大直徑管線橫跨某深基坑工程支護結構研究

陳健 郭宏博 程韜

摘 要：樁+內支撐是目前常用的深基坑支護形式，實用性廣，安全性高。廣泛應用于成都地鐵基坑建設。在市區內新建地鐵車站時，管線錯綜復雜，橫跨基坑管線眾多，圍護結構無法均勻布置。存在部分間距過大的圍護樁。需要采取加強措施，本文主要研究加強措施能否滿足基坑及管線安全的要求。

關鍵詞：深基坑;管線;圍護結構;樁;錨索

Pile and internal support is a commonly used form of deep foundation pit support， with wide practicability and high safety. It is widely used in the construction of Chengdu subway foundation pit. When a subway station was built in the urban area， the pipelines were intricate and complicated， and there were many pipelines across the foundation pit， and the enclosure structure could not be evenly arranged. There are some surrounding piles with too large spacing. Strengthening measures are needed. This article mainly studies whether the strengthening measures can meet the safety requirements of foundation pits and pipelines.

Keywords：Deep foundation pit;Pipeline;Enclosure structure;Pile;Anchor cable

1 工程概況

成都軌道交通8號線一期工程川大望江校區站位于錦繡路和科華北路交匯處，呈東西向布置，現狀道路寬度25m。道路兩側均為建構筑物。車站為地下三層13m島式站臺車站，標準段寬度為22.5m，全長328.8m，車站基坑開挖深度約為27.62～28.22m。圍護結構采用樁+內支撐的支護形式，部分圍護樁采用φ800@1200鉆孔樁。部分采用φ1200@1800鉆孔樁。嵌固深度約為4m。

車站采用局部蓋挖局部明挖法施工，其中在車站東端采用蓋挖法施工。蓋板采用永久蓋板。 在車站東端存在兩條直徑1.5m 220kV電力管道，電力管道采用φ1500×200mm鋼筋混凝土管，根據產權單位意見，電力管道嚴禁破除，需采取懸吊保護的措施。電力管線橫跨基坑。由于存在電力管線橫跨基坑，圍護樁凈距最大值約3.7m。

2 地質概況

根據鉆孔揭示，場地范圍內上覆第四系人工填土層（Q4ml）;其下為第四系全新統沖積層（Q4al+pl）粉質黏土、黏質粉土、細砂、中砂、卵石，下伏基巖為白堊系上統灌口組（K2g）泥巖。

3 基坑支護形式

普通段圍護樁形式為φ1200@1800鉆孔樁，樁間凈距為0.6m，采用4道φ609，t=16鋼管支撐，樁間采用φ8.0@150x150掛鋼筋網噴150厚的C20混凝土擋土。由于電力管道存在，局部圍護樁凈距為3.7m，樁+鋼支撐結合樁間噴錨的支護形式已經不能滿足結構受力要求。對該處支護結構需要進行調整。樁間護壁調整為逆做混凝土擋墻，并增加樁間土釘設置，土釘設置范圍從蓋板底至泥巖頂面。土釘采用直徑25 @1.5×1.5m鋼筋土釘，長度8m。

4 支護結構計算

4.1計算軟件

根據《建筑基坑支護技術規程》（JGJ120-2012），多支點排樁采用如下土壓力計算模式：基坑底上部主動側（迎土側）按主動土壓力及靜止土壓力進行計算，基坑底下部考慮兩側土壓力相抵后形成梯形土壓力荷載，并在被動側（基坑側）計入一組彈性支撐（即地層抗力）。砂層水壓力采用水土分算，采用彈性支點桿系有限元法計算，被動土壓力按彈性地基梁考慮，其水平抗力系數按m法確定。

基坑計算采用《理正深基坑》7.0版專業軟件。

4.2計算原理及模型

圍護結構設計內力和變形計算，可沿車站結構縱向取單位長度按彈性地基梁計算，坑內開挖面以下地層對墻體的約束采用一系列彈簧支座模擬。

計算時應考慮支撐點的位移，施工工況及支撐剛度等對結構的內力與變形的影響，按照“先變形，后支撐”的原則，最終控制設計的位移與內力值應為各工況計算結果的包絡值。

4.3支護結構計算結果

4.3.1圍護樁計算結果

基坑計算采用《理正深基坑》7.0版專業軟件，樁體位移、內力及地面沉降結果如下：

根據《建筑基坑支護技術規程》（JGJ120-2012）和車站周圍環境條件、基坑深度。確定主體明挖基坑支護結構安全等級為一級，支護結構重要性系數為1.1;地面最大沉降量30mm（≤0.10%H），圍護結構最大水平位移30mm（≤0.10%H且≤30mm）根據計算結果顯示，樁體位移最大值為23mm，滿足要求，地面沉降最大值為25mm，滿足要求。

4.3.2模筑混凝土擋墻護壁計算結果

樁間凈距為3.7m，受力鋼筋采用植筋的形式錨入圍護樁。計算式按照鉸接處理。取基坑底受力最大的位置進行計算。基坑深度為28m。施工期間采用管井降水。

計算跨度： Lx=3.700m，板厚h=500mm，板容重=25.00kN/m3 ;根據計算，跨中最大彎矩設計值為389.1kN.m。

5 結論

目前地鐵車站修建工程中，邊界條件復雜，管線眾多。圍護樁成孔困難。對于無法按照正常間距布置的圍護樁。可以采用樁+錨索的形式，護壁采用模筑混凝土結構。該方案能有效的保證基坑及周邊管線安全。

參考文獻：

[1]中國建筑科學研究院.建筑基坑支護技術規程：JGJ 120-2012[S].北京：中國建筑工業出版社，2012.

[2]中冶建筑研究總院有限公司.巖土錨桿與噴射混凝土支護工程技術規范：GB 50086-2015[S].北京：中國計劃出版社，2015.

[3]中國建筑科學研究院.建筑結構荷載規范：GB 50009-2010[S].北京：中國建筑工業出版社，2011.

[4]濟南大學，榮華建設集團有限公司.建筑基坑工程監測技術標準：GB 50497-2019[S].北京：中國計劃出版社，2019.

作者簡介：

陳健（1988-），男，漢族 ，湖北，研究生，中級職稱，研究方向：建筑結構。