[谈汕头火车站站房综合楼基坑支护施工技术及施工组织的管理] 基坑支护工程
时间：2019-04-02 03:36:56 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：基坑支护施工是大型项目工程施工过程中非常重要的一个环节，本文以某火车站项目为例，介绍了项目的设计施工方案及施工中采取的支护措施，对项目中的设计方法、地基开挖方案、支撑防护措施、体系转换等进行了研究，分析在项目中该如何确保质量、工期、成本，以获得了比较好综合效益。
关键词： 基坑;支护体系;时空效应;体系转换;信息化监测
Abstract: the foundation pit support construction is a large project construction process in a very important link, taking a train station project as an example, this paper introduces the design of the project construction plan and construction of the supporting measures taken, the design method of project, foundation excavation schemes, support protective measures, system conversion, analysis of how to ensure the project quality, time, cost, so as to obtain the better comprehensive benefits.
Keywords: foundation pit; Supporting system; Time-space effect; System transformation; Information monitoring
中图分类号： TV551.4文献标识码：A 文章编号：
近年来，随着我国经济和城市建设的快速发展，国内兴建了许多大型地下设施，如各大城市的地铁工程、地下停车场、地下商场和人防工程等，因此，在城市建设中合理开发和利用好地下空间的问题越来越重要。这些地下项目基坑规模都较大，基坑深度也往往比较深，原来比较少见的10m以下的基坑现在已非常普遍，甚至有的地铁车站基坑深度已达到20m。随着较深基坑工程的大量出现，需要相关建筑行业科研机构与企业不断提高设计计算理论和施工工艺，并经过这些大量的工程项目的实践和经验积累，使基坑工程学这一新兴学科获得快速发展和提高。目前，基坑工程学已经成为建筑学科中发展最迅速的学科之一，同时也是技术发展需求最急迫的学科之一。现在，在实际项目建筑中，随着施工实践的积累，大量信息已经证明，在设计项目时，需对基坑进行科学的设计和计算，并采用合理的施工方案，同时使用先进的信息监测手段，这样才能保证工期进度、工程质量和环境等方面的要求，使顶目获得比较好的综合效益，否则将会在项目施工中带来严重的后果。
在我国的项目建筑中，基坑在开挖过程中的施工方法一般有无支护和有支护两种。由于火车站大多地处在城市的中心地区，施工场地比较大，周边建筑较多，地下情况也较复杂，所以一般不能在无支护的条件下开挖，只能在有支护结构保护的条件下进行垂直开挖。开挖过程中，一方面要做好支护保护，创造良好的施工条件，以便于基坑的开挖。另一方面在建筑密集、地下管网较多的地方更要注重保护好周围的环境，设计支护结构和精心施工，做好必要的监测，以确保基坑安全。
1、工程概况
该火车站位于汕头市。建筑中间候车大厅下建有地下室，火车站大楼主体建筑部分为多层钢筋混凝土框架结构，基础采用高强预应力钢筋砼预制管桩，采用的地基施工方案为，对整个施工场地先用强夯方法进行液化处理，对场地回填2M厚粘性土，再进行管桩基础及地下建筑的施工。地下基坑面积约一千一百平方米，长约46米，宽约28米，基坑开挖深度为7米。
2、基坑支护体系
2.1支护方案
