1、淺析“時空效應(yīng)理論在上海地鐵M8線延吉中路站土方開挖中的應(yīng)用摘要:文章主要介紹基坑設(shè)計、按照“時空效應(yīng)原理確定的基坑開挖參數(shù)及保證措施和技術(shù)細節(jié),以及適宜推廣借鑒的工藝設(shè)計.關(guān)鍵詞:地鐵;深基坑;時空效應(yīng);施工參數(shù);平安1工程概況延吉中路站位于上海市軌道交通楊浦線營口路與靖宇東路交界處,全長42.8,呈南北走向。延吉中路站中心里程SK445,外輪廓尺寸45.41.2,為地下2層島式中間折返站,標準段站廳層高4.1,站臺層高5.7,站臺寬1.0,高1.4,總建筑高度1.2。車站標準段為單柱、雙跨箱體構(gòu)造,折返段局部為雙柱3跨箱體鋼筋混凝土構(gòu)造,站中心覆土厚度約為2.5,底板埋深1.5,端頭井埋深

2、1.081.03,結(jié)合延吉中路站的地質(zhì)及水文情況,本車站采用明挖順作法施工。2土方開挖施工方案2.1土方開挖施工工藝流程土方開挖遵循“時空效應(yīng)理論,分層、分段、分塊開挖,縱向放坡。分層:根據(jù)支撐設(shè)置情況分為6層開挖,每層開挖至支撐中心標高以下05;為防止基坑局部失穩(wěn),將每層開挖段分為2個亞層,保證每亞層高控制在2左右。分層情況見下表。分段:沿車站縱向根據(jù)支撐平面位置分段,每段完成2根支撐范圍內(nèi)的土方開挖工作量,每個作業(yè)平臺及縱向放坡均為2根支撐長度,約為5.26。分塊:每層每小段土方開挖采用分塊作業(yè),根據(jù)本工程圍護構(gòu)造和基坑支護系統(tǒng)的特點以及現(xiàn)場實際情況依次進展北側(cè)、南側(cè)分塊的開挖縱向放坡:沿

3、基坑開挖方向縱向進展放坡,縱向放坡總長度為5060,縱向放坡系數(shù)為1:3.51:4。基坑開挖與支撐示意圖如下(圖示為東端標準段開挖施工)。2.2土方開挖主要施工方案根據(jù)施工總體布署,結(jié)合劃定的施工場地、道路交通組織及周邊環(huán)境,車站基坑擬先開挖東西兩個端頭井,端頭井土方完成后進展端頭井構(gòu)造施工,同時由兩個端頭井向中間開挖。施工機械、臨時便道均設(shè)置在車站主體構(gòu)造的北側(cè)。因端頭井斜撐較多,開挖深,面積大,開挖時采用履帶吊配抓斗進展出土,基坑內(nèi)設(shè)2臺小型挖掘機配合倒土,分層進展土方開挖。端頭井土方開挖完成后開始主體構(gòu)造土方開挖施工,因受交通導(dǎo)改的影響,以福泉路為界將車站主體構(gòu)造土方開挖分成東西兩個作業(yè)

4、區(qū)進展土方開挖施工。2.2.1西端頭井施工西端頭井開挖轉(zhuǎn)角第1層斜撐部位土方時,挖掘機自角點位置向后倒退式挖土,完成2根支撐位置土方開挖后,即進展標高定位工作,焊接托架,架設(shè)支撐,按設(shè)計要求加設(shè)預(yù)應(yīng)力。第1層土方開挖順序為:北側(cè)三角體開挖施工,架設(shè)鋼支撐;完成南側(cè)三角體開挖施工,架設(shè)鋼支撐;中間三角體開挖施工,直接往標準段放坡;完成第1層土方開挖,進入第2層及以下各層土方開挖時,考慮到端頭井部位斜撐安裝時間相對較長,端頭井部位土方開挖,在施工程序上進展適當(dāng)調(diào)整,以滿足快挖快撐、先撐后挖的施工原那么。以第2層土方開挖為例,詳細施工方法為:a.第1步進展軸直撐位置土方開挖,并架設(shè)2根直撐。b.第2

