廈門軌道交通五緣灣停車場基坑方案探討

李連秀

廈門翔安機(jī)場投資建設(shè)有限公司（361006）

1 工程概況

1.1 站址環(huán)境

五緣灣停車場場址位于廈門市島內(nèi)，停車場用地處于枋湖北路、云頂路、枋湖東路、尚忠路四周合圍的地塊內(nèi)。停車場范圍地貌主要為緩坡殘丘地貌，受城市開發(fā)建設(shè)影響，現(xiàn)場地較為平整，用地現(xiàn)狀為建材家具市場及數(shù)棟多層辦公樓。地面高程為21.15～26.31 m，高差為5.16 m。

1.2 停車場基坑概況

本基坑長約452.8 m，寬為24.0～170.8 m，臨近云頂路側(cè)基坑最寬為166 m，臨近枋湖東路側(cè)基坑最窄為18.6 m，基坑深度為13.9～17.0 m，臨近云頂路側(cè)基坑最深約17.0 m，臨近尚忠路側(cè)基坑最淺約13.9 m。停車場結(jié)構(gòu)地下一層為框架結(jié)構(gòu)，層高為11～13 m。

1.3 臨近建、構(gòu)筑物及管線情況

1）建構(gòu)筑物:停車場周邊建構(gòu)筑物較多，停車場北側(cè)（枋湖北路）1H（H為基坑深度）范圍內(nèi)有10 kV架空高壓線、地下過街通道和擬建湖里法院站～雙十中學(xué)站區(qū)間隧道；東側(cè)（云頂路）1H范圍內(nèi)有BRT高架車站人行天橋，1H～2H范圍內(nèi)有BRT高架橋；南側(cè)（尚忠路）1H范圍內(nèi)有青菜園土菜館（兩層局部三層），1H～2H范圍內(nèi)有七天連鎖酒店（一層地下室）及騰華精品酒店（一層地下室）。

2）地下管線:停車場基坑開挖影響范圍內(nèi)的管線眾多，主要有10 kV架空高壓線、?108 mm燃?xì)夤堋?800 mm混凝土直埋式雨水管、?400 mm混凝土直埋式污水管、?500 mm鑄鐵直埋式給水管、380 V電力線等。

2 主要地質(zhì)情況

基坑范圍內(nèi)主要地層自上至下主要為雜填土、素填土、粉質(zhì)黏土、殘積砂質(zhì)黏性土、全風(fēng)化花崗巖、強(qiáng)風(fēng)化花崗巖、微風(fēng)化花崗巖。基坑底主要處于殘積砂質(zhì)黏性土。殘積層及全、強(qiáng)風(fēng)化巖具有遇水易軟化、崩解，強(qiáng)度急劇降低的特點。

3 停車場基坑方案

停車場基坑方案采用半順作半逆作法施工，其中出入場線接口部分，基坑寬度為40～62 m，深度約14.5 m，基坑采用明挖順作法施工，明挖順作法范圍長度自出入場線接口處沿基坑?xùn)|西方向向東約65 m；其余部分采用主體結(jié)構(gòu)部分邊跨頂板逆作法施工。基坑采用盆式開挖，從中間向周邊分層分段開挖，挖至主體結(jié)構(gòu)邊跨2~3跨處，基坑采用放坡預(yù)留核心土+圍護(hù)樁支護(hù)型式來控制基坑周邊變形。開挖后先施工基坑中間處的主體結(jié)構(gòu)，待基坑核心區(qū)范圍內(nèi)的主體結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度，根據(jù)施工現(xiàn)場組織，對稱分區(qū)域施工邊坡上的梁板結(jié)構(gòu)，基坑兩側(cè)形成對撐后開挖核心土至坑底，順作基坑中剩余部分的主體結(jié)構(gòu)底板、柱子及側(cè)墻的基坑方案[1]。

4 停車場基坑方案技術(shù)重難點

五緣灣停車場基坑周邊環(huán)境復(fù)雜，基坑支護(hù)型式多樣新穎，因巖土工程地質(zhì)情況復(fù)雜多變，基坑計算理論經(jīng)驗性較強(qiáng)，從基坑支護(hù)施工到主體結(jié)構(gòu)施工完成，停車場基坑實施方案的成功案例對當(dāng)?shù)鼗庸こ探?jīng)驗具有很高的參考價值。目前該停車場主體結(jié)構(gòu)已施工完成，基坑開挖對周邊管線及建構(gòu)筑物變形控制良好，對主體結(jié)構(gòu)影響較小，為廈門軌道交通五緣灣停車場主體結(jié)構(gòu)順利提前竣工貢獻(xiàn)了一份力，得到業(yè)內(nèi)人士的肯定。文章根據(jù)設(shè)計及施工過程中遇到的一些技術(shù)難點及注意事項總結(jié)如下:

