1工程概況

 

南京玄武門地鐵車站為地下兩層雙排柱列式結(jié)構(gòu),全長(zhǎng)192.9m,標(biāo)準(zhǔn)段凈空19.6m,平均開挖深度14.8m,采用明挖順做法施工�；�坑開挖設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)段為四道Ф609mm(壁厚16mm)的鋼管支撐,第一至第四道支撐計(jì)算軸力(直向)分別為800kN、1960kN、2240kN、1775kN,其中中板以下兩道,設(shè)計(jì)要求第三道支撐在中板、頂板砼澆注并達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后拆除。由此帶來的不利因素是:拆除第三道鋼支撐只能從中板、頂板預(yù)留孔吊出,需投入大量的人力、物力;由于鋼支撐端頭部分埋入內(nèi)襯墻中,無疑多增加了一道可能的滲漏水通道(圖1右照片),給防水處理帶來很大的難度;同時(shí)-2層側(cè)墻施工中鋼筋綁扎和模筑體系都需特殊處理。有鑒于此,結(jié)合站址開挖范圍內(nèi)各層土質(zhì)情況,在施工過程中考慮到第三道支撐離中板較近,為了避免上述情況發(fā)生,加快施工進(jìn)度,施工過程中在底板砼達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后,采用置換技術(shù)將第三道鋼支撐上移至中板以上(圖1)。從第六、七、八段按此方法實(shí)際施工、監(jiān)測(cè)情況來看,連續(xù)墻變形很小,鋼支撐軸力變化亦在正常范圍以內(nèi),實(shí)踐證明支撐置換技術(shù)是可行的。2地質(zhì)情況

 

玄武門站址位于古河道漫灘上,從上到下依次主要分布的地層為①1雜填土、①2素填土、②1粉土、②2淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土-粉質(zhì)粘土、及③1粉質(zhì)粘土,車站北側(cè)③2粉細(xì)砂層以下為③4粉質(zhì)粘土層。①雜填土至②各土層富含地下水,滲透系數(shù)較高,其壓縮性大,強(qiáng)度低。受鋼支撐置換影響的-2層(站臺(tái)層)地下連續(xù)墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)插入到相對(duì)穩(wěn)定、含水量小、不易變形的②2淤泥質(zhì)粉粘土至③1粉質(zhì)粘土層中,給支撐置換提供了較理想的前提條件。

 

3鋼支撐置換

 

第三道支撐上移中板以上的具體作法是:在底板砼達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后,拆除已施工底板范圍以上的第四道鋼支撐并上移至中板頂面以上300mm處,預(yù)加軸力后再拆除原有的第三道支撐即完成置換工作。同時(shí)采用相同斷面、多種監(jiān)測(cè)項(xiàng)目相結(jié)合的監(jiān)測(cè)方法進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè)。

 

4支撐穩(wěn)定措施

 

鋼支撐上移至中板以上架設(shè)在原有地下連續(xù)墻面上,為保證鋼支撐的穩(wěn)定,事先在連續(xù)墻體上插打錨桿(每邊各4根)并在錨桿上焊接600mm×100mm×10mm的鋼板作為支撐托架,并保證支撐上移加力后由于連續(xù)墻面不平整造成的支撐端板與墻體局部縫隙用細(xì)石混凝土塞實(shí)。

 

5預(yù)加軸力

 

由于施工過程中沒有經(jīng)驗(yàn)數(shù)值比較,我們根據(jù)設(shè)計(jì)支撐軸力值和設(shè)計(jì)支撐位置按照相似三角形法則推算確定預(yù)加軸力值為1232kN。

 

由于支撐置換預(yù)加軸力后,較之原設(shè)計(jì)思路工況發(fā)生了較大的變化,所以在施工中隨時(shí)觀察和監(jiān)測(cè)第二道鋼支撐軸力及支撐穩(wěn)定情況,發(fā)現(xiàn)異常立刻停止加力。

 

6施工監(jiān)測(cè)

