紧邻高铁线深基坑下挂板式支护技术

 詹必雄，缪  军，黄  锋，刘飞龙，朱  丰

 （中建一局集团建设发展有限公司，北京  100102）

[摘要]介绍一种新型基坑支护形式，采用钢筋混凝土板式结构抵挡土压力，依靠混凝土自身特性满足基坑开挖阶段止水挡水要求。施工顺序类似土钉墙，作用机理类似地下连续墙或混凝土板桩。通过与相邻围护结构及基底垫层的连接，满足受力及止水封闭要求。

[关键词]地下工程；深基坑；支护；下挂板；施工技术

[中图分类号]TU753  [文章编号]1002-8498(2016)07-0031-03

1工程概况

 无锡市综合交通枢纽项目位于无锡火车站北广场，紧邻规划城际铁路站场，并与交通综合体结合，为1，3号线换乘车站。其中3号线为地下2层车站，车站位于兴昌路下方，覆土厚度约2.1~2. 5m，车站结构为双柱三跨箱型梁板框架体系。

 地铁3号线东附属结构基坑深度达到9. 1m，开挖前南北两侧分别有SMW工法桩和地下连续墙基坑围护结构，东西两端（宽度为3. 07~3.77m）没有围护结构。由于该基坑紧邻无锡城际铁路站房，且距离沪宁高铁线仅13m，无法使用大中型设备进行基坑围护结构施工，无法施打锚索或施工内支撑；此外高铁过站时速达到300km/h，其基坑支护安全要求极高（基坑变形控制在1mm以内）。综上所述，该部位难以采用常规基坑支护形式。

 下挂板式基坑支护是一种利用混凝土结构板进行支护的方式，类似于混凝土板桩和地下室结构外墙的原理，施工顺序是从上向下施工。下挂板利用了混凝土结构的水平抗弯承载力来抵抗坑外被动土压力，同时利用混凝土结构自身的防水性能进行基坑止水，即通过与相邻围护结构及基底垫层的连接，满足抵抗土压力及止水的要求。

 施工方经过研究和计算分析，依据设计图纸及现场情况，综合考虑施工现场各项因素，在该基坑创新性地采用了下挂板式基坑支护技术。与基坑围护结构有关的地层条件如表1所示。

2施工工艺流程

 施工工艺流程：测量定位→施工挡土板压顶梁、预留挡土板钢筋→分层开挖土方→分段施工挡土板及暗梁→挡土板与基础垫层连接施工。

 地铁东附属结构区域下挂板如图1～4所示。施工工序如图5所示。

 1)第1步现状边坡。

 2)第2步  开挖至-3.750m，留设平台，施工挡土板压顶梁，同时施工300mm左右下挂挡土板，预留插筋。

 3)第3步  开挖至-5.550m，留设平台，施工1段挡土板。

 4)第4步  开挖至-7.050m，留设平台，施工2段挡土板（暗梁AL1）。

 5)第5步开挖至-8.300m，留设平台，施工3段挡土板（暗梁AL2）。

 6)第6步  开挖至基底（-9.500m），留设平台，施工4段挡土板。

 7)第7步施工正式结构。

3施工操作要点

 1)土方分层开挖，按照施工顺序开挖至指定标高，预留钢筋位置可人工开挖沟槽，保证下挂板预留钢筋长度。

 2)压顶梁及下挂板侧向钢筋如采用植筋方式与相邻围护结构连接时，应保证足够的植筋深度，植筋深度≥15d且应满足承载力要求。植筋应严格按照工艺要求进行：施工放线→植筋成孔→锚筋孔清理→注胶→植入钢筋→固化养护，并进行植筋钢筋拉拔试验。如需与围护结构型钢焊接时，应保证足够的焊缝长度和焊缝质量，并依照现场情况选择合适的焊接方式。

 3)压顶梁施工时按照绑扎钢筋→支模板→浇筑混凝土→拆模的顺序进行施工，并按照要求预留300～500mm的下挂板长度。

 4)下挂板分段施工时应按照要求预留施工缝。分段浇筑前应将接缝处清理干净并注意混凝土的振捣密实，保证止水效果。

 5)根据坑外土压力及下挂板设计要求选择预留钢筋绑扎连接或机械连接，保证接茬质量。

 6)暗梁设置时与相邻结构保证必要的连接，暗梁钢筋笼可预先在坑外分节进行绑扎，然后吊装至相应位置。

 7)下挂板与垫层连接部位可依据情况设置排水沟或截水沟。

4坑内地下水处理方法

 由于此基坑紧邻无锡市沪宁高铁城际站房及沪宁高铁线，属于严禁降水区域，故未设置降水装置。因为基坑相对较小，基础底板施工周期短，故采取了积水明排的方式，即在基坑内设置集水井、排水沟，对地下水及大气降水进行抽排，取得了良好效果。

5施工监测

 每步下挂板上中点、阳角均设置监测点，不少于3点，水平及竖向监测点为共用点。监测方法采用极坐标法。采用全站仪进行观测，测量其坐标，对比每次测量的坐标，计算其差值得出变化量。如监测值超过报警值，立即停止土方开挖，并采取加强基坑支护措施。监测数据显示，基坑顶部及中部水平位移在0.4~0. 6mm。

6  结语

 实践结果证明，此创新性支护方法的运用，有效地解决了土方开挖后该基坑的安全问题。虽然过站沪宁高铁时速达到300km/h，而且紧邻无锡市沪宁高铁城际站房，采用该技术施工期间仍然确保了其安全运行，并确保了附近铁路站房的安全。

 与SMW工法桩、围护桩+止水帷幕等工艺相比，下挂板式支护技术有如下优点：施工方法灵活，无法采用其他支护方式的基坑可采用该工法；配合土方分步浅层开挖施工，有效减少基坑开挖风险；无需大中型机械设备，施工工艺简便、成本低；下挂板不仅能够承载基坑外土压力，并能满足止水的要求，支护止水功能合一；此技术特别适用于邻近重要建（构）筑物（如高铁、文物、重要公共建筑物、重要地下管线等），周边建筑环境极其复杂、无法使用大型设备进行基坑支护施工的中小型深基坑；此技术特别适用于短边无支护、长边有支护或永久结构，且无法施打锚索或进行内支撑施工的中小型深基坑；此技术适用于基坑长边为排桩、SMW工法桩或地下连续墙的开挖深度≤10m的基坑，其长边为围护结构或永久结构，对其短边进行支护；同样适用于一般基坑支护；此技术适用于杂填土、砂土、粉土、黏性土和淤泥质土等各种不同地基土质条件；此技术适用于工期不太紧张的基坑施工。