1）預(yù)留核心土邊坡支護(hù):根據(jù)停車場主體結(jié)構(gòu)邊跨的頂板（梁）高度，梁底與邊坡平臺預(yù)留1 m施工空間要求，以保證施工平臺上方梁板的作業(yè)空間。核心土邊坡高度約11 m，采用1∶1一級坡，放坡坡面采用1 200 mm×1 200 mm臺階+錨桿（每級臺階設(shè)置一道）支護(hù)型式。在核心土臺階處架設(shè)鋼管支撐架進(jìn)行邊跨頂板（梁）的高大模板施工，鋼管支撐架水平間距1.2 m，與臺階寬度相對應(yīng)，鋼管位置應(yīng)盡量放置在每級臺階的根部，確保每級臺階的邊坡穩(wěn)定性。

根據(jù)巖土理正計算分析，并經(jīng)midas NX數(shù)值模擬進(jìn)行復(fù)核，臺階坡面及放坡平臺超載均采用20 kPa均布荷載模擬，計算滑動穩(wěn)定性的安全系數(shù)均大于1.25，滿足一級邊坡基坑要求。根據(jù)以往地質(zhì)經(jīng)驗存在不確定因素，故在每階核心土臺階中部均采用土釘墻錨桿進(jìn)行加強(qiáng)，確保在預(yù)留核心土邊坡上方施工頂板（梁）的安全可靠。

2）停車場基坑邊跨處核心土邊坡頂平臺的預(yù)留寬度需根據(jù)基坑周邊風(fēng)險源及邊跨跨度確定，放坡平臺寬度原則上為核心土放坡范圍盡量占用邊跨的2～3跨（每跨跨度約8～12 m），以減少逆作頂板（梁）的跨度。

采用核心土+圍護(hù)樁支護(hù)型式，確保周邊管線及建構(gòu)筑物的影響分析，該工況理論計算尚未成熟，基坑變形的理論計算分析并不能完全反應(yīng)施工現(xiàn)場的實際工況。故預(yù)留核心土平臺寬度的確定對周邊環(huán)境的影響大小較為關(guān)鍵。

根據(jù)周邊現(xiàn)場情況，臨近枋湖北二路側(cè)基坑主要風(fēng)險源為地下過街通道（與凈距約5.4 m）、盾構(gòu)區(qū)間（凈距約14.7 m）、10 kV高壓鐵塔（凈距約7.3 m）、上水及污水管線（凈距為2.3～7.5 m）等，預(yù)留核心土邊坡頂平臺寬度采用10 m。臨近云頂北路側(cè)BRT高架站出入口扶梯（凈距為3.1 m）、上水管（凈距約4.2 m）、高架橋（凈距為19.3 m）等，預(yù)留核心土邊坡頂平臺寬度約15 m。臨近主要風(fēng)險為D108燃?xì)夤埽?.3～10.6 m）、D500上水管（3.6～10.8 m），基坑預(yù)留核心土邊坡頂平臺寬度約4 m。

經(jīng)基坑施工監(jiān)測，對于基坑預(yù)留核心土+圍護(hù)樁支護(hù)型式，其不同的邊坡頂平臺寬度對周邊管線及建構(gòu)筑物變形影響不同，施工過程中臨近尚忠路及枋湖東路側(cè)的燃?xì)夤艹霈F(xiàn)超過預(yù)警值，后經(jīng)采取保護(hù)措施尚未出現(xiàn)安全事故。其他區(qū)域基坑開挖對周邊環(huán)境影響變形可控。建議臨近重要管線較近處核心土預(yù)留平臺寬度應(yīng)盡量加大，以便減小基坑放坡開挖對周邊環(huán)境的影響。

3）五緣灣停車場建筑為單層地下室框架結(jié)構(gòu)，層高為11～13 m,且框架梁因覆土及跨度較大（每跨跨度為8～12 m），主體結(jié)構(gòu)框架梁較大，截面梁高一般在1.6～2.1 m。經(jīng)計算永久支撐鋼管立柱采用D600，t=15.8的鋼管立柱，鋼管內(nèi)澆筑C50混凝土，立柱為外包混凝土永久立柱，本鋼管立柱不在設(shè)聯(lián)系梁及剪刀撐，以方便基坑土方開挖施工。局部頂板（梁）荷載較大處，可增設(shè)臨時格構(gòu)柱或限制頂板超載的方式減小鋼管立柱承受荷載，增加鋼管立柱的穩(wěn)定性，滿足設(shè)計要求。鋼管立柱與格構(gòu)柱相比，穩(wěn)定性好，適用于跨度較大、承受頂板荷載較大的蓋挖逆作法基坑支護(hù)。

