針對半蓋挖法施工的地鐵車站支撐體系的優化設計

劉桂超

（中鐵十七局集團有限公司，江蘇 蘇州 412000）

1 工程概況

蘇州市軌道交通5 號線竹輝路站位于新市路與人民路交叉路口，沿新市路東西向布設，是5 號線與4 號線的換乘車站。車站為地下三層島式車站，車站長度302m，標準段結構寬23.1m。車站采用半蓋挖順做法施工，局部采用半蓋挖逆作法，基坑采用地下連續墻圍護結構。共設3 個出入口、2 組風亭。總建筑面積19416.5m2。車站分A、B、C 三個基坑，分步開挖，其中B、C 坑先行開挖，A 坑后挖。基坑支撐體系第一、三、四道為混凝土支撐，第二、五、六道為Ф609mm 鋼支撐，其中第五道鋼支撐為Ф609mm 雙拼。

2 基坑變形情況分析

竹輝路站B 坑在基坑開挖過程中，開挖至第四道砼支撐以下時，基坑監測數據顯示基坑開挖面附近監測點地墻測斜變形、地表沉降和建筑物沉降顯著增大。以測斜點CX11、建筑物沉降監測點JZ34 為例，在第五道雙拼Ф609 鋼支撐安裝期間，基坑變形監測數據如下圖所示：

基坑變形監測數據統計圖

基于基坑變形的檢測數據并結合周邊環境及現場實際施工情況，初步分析得出，竹輝路站B 坑在第五道鋼支撐施工期間基坑變形顯著增大的主要原因有：

1） 基坑局部蓋挖，且混凝土支撐下設臨時立柱，開挖作業時空間狹小，導致開挖時間過長；

2） 受基坑上部鋪蓋影響，鋪蓋下方鋼支撐安裝困難，支撐架設時間比明挖段增長

3） 第五道鋼支撐為Ф609 雙拼，安裝難度大，安裝時間大幅增加

結合上述原因，為進一步控制基坑變形，在后續實際施工中采取了以下措施：

1） 第五、六道609 鋼支撐軸力均復加至極限承載力臨界值270t，最大限度抵消被動土壓力帶來的測斜變形；

2） 未安裝的鋼支撐除取土點外全部進行支撐數量加密，由原設計的每倉2 根，加至每倉3 根；

3） 安排兩班作業人員輪班作業，以加快收底進度，盡快施工底板；

4） 調整縮短結構段劃分長度，由原設計的四塊板帶調整為五段施工，縮短施工時間，盡快封底。

竹輝路站B 坑在采取以上措施后，基坑變形得到了有效控制。

3 設計優化

基于B 坑的施工經驗，結合A 坑實際的施工條件，對A坑的支撐體系做出優化。由于竹輝路站先挖B、C 坑后挖A坑，導致A、B、C 坑封堵墻側無背土反壓力，故A 坑封堵墻兩側大部分斜撐無法安裝。為減小A 坑開挖過程中的風險，對A 坑鋼支撐做出合理的調整。

原設計支撐平面布置平面圖

1） 取消A 坑第二道609 鋼支撐；

2） 第五道609 直撐雙拼調整為帶自動伺服系統的800直撐單拼；

3） 第六道609 直撐調整為帶自動伺服系統的800 直撐；

4） 西側端頭井位置的16 根609 斜撐調整為10 根800直撐外加南側6 根609 斜撐，東側20 根609 斜撐調整為12根800 直撐外加南側4 根609 斜撐；斜撐在直撐的下方，支撐安裝時先挖斜撐位置，安裝好斜撐后回填，再安裝直撐。

監測數據顯示，A 坑在開挖過程中，基坑變形較B 坑同期均穩定、可控。以測斜監測點CX07、建筑物沉降監測點JZ21 為例，在安裝第五道鋼支撐時，基坑變形監測數據如下圖所示：

優化后支撐平面布置平面圖

基坑變形監測數據統計圖

4 結語

基坑開挖過程中具有極大的安全風險，支撐體系的設計合理與否直接決定基坑施工的安全，合理的優化基坑支撐體系可以極大地降低風險，提高施工質量。支撐施工過程中要充分考慮“時空效應”，支撐安裝進度要與土方開挖進度相匹配。施工過程中要根據基坑變形監測數據反饋的基坑變形情況，及時調整支撐軸力，加強基坑變形監測，確保施工安全。