基坑的開挖,第一道角撐軸力繼續(xù)增加,角撐D020超過設(shè)計(jì)值500kN的89%,達(dá)到942.20kN,角撐D021超過設(shè)計(jì)值500kN的20%,達(dá)到600kN,可見,由于第一道混凝土角撐開挖之前架設(shè),混凝土角撐與冠梁協(xié)調(diào)合作,有利于協(xié)調(diào)基坑整體受力和變形,設(shè)計(jì)中需要加大角撐支撐剛度。

      從圖4和圖5可以看出,第二道支撐架設(shè)之后,第一道支撐軸力逐漸減小,第二道支撐軸力逐漸增加,土壓力不對稱側(cè)支撐軸力D027和D028明顯大于土壓力對稱側(cè)D024和D025軸力。第二道混凝土支撐最大值為D028為737.9kN,小于設(shè)計(jì)值的26%�；炷�土支撐D024最大值為556.2kN,小于設(shè)計(jì)值的44%,混凝土角撐D026為417.9kN,小于設(shè)計(jì)值的58.2%。D026軸力是D024軸力的75.13%,為了工期需要,設(shè)計(jì)中要求當(dāng)基坑開挖到第二道支撐位置時,才施做第一道鋼支撐和第二道混凝土支撐。第二道混凝土角撐D026小于D024支撐的24.9%,小于D02支撐的43.5%,說明深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)空間效應(yīng)明顯。

      從圖6和圖7可以看出,C019和C020隨著基坑逐步開挖變形增加,第一道鋼支撐架設(shè)前,支護(hù)結(jié)構(gòu)整體向基坑內(nèi)變形,鋼支撐架設(shè)之后,隨著深基坑的開挖逐步進(jìn)行,深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)土壓力較大側(cè)繼續(xù)向基坑內(nèi)變形,而土壓力較小側(cè)向基坑內(nèi)變形趨勢減緩,甚至有向基坑外變形的趨勢。鋼支撐的預(yù)應(yīng)力限制了支護(hù)結(jié)構(gòu)向基坑內(nèi)的變形。已建地鐵車站主體結(jié)構(gòu)頂板、中板、底板對出入口支護(hù)結(jié)構(gòu)具有巨大支撐作用,由于不對稱土壓力作用,且主體結(jié)構(gòu)上部土體為回填土,隨著深基坑的開挖,第一道角撐軸力繼續(xù)增加,基坑向土壓力較小側(cè)移動。

      C021監(jiān)測點(diǎn)變形如圖8所示,隨著深基坑的逐步開挖,支護(hù)結(jié)構(gòu)一直向基坑內(nèi)側(cè)變形,最大變形在第一道鋼支撐下面,位移為2.3mm,鋼支撐與支護(hù)結(jié)構(gòu)夾角為37°,說明支撐于支護(hù)結(jié)構(gòu)夾角較小時,鋼支撐限制變形的能力不明顯。

      如上圖圖9所示,測點(diǎn)C024隨著深基坑逐步開挖,第一道支撐架設(shè)前,支護(hù)結(jié)構(gòu)一直向基坑內(nèi)變形,在第一道支撐架設(shè)之后,由于已建主體結(jié)構(gòu)巨大的支撐作用,且基坑兩邊土壓力的不平衡,造成基坑位移向基坑外移動,基坑變形的最大值在支護(hù)結(jié)構(gòu)的頂面。最大值為-6.5mm。隨著基坑土體開挖,支護(hù)結(jié)構(gòu)最大變形位置沒有變化,證明支撐剛度能夠有效控制分部開挖對支護(hù)結(jié)構(gòu)變形的影響。

      第一道混凝支撐軸力隨著基坑的開挖,逐漸增大,在第一道鋼支撐預(yù)應(yīng)力施加前,基坑整體變形規(guī)律基本一致,說明冠梁、第一道混凝土支撐對深基坑整體協(xié)調(diào)變形有顯著影響。第一道支撐軸力隨著基坑開挖逐步增加,直到基坑開挖完成之后才穩(wěn)定,位移變形最大值在支護(hù)結(jié)構(gòu)頂部而不是在開挖面附近,說明第一道支撐對控制基坑整體變形具有關(guān)鍵作用。