 

施工過程中加強(qiáng)監(jiān)測(cè)對(duì)指導(dǎo)施工起著舉足輕重的作用,我們主要加強(qiáng)對(duì)鋼支撐軸力、連續(xù)墻墻體撓曲、連續(xù)墻水平收斂量測(cè)以及連續(xù)墻施工縫處的觀測(cè)工作,在施工期間加大觀測(cè)頻率。在基坑荷載、溫度等綜合因素影響下,鋼支撐軸力在支撐置換前后增加了296kN(第三道支撐最大變化值),所有置換完成后軸力恢復(fù)到置換前的測(cè)值;連續(xù)墻墻體撓曲變化增加0.80mm;連續(xù)墻水平收斂變化最大收斂3.40mm;連續(xù)墻施工縫處無開裂滲水現(xiàn)象,監(jiān)測(cè)結(jié)果表明置換后的基坑支撐體系是穩(wěn)定安全的。6.1鋼支撐軸力監(jiān)測(cè)

 

鋼支撐軸力監(jiān)測(cè)采用SS-2頻率接收儀測(cè)量預(yù)先焊接在第一至第三道鋼支撐上的鋼弦式表面應(yīng)變傳感器的自振頻率,然后再計(jì)算出鋼支撐的應(yīng)變量,利用虎克定律得到支撐軸力,傳感器焊接在與預(yù)埋在連續(xù)墻內(nèi)的測(cè)斜管相同斷面的鋼支撐上。第八段各道鋼支撐軸力變化曲線如圖2所示。從圖2總體來看,第一道鋼支撐(Z16)軸力變化曲線曲率變化不大,說明第八段底板砼澆注及第三道鋼支撐置換對(duì)第一道支撐軸力影響較小;從5月24日拆除第四道支撐后軸力上升較大,26日置換完畢后軸力又恢復(fù)正常。6.2基坑水平收斂監(jiān)測(cè)

 

基坑水平收斂采用坑道收斂計(jì)進(jìn)行量測(cè)。量測(cè)樁于5月23日埋設(shè),5月25日在沒有替換第三道鋼支撐前測(cè)得初始值,隨后隨置換支撐作跟蹤監(jiān)測(cè)。結(jié)果表明,基坑水平收斂最大值為3.40mm,最大相對(duì)收斂量為0.017%,小于容許相對(duì)收斂量0.15%。6.3連續(xù)墻墻體水平撓曲監(jiān)測(cè)

 

墻體水平撓曲監(jiān)測(cè)采用測(cè)斜管導(dǎo)入測(cè)斜儀測(cè)量墻體的撓曲量。從圖3可以看出:替換鋼支撐后,墻體撓曲與替換前比較,最大值為12.5m處+0.8mm,總體變化不大。

 

7施工體會(huì)

 

置換必須按照時(shí)空效應(yīng)原則,每一施工段拆除上移第四道支撐并預(yù)加軸力后方可進(jìn)行第三道支撐的拆除工作。加強(qiáng)監(jiān)測(cè),一定要做到信息化施工,發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)采取措施。從置換到預(yù)加軸力,從托架的設(shè)置到支撐的固定等各個(gè)環(huán)節(jié)都要認(rèn)真操作,設(shè)專人(工程技術(shù)員)負(fù)責(zé)。通過采用鋼支撐置換技術(shù),對(duì)降低站臺(tái)層施工難度、縮短支撐循環(huán)利用周期、確保支撐空洞處理質(zhì)量起到了積極有利的作用,從而加快了施工進(jìn)度、減少了成本投入,帶來了較好的經(jīng)濟(jì)效益。

 

 

 

參考文獻(xiàn)

 

[1]劉建航,侯學(xué)淵.基坑工程手冊(cè).北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1997.

 

[2]夏才初,李永盛.地下工程測(cè)試?yán)碚撆c監(jiān)測(cè)技術(shù).上海:同濟(jì)大學(xué)出版社,1999.