5、步進展軸軸三角區(qū)范圍內(nèi)的第2層土方開挖,為轉(zhuǎn)角部位開挖提供開挖工作面。開挖施工時間:31d(包括放坡開挖時間28d)轉(zhuǎn)貼于論文聯(lián)盟.ll.軸三角區(qū)第2層土方開挖完成后,進展軸斜撐區(qū)域內(nèi)北側(cè)三角體土方開挖,每開挖2根范圍土方隨即架設(shè)鋼支撐。開挖施工時間:7d等北側(cè)支撐架設(shè)完成前方可開挖南側(cè)土體,南側(cè)三角體的開挖和支撐同北側(cè)。開挖施工時間:7d綜上所述:西端頭井開挖土方:136733,開挖時間45d,計:3033/d。2.2.2東端頭井施工第1層土方開挖與西端頭井類似,僅因為考慮保護北側(cè)新涇七村的居民樓,故調(diào)整為先從南側(cè)角點開始施工。中間三角體開挖面積較大,一次開挖方量大(12213),分層開挖時

6、間過長(達44h),因此在施工中予以調(diào)整,詳細施工順序如下:先完成中間三角體南半局部的開挖,開挖方量為25563,第3層開挖時將放坡至西三角體,調(diào)整工序優(yōu)先開挖西三角土體并及時架設(shè)支撐,開挖施工時間共需2+28+5=35d。向東南向開挖三角體的土方,并每開挖6及時架設(shè)2根鋼支撐。開挖施工時間:11d待東南側(cè)三角體支撐完成后,開挖施工中間三角體的北半局部,施工參數(shù)如下表所示,縱向每完成開挖6時,及時架設(shè)2根鋼支撐。開挖施工時間:2+28=30d(南半局部因有西部端頭井的影響考慮增加5d)。向西北向開挖三角體的土方,并每開挖6及時架設(shè)2根鋼支撐。開挖施工時間:11d綜上所述,東端頭井土方開挖291

7、583,開挖時間87d,計:3353/d。2.2.3標準段土方開挖車站標準段土方開挖按既定程序分層、分段、分塊開挖,縱向放坡。東作業(yè)區(qū)施工場地較長,標準段在基坑內(nèi)采用2臺小型挖掘機倒土,長臂挖掘機出土;西作業(yè)區(qū)施工場地較短,且有北側(cè)盾構(gòu)井影響,采用履帶吊配合抓斗進展出土,基坑內(nèi)設(shè)2臺小型挖掘機配合倒土。西作業(yè)區(qū)標準段開挖時間為159d,出土457973,合計2903/d;東作業(yè)區(qū)標準段開挖時間為146d,出土732093,合計5003/d;車站降水井、格構(gòu)柱影響范圍內(nèi)的土方主要采用人工開挖,小型挖掘機在嚴格指揮作業(yè)的情況下配合倒土至出土機械有效作業(yè)范圍內(nèi),開挖出的土方直接裝車外運。標準段每層、

8、每段土方按先北、后南分塊的順序開挖,每一側(cè)土方開挖完成后及時進展鋼支撐中心點放樣并焊接支撐托架,保證支撐架設(shè)的及時性。各層土方之間留設(shè)一定寬度的開挖平臺,開挖平臺按3%設(shè)單側(cè)坡以利于排水,排水坡為向基底一側(cè)。根據(jù)車站地質(zhì)條件,縱向放坡坡頂至坡腳總放坡坡度在1:3.5,分層之間局部放坡坡度不陡于1:1.5。車站土方開挖過程中,對影響范圍內(nèi)的周邊環(huán)境加強監(jiān)控量測,尤其是對地下連續(xù)墻深層土體位移、地下水位、地表沉降等工程加密觀測頻率,分析反響監(jiān)測結(jié)果,指導(dǎo)各項施工參數(shù)的優(yōu)化調(diào)整,確定最終施工參數(shù)。土方開挖至基底以上30時,改用人工開挖清底,驗底通過后,按設(shè)計要求及時分塊澆筑素混凝土封底。3鋼支撐的安

