南京站北站房深基坑樁撐支護施工

陸振宏

摘要：針對南京站增建北站房中大深基坑工程中的難點與特點，綜合采用了分層基坑圍護設(shè)計、基坑開挖的施工技術(shù)

關(guān)鍵詞：南京站北站房;深基坑;樁撐支護

1 工程概況

南京站北站房工程位于既有南京鐵路旅客站房北側(cè)，北靠小紅山。建筑場地長189m，寬39m，主體工程為2層，局部3層，并設(shè)地下一層作為出站廳，總建筑面積19948m2。

地下出站廳為地下一層，基坑面積約為2731m2，總延米長約209m，基礎(chǔ)底板頂標(biāo)高為8.65～9.35m，底板厚0.3m，基礎(chǔ)承臺頂標(biāo)高為7.85～9.35m，承臺厚1.0～4.5m，考慮墊層厚0.1m，基坑開挖深度為6.55～11.45m。地鐵1號線出入口通道為地下一層，基坑面積約為900 m2，總延米長約143m，底板頂標(biāo)高3.4～12.85m，底板厚0.6m，基礎(chǔ)承臺頂標(biāo)高3.35～11.00m，承臺厚1.3m，考慮墊層厚0.1m，基坑開挖深度為3.35～13.55m。

地下出站廳基坑西側(cè)臨地鐵1號線隧道區(qū)間，北側(cè)臨站前廣場，南側(cè)臨接出站地道，周邊環(huán)境較為復(fù)雜，能占用空間少。地鐵1號線出入口通道基坑南側(cè)臨站臺，東側(cè)連通地鐵1號線站廳。綜合基坑開挖深度和周邊環(huán)境，本基坑安全等級為一級。基坑工程特點與難點

（1）工期緊：南京站北站房要求在2014年8月份青奧會之前投入使用，而且按照施工安排開工時間較晚，2013年9月開工，但是合同工期要求地下結(jié)構(gòu)施工需要在2013年12月底前完成，以保證站房結(jié)構(gòu)及裝潢時間。施工工期極為緊張。

（2）難度大：本標(biāo)段周邊環(huán)境復(fù)雜，各個施工作業(yè)單位眾多，施工且與相鄰的交通廣場，地下停車場，地鐵等交錯施工，施工場地和邊界條件復(fù)雜形成了較大的難度

（3）鄰近股道基坑穩(wěn)定監(jiān)測與控制是重點：保證基坑穩(wěn)定是基坑順利施工及周邊環(huán)境安全的關(guān)鍵。地下出站廳及地鐵1號線4、5號出入口施工緊鄰滬寧城際5道，且4道及13站臺需要正常運營，加強基坑施工過程的周邊建筑監(jiān)測與保護，合理控制開挖深度，防止因超挖、支撐架設(shè)不及時等情況導(dǎo)致地面沉降是施工重點。

2.基坑支護結(jié)構(gòu)

基坑設(shè)計分為地下出站廳基坑及地鐵1號線4號出入口，地鐵一號線5號出入口通道基坑兩大部分。根據(jù)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)特性本工程采用地下出站廳及地鐵1號線4號出入口基坑支護采用樁撐支護方案，拉森鋼板樁支護配合：樁頂放坡1m，下部采用?1000@1200鉆孔灌注排樁圍護，樁身混凝土C30，樁頂設(shè)1200mm×1000mm的鋼筋混凝土冠梁，混凝土C30。在冠梁層設(shè)置一道水平斜支撐結(jié)構(gòu)，支撐中心標(biāo)高14.00m，角度45°，支撐長度為8.5m，水平斜支撐主桿件采用?609×10mm鋼管，連接桿件采用?500×10mm鋼管，局部位置加設(shè)立柱，立柱采用?1000鉆孔灌注樁結(jié)合?500×10mm鋼管構(gòu)成。在冠梁與支撐連接的位置預(yù)埋鋼墊板，支撐與鋼墊板焊接連接。

地鐵1號線5號出入口基坑采用樁撐支護方案：樁頂放坡1m，下部采用?800@1000鉆孔灌注排樁圍護，樁身混凝土C30，樁頂設(shè)1000mm×800mm的鋼筋混凝土冠梁，混凝土C30，局部在距樁頂-5.4m處設(shè)置一道鋼腰梁，腰梁采用雙拼HW400×400×13×21mmH型鋼。在冠梁層設(shè)置一道?609×10mm鋼管對撐結(jié)構(gòu)，支撐中心標(biāo)高14.10m，支撐長度8.5～16.95m，在局部腰梁設(shè)置第二道?609×10mm鋼管對撐結(jié)構(gòu)，支撐中心標(biāo)高9.10m，支撐長度為10.30m。在施工冠梁時，在冠梁與支撐連接的位置預(yù)埋鋼墊板，支撐與鋼墊板焊接連接。鋼腰梁與支撐采用鋼墊板焊接連接，并在底部間隔設(shè)置型鋼托架。鉆孔灌注樁共計259根，鋼板樁共計25根。

