交通主干道下地鐵蓋挖順作法施工質量及沉降控制探究

戴軍

一、工程概況

河莊站位于河景路與河莊大道十字路口，車站沿河景路東西向布置，車站規(guī)模535.16m×21.7m，設3組風亭、8個出入口。蓋板長30.7m，寬21.7m，厚度800mm，混凝土強度等級C35P8，圍護結構體系由10幅800mm厚45.173m長地連墻、18根直徑1100mm長37.5m立柱樁、φ850@600三軸攪拌樁抽條+裙邊加固、φ800@600高壓旋噴樁加固構成。蓋板下為3道內(nèi)支撐，其中第1道為1000mm×900mmC30混凝土支撐，第2、3道采用800（t=16mm）鋼支撐單拼。受交通疏解影響，蓋板分兩期施工，局部降板供管線回遷使用。地下連續(xù)墻底位于⑧2粉質粘土層，立柱樁底位于4圓礫層。

河莊站蓋板周邊臨近建筑物為蕭山農(nóng)商銀行河莊支行，江東錦繡名座小區(qū)，景悅花苑小區(qū)，河莊街道辦事處。

二、蓋挖順作法施工

河莊站蓋板依據(jù)拉森鋼板樁與交通疏解情況分兩期實施，一期圍擋施工河莊大道東側蓋板，待蓋板施工完成，管線回遷、道路恢復后，二期圍擋施工河莊大道西側蓋板。

1.圍護結構施工

蓋板區(qū)管線改遷完成后，進行地下連續(xù)墻施工，然后分別施工拉森Ⅳ型鋼板樁、立柱樁、三軸攪拌樁抽條+裙邊加固、旋噴樁加固、降水井。各工序完成后，在蓋板區(qū)開挖前二十天采用井點降水對基坑進行預降水、疏干，以加固坑內(nèi)土體，再進行土方開挖。隨著土方開挖及時架設鋼圍檁及第一道鋼支撐，架設完成后繼續(xù)開挖至蓋板底墊層標高30cm后人工清底，進行蓋板施工。局部掏挖施工臨時縱梁。

2.蓋板施工

（1）首先開挖至第一道支撐下50cm，施工鋼圍檁及臨時鋼支撐；然后開挖至蓋板底墊層標高30cm后人工清底，局部掏挖施工臨時縱梁。

（2）蓋板與地下連續(xù)墻簡支，蓋板施工前需鑿除400mm地下連續(xù)墻并植筋，拉拔試驗通過后，將蓋板鋼筋與植筋部位整體焊接連接，施工蓋板。

（3）蓋板達到規(guī)定強度后，進行防水及管線回遷施工，隨后回填降板處土體至未降板頂板標高處齊平后，拆除鋼圍檁及臨時鋼支撐，最后對剩余部位回填并進行道路恢復。

3.土方開挖

蓋板下土方水平開挖由蓋板兩側同時向中間開挖，并根據(jù)支撐平面位置分段，每段長度為6～8m。垂直開挖遵循“豎向分層，縱向分段”原則由下至上分層分段，由小型挖機配合長臂挖機進行開挖倒土，最終垂直運輸至地面，裝車運送至棄土場。

4.內(nèi)支撐施工

（1）蓋板下第1道支撐為700mm×1200mm砼腰梁、900mm×1000mm砼支撐、600mm×1000mm砼連系梁、600mm×1000mm砼八字撐組合支撐形式。砼腰梁與地連墻接觸面需進行鑿毛處理，將C18@400雙排鋼筋植入既有連續(xù)墻內(nèi)500mm，拉拔試驗通過后方可進行腰梁砼支撐施工，待強度達到規(guī)范要求后進行后續(xù)土方開挖。

（2）第2、3道采用 800（t=16mm）鋼支撐單拼，第一道混凝土支撐以下每層支撐及支撐至基底之間分別設置[20槽鋼與格構柱焊接形成剪刀撐。所有鋼構件連接均為滿焊，鋼連梁連接鋼綴板與鋼支撐之間留適當間距，以便塞入木楔，鋼楔等夾緊鋼管；剪刀撐與臨時立柱通過綴條焊接在一起。蓋板下施工空間受限，鋼支撐架設采用小型挖機配合手拉葫蘆進行架設。