4）邊跨逆作法的永久結(jié)構(gòu)梁板與圍護(hù)樁頂冠梁澆筑在一起，圍護(hù)樁既參與抗浮，也參與承壓，圍護(hù)樁需考慮豎向荷載及豎向變形。圍護(hù)樁樁底采用后注漿措施以保證圍護(hù)樁樁頂承受的頂板（梁）的豎向荷載，經(jīng)基坑實際監(jiān)測，豎向變形可控，滿足主體永久結(jié)構(gòu)受力變形控制要求。

5）明挖順作法與明挖半逆作法接口處核心土預(yù)留需采用錐形放坡，避免核心土邊坡懸臂，加強(qiáng)邊坡支護(hù)的穩(wěn)定性及接口處的變形控制。

6）臨近枋湖北路與云頂路側(cè)基坑因頂板與周邊地勢高差較大，主體結(jié)構(gòu)與冠梁同步施工，基坑開挖冠梁底處基坑深度4～5 m，且周邊管線及建構(gòu)筑物眾多，不具備放坡開挖條件，故設(shè)計采用微型鋼管樁進(jìn)行支護(hù)。微型鋼管樁根據(jù)地質(zhì)情況、周邊環(huán)境及基坑深度分別采用直徑219 mm或400 mm鋼管。微型鋼管樁相比拉森鋼板樁，其施工設(shè)備占地較小，方便施工；剛度較大，控制變形較好；鋼板樁一般為施工租賃物資，后期需拔出，并對拔出后孔洞進(jìn)行回填，該工況對周邊環(huán)境管線及建構(gòu)筑物變形影響較大。故微型鋼管樁方案合理可行。

7）基坑開挖范圍內(nèi)主要以殘積砂質(zhì)黏性土或全風(fēng)化花崗巖為主，一般黏性土可不設(shè)止水帷幕，滲透系數(shù)較小。然該地質(zhì)遇水易軟化，基坑支護(hù)采用圍護(hù)樁，樁間土經(jīng)基坑開挖時間周期長，施工現(xiàn)場樁間防護(hù)（噴射混凝土+鋼筋網(wǎng)片）較慢，施工不可控。故采用高壓旋噴樁止水帷幕對樁間土進(jìn)行加固，避免樁間土施工期間遇水軟化崩解轉(zhuǎn)變?yōu)轭A(yù)留流出樁間，防止基坑安全隱患。

8）臨近枋湖北路側(cè)，根據(jù)軌道全線施工進(jìn)度及停車場進(jìn)度實際進(jìn)度情況，道路下盾構(gòu)區(qū)間需先于停車場基坑施工，支護(hù)采用鉆孔灌注樁施工機(jī)械振動較大，且樁間止水帷幕若施工單位施工不好，基坑存在水土流失風(fēng)險。盾構(gòu)區(qū)間根據(jù)軌道相關(guān)規(guī)范要求，變形控制較為嚴(yán)格，故臨近枋湖北路側(cè)支護(hù)鉆孔灌注樁改為地下連續(xù)墻支護(hù)型式。加強(qiáng)對枋湖北路側(cè)盾構(gòu)管片的變形控制，基坑方案安全可靠。

9）臨近云頂路側(cè)局部沿基坑方向20 m范圍內(nèi)，微風(fēng)化花崗巖巖層地勢較高。根據(jù)勘察報告，微風(fēng)化巖層高于基坑底4 m以上，鉆孔灌注樁支護(hù)結(jié)構(gòu)施工難度大，故考慮采用吊腳樁的支護(hù)型式，圍護(hù)樁間采用直徑150 mm錨桿體對樁底處進(jìn)行錨固加強(qiáng)。

5 結(jié)論

五緣灣停車場基坑支護(hù)基坑深度為13.9～17.0 m，基坑深度較深，面積較大，周邊環(huán)境復(fù)雜，支護(hù)結(jié)構(gòu)采用臨時支撐（明挖順作）和頂板（梁）做支撐相結(jié)合的單撐方案，且分別采用邊跨頂板（梁）逆作法、核心土臺階施工、鋼管立柱作為永久立柱、微型鋼管樁、吊腳樁、地下連續(xù)墻及停車場主體結(jié)構(gòu)與圍護(hù)結(jié)構(gòu)結(jié)合等相結(jié)合的基坑支護(hù)型式，基坑支護(hù)種類多樣，結(jié)合已施工現(xiàn)場的實際變形數(shù)據(jù)，為后續(xù)廈門當(dāng)?shù)鼗釉O(shè)計及施工提供可參考的寶貴經(jīng)驗。