北京地铁10号线芍药居站主体结构深基坑开挖及支护技术

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1、万方数据北京地铁10号线芍药居站主体结构深基坑开挖及支护技术吴卫，李兴宝，陈建华，王成云(北京市市政四建设工程有限责任公司，北京100089)摘要：结合北京地铁10号线芍药居车站主体结构施工，介绍地铁车站深基坑土方开挖根据不同土质确定不同的开挖方式及开挖流程、钢围檩及钢支撑的架设以及护壁柱喷护等几方面内容，强调监测工作在深基坑土方开挖中的重要意义，并对今后深基坑的设计与施工相结合提出建议。关键词：北京地铁10号线；地铁车站；主体结构：深基坑开挖；施工技术中图分类号：U231文献标识码：B文章编号：1004—2954(

2、2008)12一0189—031概况1．1车站主体概况北京地铁10号线芍药居车站全长183．4In，宽度为20．7m。现状地面高程41．69～42．17m，车站结构顶板覆土埋深3．5m左右，结构底板埋深约16．5～18m。基坑全长185m。西端盾构井最宽处为39．8m，东端盾构井宽25．5m，深18．07m；标准段宽20．9m，深16．23m。主体土方挖方量共71850m3。工程采用明挖法施工，车站主体围护结构为钻孔灌注桩护壁，并随挖土随架设钢支撑的内支撑形式。灌注桩桩径800mm，桩长22m，中心间距1．4m。钢支

3、撑为西630mm钢管，壁厚12mm。该工程由于工期紧张(计划工期为150d)，且土方工程是整个车站工程中最重要的一步，所以如何安全、快捷地完成土方开挖工程，成为工程的一个重点。1．2水文地质情况根据地质资料，芍药居站地层主要由第四纪黏性土、砂及碎石类土构成。车站范围地下水有潜水、承压水和上层滞水。2主体土方开挖方案的确定对于内支撑式的围护结构深基坑土方开挖施工，一般有如下两种：(1)中心岛(墩)式挖土。此方法宜用于大型基坑，支护结构的支撑形式为角撑、环梁式或边框架式，收稿日期：2008—08—28；修回日期：2008

4、一lO—06作者简介：吴卫(1970一)，男，工程师，1992年毕业于北京工业大学。铁道标准设计RAILWAYSTANDARDDESIGN2008(12)·施工技术·中间具有较大空间的情况。此时可利用中间的土墩作为支点搭设栈桥。挖土机可利用栈桥下到基坑挖土，运土的汽车亦可利用栈桥进入基坑运土。这样可以加快挖、运土的速度。(2)盆式挖土。是先开挖基坑中间部分的土，周围留土坡(土坡最后挖除)。这种挖土式的优点是周边的土坡对围护墙有支撑作用，可减少其变形；缺点是大量的土方不能直接外运，须集中提升后装车外运。盆式挖土周边留置

5、的土坡，其宽度、高度和坡度大小均应通过稳定验算确定。如留的过小，对围护墙支撑作用不明显，失去盆式挖土的意义；如坡度太陡则边坡不稳定，在挖土过程中可能失稳滑动，不但失去对围护墙的支撑作用，影响施工，而且有损于工程桩的质量。两种方法各有利弊，经专家论证并结合现场水文地质情况，本着确保安全，节约资金的原则，推荐采用盆式挖土的方案。3土方开挖施工3．1施工流程工艺流程如下：通过计算，确定挖运土机械型号及数量一确定分层开挖高度一开挖第1层土方一根据监测结果架设第1道钢支撑、施加预应力一开挖第2层土方一根据监测结果架设第2道钢支

6、撑、施加预应力一开挖第3层土方一根据监测结果架设第3道钢支撑施加预应力一人工清底。3．2机械挖方(1)竖向分层按车站的结构形式和总体部署分区，土层的分界线为钢支撑下1m，第1—3层土方均采用1．6m3挖掘机挖掘，挖深分别为4．35、5．0、5．0m；第4层土方采用1．2m3挖掘机进行挖掘，挖深为3．72m(端头井)、1．88m(标准段)。每层需要l台挖掘机进行作业。基底预留300mm人工开挖。基坑开挖过程中随挖随按设计位置架设钢管支撑。各层土方开挖须分台阶。机械作业台阶宽度6—7m，台阶坡度1：0．75。各层开挖工作

7、内容如下：189万方数据·施工技术·吴卫，李兴宝，陈建华，等一北京地铁10号线芍药居站主体结构深基坑开挖及支护技术①开挖地面浅基坑(桩顶摘帽)，施作钻孔灌注桩及冠梁。②机械开挖基坑第2层土方，随开挖随架设第1道钢支撑。③机械开挖基坑第3层土方，随开挖随架设第2道钢支撑。④人工开挖基坑第4层土方，随开挖随架设第3道钢支撑。(2)纵向分段沿车站纵轴线方向，第2～4层土方每隔6m同时开挖。(3)纵向拉槽、横向扩边在每1层每1段的土方施工中，在横断面跨中开中槽，由车站西区端开始沿纵向挖掘；由中槽向两侧开挖面进行开挖作业。①纵

8、向拉中槽。即在每层开挖工作面始端沿车站纵向拉坡开挖中槽，中槽位于车站主体结构横断面中间。中槽的大小首先要满足挖掘机回转弃土的要求，同时要尽可能多地保留两侧土体，以支撑围护结构，减小对周边环境的扰动，并满足钢支撑施作要求。中槽的宽度为10m左右。②中槽开挖至6m后，向横向扩边拓展，即由中槽向两边跨开挖扩边。开挖方式为：由中槽向两边跨横向挖土(土方