5.主體結構施工

主體側墻施工采用大鋼模+三角背撐施工，中板及框架柱施工采用滿堂承插盤扣腳手架。主體結構混凝土施工采用地泵進行澆筑，澆筑過程中采用插入式振搗器人工振搗，分層澆筑，每層厚度不超過30cm，澆筑完成后及時對混凝土表面進行無紡布覆蓋，灑水養(yǎng)護，待達到設計強度的75%后拆除支架。

三、施工監(jiān)測控制

蓋挖順作法施工期間，以開挖范圍周邊地表、建構筑物、地下管線沉降、基坑圍護結構變形情況作為監(jiān)測對象，以基坑開挖作為監(jiān)測工作的重點階段。

1.監(jiān)測范圍

根據(jù)《城市軌道交通工程監(jiān)測技術規(guī)范》（GB50911-2013）及基坑設計深度、斷面尺寸、施工工法、支護結構形式、地質條件、周邊環(huán)境條件，綜合確定工程影響分區(qū)。

2.監(jiān)測等級

根據(jù)《城市軌道交通工程監(jiān)測技術規(guī)范》（GB50911-2013），基坑工程自身風險等級、周邊環(huán)境風險等級和地質復雜程度劃分。

3.監(jiān)測項目

蓋板區(qū)監(jiān)測項目主要包括：

（1）地表沉降：地表沉降剖面點由內(nèi)向外先密后疏布置，監(jiān)測點與圍護外邊線間距為1m、3m、5m，設置6組18個地表沉降監(jiān)測點。

（2）立柱沉降：立柱沉降點采用鉆孔埋設于立柱樁頂端支撐上，設置7個立柱沉降監(jiān)測點。

（3）墻體測斜：墻體測斜與墻體沉降監(jiān)測點共用，埋設于圍護墻頂冠梁上，設置6個墻體測斜測點。

（4）砼支撐軸力：采用鋼筋計進行監(jiān)測，設置3個斷面，每個斷面布設4個傳感器。

（5）鋼支撐軸力：采用軸力計進行監(jiān)測，設置3個斷面，布設于支撐端頭。

4.監(jiān)測頻率

檢測頻率具體如表1所示。

表1 監(jiān)測頻率一覽表

四、質量安全控制措施

（1）蓋板影響區(qū)域建筑物密集，結合周邊地表沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)，坑外降水6m，采用控制性降水；

（2）重視加強蓋板區(qū)域監(jiān)測，隨著開挖進度，增加立柱沉降監(jiān)測點；

（3）對經(jīng)過蓋板的車輛進行限速限載，與交警溝通在交叉路口設置繞行線路標識標牌，避免車輛在蓋板區(qū)域集中停留；

（4）主體結構、支撐拆除分段進行，保證受力均衡，整體結構穩(wěn)定：同時嚴格按照設計圖紙要求控制好鋼支撐與連系梁、鋼支撐與抱箍、剪刀撐焊接質量；

（5）蓋板與側墻、砼腰梁與測量間形成的水平施工縫處預埋注漿管，主體結構施工完成后進行注漿堵漏；

（6）保證應急物資數(shù)量，必須物資靠近施工作業(yè)面存放；

（7）土方開挖時對地下連續(xù)墻掏槽探縫，如發(fā)現(xiàn)滲水點及時處理，減少基坑滲漏水風險。

（8）組織專家論證會，交流學習同類型蓋挖施工經(jīng)驗，對施工方案進行設計優(yōu)化，總結歸納可行性建議。

五、結語

本文通過對杭州地鐵8號線河莊站蓋挖順作法施工過程中質量安全控制措施和監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析，得出以下結論：

（1）土方開挖過程中，砼支撐澆筑、鋼支撐架設之前的時間，地表沉降速率持續(xù)增大，砼支撐澆筑、鋼支撐軸力施加后，地表沉降速率逐漸減小，可見無支撐暴露時間長短直接影響地表沉降數(shù)值的增長。

（2）坑外控制性降水，道路繞行、車輛限速限載，主體完成后注漿等措施實施后，地表沉降速率日變化得到了一定控制。截止主體結構施工完成，地表沉降始終控制在日變量1.7mm/天，累計值14mm以內(nèi)，未發(fā)生沉降監(jiān)測預警。

（3）合理選擇圍護結構內(nèi)支撐形式，縮短基坑無支撐暴露時間，采取控制性降水、限速限載、注漿加固等措施可有效控制地表沉降，有助于基坑開挖安全進行。