该火车站基坑施工中采用垂直明挖作业的方法，使用了水泥灌注桩和水泥搅拌桩做为支护结构，其中，钻孔灌注桩为主要承力桩，设计直径0.7m，间距为1.2m，钢筋砼采用C20规格。水泥搅拌桩主要起辅助防护作用，防止渗水。
支撑设计：横向支撑采用Φ620×10的钢制管，横向间隔2.8m，竖向根据基坑的开挖深度设置了3道梁。其中压顶梁采用宽度为1m，高度为1.3m的C20钢筋砼梁；中间梁为三拼组合截面工字钢。另外设有工字钢连系梁。主要支撑立柱则采用Φ400×9钢管，支撑基础为Φ800的水泥灌注桩；
2.2 围护结构计算
据该车站的《地质勘察报告》显示火车站地区的地质资料如下
2.2.1 支护结构内力计算
根据建筑力学以及土压力的形成过程进行分析，当基坑挖到时深度6m，第三层支撑还没有架设时，或基坑挖到深度8.5m，尚未浇筑封底砼，强度还没有形成时，处于这两个状态时为土压力最大的时候，也是最易发生危险的时候。因此需对上述两种状态进行计算。
2.2.1.1 基坑挖至深度6m，还没有安装第三层支撑时，土压力计算为：
RB=266（KN/m）
NB=3RB=797（KN）=80（t）
Mmax=646(KN)
在深度4.4m时发生最大弯距，支撑会达到最大的轴力。
2.2.1.2成槽验算
基坑挖至深度8.5米，尚未浇筑封底砼形成强度，土压力计算为：
RC=468.0(KN/m)；
单撑轴力：NC=3RC=1408(KN)=141 (t)
Mmax=297(KN)
在深度8.8m时发生最大弯距，支撑会达到最大的轴力。
2.2.2抗倾覆稳定性
进行抗倾覆稳定性计算得出，水泥灌注桩深度需要达到8.1m，设计实际深度为8.8m ，故已满足实际要求。
2.2.3基坑底部抗隆起稳定性分析
在基坑设计时，为了保证基坑的稳定和防止基坑的变形必须进行基坑底部抗隆起稳定性分析，以避免基坑底部隆起产生的破坏或变形。
计算结果如下：
KS为支护墙底地基承载力安全系数。取Ks=1.2
计算得：KS=2.18>1.2 故满足要求。
2.2.4灌注桩配筋计算
对灌注桩配筋计算进行计算，该项目基坑支护结构采用为Φ800水泥灌注桩和C20钢筋砼，承载力可按下面公式计算，结果为：
承载力值为M=800(KN)>Mmax=645.3(KN)，能够符合要求。
2.3 钢管支撑计算
该车站项目基坑跨度较大，达到31m，为了提高承载力，避免支撑长细结构，故设计时采用基坑中间设立支撑柱，设计时，对支撑柱处于的最大受力状态，即双向偏心压弯状态进行计算，结果如下：
在最大受力值Nc=169(t)时，规格为Φ625×11的钢管，其支撑长度为L≤25.0(m)。在项目施工安装支撑时，设计采用预起拱、预设反向偏心距等施工措施，以减少支撑自重，减轻承载力。
3、时空效应理论在基坑土方开挖及支撑架设中的应用
近二十年来，通过对项目中超深基坑的施工过程和进行的针对性实验分析，已经证实在项目施工过程中，开挖基坑不同步骤的开挖时间、时间间隔，基坑的空间立体尺寸、形状及无支护结构开挖暴露的时间等因素，都会对基坑的支护桩体和周边土层的位移有明显影响，这就是基坑开挖过程中存在的时空效应规律性。通过分析计算时空效应，可以更好地制定项目的基坑开挖和支护方案，合理控制土层位移、保护环境，改变以往基坑施工作业时，为控制地层位移而必须使用成本较高的地基加固方法。这是一种比较经济安全地解决开挖过程中解决基坑稳定和变形的新技术途径。该火车站大楼基坑因面积较大，在开挖时主要使用挖掘机械进行，同时进行人工清槽。基坑开挖时，第一步先去取表层土3.5米深，然后把运土下槽坡道修好，第二步深挖至6米深处。第三步使用反铲挖掘机倒挖基坑的第三层土，同时及时安装支撑架构。基坑无支撑暴露的时间严格控制在12小时以内，在土压力尚没有形成之前完成基坑支撑的安装。在基坑内部，每隔25m开挖为一段槽，在基坑开挖12小时内在槽内浇筑封底砼，以保证基坑的安全。基坑窄槽部分的开挖方法采用 “中心岛”式，挖除中心岛与安装基坑两边腰梁工序同时、平行完成，并通过架设钢支撑及时控制基坑变形。基坑宽槽部分开挖运用的是“两侧岛式”与 “中心盆式”结合方式进行，挖除两侧岛的与安装两边的腰梁工序同时、平行完成，并通过架设钢支撑及时控制基坑变形。通过大量施工项目，已证明采用上述方法对控制支护桩体的变形及基坑四周土体滑坡等非常有效。