現(xiàn)簡單計算寇、腰梁配筋：

2.1冠、腰梁配筋計算

⑴冠梁計算

按照多跨連續(xù)梁計算，跨距4～6.5m，均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值44.0～133.7 kN/m，連續(xù)梁計算截面b*h=1000mm*800mm。

計算得連續(xù)梁截面最大彎矩設(shè)計值0M=1.25γ0*101*q*l2=1.25*1.1*101*132.6*6.52=770.3 kN*m，最大剪力設(shè)計值=1.25γ0*0V12*q*l=1.25*1.1*12*132.6*6.5=592.6kN。

①正截面強度計算

maxM=770.3KN·m

αs=*106/（fc*h*b02）=770.3*106/（14.3*800*9502）=0.075 maxM

γs=0.5（1+sα21?）=0.96

As=/（γs *fy*b0）=770.3×106/（0.96×360×950）=2346.2 maxM2mm

ρmin ×A=max（0.2%，）×1000×800=1600mm2 ytff/*45

實際配筋：實取7Φ25有 As=3436 2mm

②斜截面強度計算

/whb=950/800=1.19<4，

V=592.6kN<00.25ccfbhβ=0.25×14.3×800×950=2717kN

0.7=0.7×1.43×800×950=760.8kN>V=592.6kN 0bhft

不需計算配箍筋，需滿足，min0.24svtsvsvyvAfbsfρρ=≥==0.127%

取Φ10@200四肢箍，滿足要求。

⑵腰梁計算

按照多跨連續(xù)梁計算，跨距4m，均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值520.1kN/m。

連續(xù)連續(xù)梁截面最大彎矩設(shè)計值0M=1.25γ0*101*q*l2=1.25*1.1*101*520.1*42=1144.2 kN*m。

采用兩根雙拼HW400×400×13×21型鋼，雙拼型鋼能抵抗最大彎距Mmax1=2×1.05×3300000×205=1420.6KN*m.

圍檁采用雙拼HW400×400×13×21型鋼可滿足設(shè)計要求。其它計算省略：

3、基坑監(jiān)測

（1）支護設(shè)計監(jiān)測控制要求為設(shè)計預(yù)警值，接近或達(dá)到預(yù)警值時立即發(fā)出書面報告。

（2）止水結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂隙、漏水，水頭壓力較小時采用“堵漏王”堵漏配合濾管引流，外側(cè);止水結(jié)構(gòu)出現(xiàn)水壓力很大的涌水時應(yīng)組織力量搶險注漿。

（3）基坑內(nèi)出現(xiàn)管涌或者超深開挖（如電梯井）發(fā)生塌方，可局部采用輕型井點降水形成帷幕。

（4）如果基坑底部或周圍土體出現(xiàn)可能導(dǎo)致剪切破壞的跡象或其他可能影響安全的征兆（如少量流沙、涌土、隆起、陷落等）均應(yīng)及時采取應(yīng)急措施，及時處理，排除工程事故隱患。除此以外，相關(guān)單位應(yīng)加強巡視和目測，如發(fā)現(xiàn)下面跡象之一都應(yīng)采取應(yīng)急措施：a建筑物的砌體部分出現(xiàn)寬度大于2mm的變形裂縫;b附近地面出現(xiàn)寬度大于10mm的裂縫。確保鐵路、地鐵運營安全。

4.深基坑開挖方案

（1）土方開挖到各層鋼管支撐底部時，及時施作鋼管支撐并施加軸力;其它土層的土方開挖到各層鋼管支撐底部時，及時施作鋼管支撐。

（2）基坑開挖過程中采取嚴(yán)禁超挖，基坑縱向放坡不得大于安全坡度，對暴露時間較長或可能受暴雨沖刷的縱坡采用鋼絲網(wǎng)水泥噴漿等坡面保護措施，嚴(yán)防縱向滑坡。

（3）機械開挖的同時輔以人工配合，特別是基底以上30cm的土層采用人工開挖，以減少超挖、保持坑底土體的原狀結(jié)構(gòu)。

（4）圍護結(jié)構(gòu)監(jiān)測在基坑開挖過程中，要緊跟支撐的進展，對圍護結(jié)構(gòu)變形和地層移動進行監(jiān)測，根據(jù)監(jiān)測資料及圍護結(jié)構(gòu)變形警標(biāo)，及時采取措施改進，控制變形。

5.總結(jié)：在南京站北站房超大基坑工程施工中，通過大量地前期總體策劃及大量技術(shù)創(chuàng)新，制定了相應(yīng)的施工措施與關(guān)鍵技術(shù)方案，并在實施過程中隨工程的進展不斷優(yōu)化調(diào)整，保證了在2013年12月份順利完成基坑土方開挖，基坑變形各項監(jiān)測數(shù)據(jù)均在控制范圍內(nèi)，達(dá)到了預(yù)定的各項效果與工期目標(biāo)，為上部結(jié)構(gòu)施工奠定了堅實的基礎(chǔ)，確保了工程整體進度的實現(xiàn)。