9、裝基坑開挖到位后及時進展支撐放樣工作,在其上準確放出支撐定位十字線,為支撐架設(shè)做好準備。隨挖隨支撐,限時安裝鋼管支撐,做好基坑排水,減少坑底的暴露時間,及時安裝鋼支撐并準確施加預(yù)應(yīng)力。第1道鋼支撐在基坑開挖前抽槽埋設(shè),第2層及其下面各層均分小段開挖和支撐。每小段在8h以內(nèi)安裝2根鋼支撐并加好預(yù)應(yīng)力,此施工參數(shù)在實際施工中不斷進展優(yōu)化調(diào)整。3.1鋼管支撐系統(tǒng)的組本錢工程采用609、=14的鋼管支撐,鋼管支撐系統(tǒng)包括支撐桿系及附屬構(gòu)件局部,其中支撐桿系包括主體桿、活絡(luò)端頭及固定端,附屬構(gòu)件包括三角鋼托架及鋼楔等局部。3.2鋼支撐安裝施工流程支撐編號對號運到現(xiàn)鋤支撐牛腿位置就位、量距清理平整牛腿面鋼

10、支撐就位校正施工預(yù)應(yīng)力緊固鋼楔撤除液壓千斤頂。待分層、分段土方開挖到位時,立即進展支撐架設(shè)。支撐架設(shè)前根據(jù)車站斷面寬度提早拼裝,并經(jīng)檢驗合格,無焊傷、開裂等質(zhì)量缺陷,拼裝完成的鋼支撐軸線偏向和撓曲變形在標準允許范圍之內(nèi)。支撐架設(shè)采用50t履帶吊整體吊裝。支撐架設(shè)時,首先測放支撐中心位置,采用十字彈線法準確定位,支撐就位精度滿足相關(guān)標準要求,支撐軸線程度定位偏向在30以內(nèi),支撐兩端定位差異標高不大于20,且不大于支撐長度的1/600,支撐撓曲度不大于1/1000。支撐架設(shè)完成后,為抑制支撐端頭與圍護構(gòu)造面不完全密貼而造成的點支承或線支承現(xiàn)象,防止鋼支撐偏心受壓,對圍檁與圍護構(gòu)造之間的空隙加設(shè)鋼楔

11、打緊并灌注快凝早強砂漿充填,保證支護體系的整體支撐效果。快凝早強砂漿其配合比為硫鋁酸鹽超早強水泥:白云砂:快燥精:水=10:14:0.5:3.5(單位kg),其24h抗壓強度可到達30Pa。采用8t汽車吊配合下放千斤頂進展預(yù)應(yīng)力加設(shè),通過壓力表讀取預(yù)應(yīng)力值,當(dāng)壓力讀數(shù)與需要加設(shè)的預(yù)應(yīng)力值相符時,穩(wěn)定千斤頂壓力,在活絡(luò)端打設(shè)鋼楔限位,完成支撐預(yù)應(yīng)力加設(shè)。為了使鋼楔充分密貼,鋼楔的外表平整度控制在2以內(nèi)。支撐預(yù)應(yīng)力加設(shè)前后的各12h之內(nèi),加密監(jiān)測頻率,發(fā)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力損失或圍護構(gòu)造變形速率無明顯收斂時,復(fù)加預(yù)應(yīng)力至設(shè)計值。對于第1排鋼支撐,在土方開挖至基底附近時,可能出現(xiàn)應(yīng)力為0甚至圍護構(gòu)造向基坑外側(cè)變形的工況,施工中考慮對第1排鋼支撐兩端全部設(shè)置懸吊吊索,防止鋼支撐挪動脫落而危及基坑平安。3.3支撐體系架設(shè)本卷須知鋼支撐加工軸線偏心度控制在10以內(nèi),支撐安裝前先在地面拼裝,拼裝后的偏心度應(yīng)在20以內(nèi)。支撐安裝好后總偏心度50。鋼支撐標高偏向50,程度方向偏向100。鋼支撐架設(shè)前,應(yīng)在圍護構(gòu)造上安裝結(jié)實托架,同時支撐部位的構(gòu)造面要處理平整,并與鋼支撐垂直。每一小段或每個塊開挖完后,要爭取時間,采取相應(yīng)措施,盡快架設(shè)好相應(yīng)的鋼支撐。鋼支撐架設(shè)好后立即用千斤頂施加設(shè)計要求的軸力,在架設(shè)過程中要有專人負責(zé)對場地機具設(shè)備的檢修,吊放過程中要有專人統(tǒng)一指揮,以保障施工平安。對已架設(shè)好的鋼支撐要有專人