淺析某國(guó)際金融中心（含地鐵站）深基坑工程支護(hù)方案

陳云平廈門市海滄區(qū)建設(shè)工程質(zhì)量安全站（361000）

1 工程條件及其分析

1.1 工程條件

該國(guó)際金融中心整體占地面積為6.4萬(wàn)m2，基坑面積超過(guò)了5萬(wàn)m2。因?yàn)榛用娣e較大，在建設(shè)的過(guò)程中被劃分成為三個(gè)區(qū)，在第一區(qū)和第三區(qū)交交界處使用1m左右的地墻將整個(gè)基坑劃分成為兩個(gè)部分，較低的位置是國(guó)際金融中心連續(xù)樓群中的一座，整體高度為85m左右，整體占地面積為1 400m2。基坑整體形狀為多邊形，地下有5層建筑，酒店底座開(kāi)挖的深度為20m左右，地下5層的建筑為地鐵14號(hào)線車站114m×32m，呈東西走向，將基坑的整體劃分為南北兩塊，地鐵盾構(gòu)端頭井處，最深挖土為29.27m。

根據(jù)鉆孔施工的相關(guān)數(shù)據(jù)能夠看出，這一區(qū)域中的7-1層存在較深的砂質(zhì)粉土，并且隨著地形的變化具有波動(dòng)現(xiàn)象，標(biāo)注高度為-28。第6層為粉質(zhì)黏土，第8層土缺失，第7層（第1承壓含水層）與第9層（第2承壓含水層）有直接的水力聯(lián)系，屬某第1、第2含水層直通區(qū)。第7層土的承壓水靜止水頭埋深約8.0m左右。

1.2 基坑的特點(diǎn)分析

根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查情況得出以下結(jié)論：

1）建筑工程周圍的建筑物與基坑的距離較小，根據(jù)相關(guān)規(guī)定，工程基坑的建筑等級(jí)應(yīng)為一級(jí)安全等級(jí)。

2）基坑在開(kāi)挖的過(guò)程中需要進(jìn)行深度不同的位置開(kāi)挖：裙房19.90m，酒店底座20.80m，車站14號(hào)線淺處27.886m，車站14號(hào)線深處28.386m，地鐵車站端頭井29.27m。基坑形狀不規(guī)則。

3）本基坑北側(cè)長(zhǎng)67.2m、南側(cè)長(zhǎng)66.8m、西側(cè)有一處長(zhǎng)49.1m、東側(cè)長(zhǎng)69m，基坑面積大。

4）基坑一、三分界區(qū)域中應(yīng)當(dāng)建設(shè)1000mm厚的地下墻，墻體的自身體積和重量較大。

5）根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地調(diào)查，場(chǎng)地附近沒(méi)有地下管線設(shè)置，不會(huì)影響工程的整體進(jìn)度。

2 基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)方案比選

2.1 基坑支護(hù)方案比選

結(jié)合施工的具體要求和現(xiàn)場(chǎng)的工程建設(shè)環(huán)境，能夠設(shè)定以下兩種建設(shè)形式。根據(jù)上文中的研究成果能夠看出，雖然使用SMW工法能夠節(jié)省相當(dāng)部分的經(jīng)濟(jì)成本，但是施工安全難以保障。根據(jù)工程建設(shè)的實(shí)施環(huán)境而言，基坑周圍有大量的建筑物，低下連續(xù)施工的進(jìn)程中能夠適當(dāng)滿足微小的沉降和位移現(xiàn)象。本工程地質(zhì)含水量較大，挖掘的面積和深度也較為龐大，地下墻的建設(shè)也具有一定的防水作用。

2.2 基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)方案比選小結(jié)

地下墻的厚度設(shè)定在600～1000mm，墻體厚度一般是基坑深度的1.8倍左右。本基坑建筑屬于一級(jí)建筑，在分區(qū)交界處使用1000mm左右的地下墻進(jìn)行有效的分割，墻面建設(shè)的基本厚度均為800～1000mm。

裙房地墻總深為：19.90m×1.8=35.82m；

目前，我國(guó)股票市場(chǎng)正處于快速發(fā)展階段，在始于2015年的“股災(zāi)”還未完全消退的背景下研究中國(guó)股票市場(chǎng)與國(guó)際股票市場(chǎng)間的相依性問(wèn)題，對(duì)金融市場(chǎng)的風(fēng)險(xiǎn)控制、金融監(jiān)管以及對(duì)投資者投資策略構(gòu)建等均具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

酒店底座地墻總深為：20.80m×1.8=37.44m；

地鐵14號(hào)線車站淺處地墻總深為：27.886m×1.8=50.1948m；

地鐵14號(hào)線車站深處地墻總深為：28.386m×1.8=51.0947m；

地鐵14號(hào)線車站端頭井地墻總深為：29.27m×1.8=52.686m。

由于裙房和酒店底座的開(kāi)挖深度相差不大，所以本工程的開(kāi)挖方式分兩步走：

第一步：先整體開(kāi)挖到裙房的深度19.90m，地墻總深為35.82m；

第二步：在開(kāi)挖到19.90m的基礎(chǔ)上開(kāi)挖地鐵14號(hào)線車站。

3 基坑支撐方案比選

3.1 支撐的種類和結(jié)構(gòu)類型

平面支撐體系主要由腰梁（或圍檁）、水平支撐和立柱組成。平面支撐的作用是保證建筑兩段能夠分擔(dān)一部分的承重力，其自身的結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，在工程施工中不會(huì)受到太大的壓力，值得注意的是，應(yīng)當(dāng)考慮到彈性壓縮導(dǎo)致的位移現(xiàn)象。平面支撐具有較好的穩(wěn)定性，適合在各種結(jié)構(gòu)的基坑中進(jìn)行使用。

3.1.2 豎向斜撐體系

豎向斜撐體系主要是在圍護(hù)墻上進(jìn)行拉力的支撐，并且將作用力進(jìn)行轉(zhuǎn)化和傳遞，轉(zhuǎn)移到工基方面。在深度較淺的基坑作業(yè)中使用效果較好，并且不受相應(yīng)的平面形狀和面積的影響，施工形式較為簡(jiǎn)單，成本較低。但是值得注意的是：墻體極易受到基坑的影響出現(xiàn)變形現(xiàn)象，亦或是基礎(chǔ)工程變形影響上層建筑等。因此，在工程建筑中應(yīng)當(dāng)保證豎向斜撐體系建設(shè)的對(duì)稱性。

3.1.3 混合支撐體系

混合支撐體系指的是將上述的兩種支撐體系進(jìn)行混合使用，能夠有效增強(qiáng)建筑承重能力和水平。在大型工程的施工建設(shè)中能夠有效節(jié)約成本。

3.2 地鐵車站端頭井基坑支撐體系

1）端頭井的周圍應(yīng)當(dāng)進(jìn)行連續(xù)的維護(hù)結(jié)構(gòu)建設(shè)，保證除標(biāo)準(zhǔn)段連接處的開(kāi)口外無(wú)其他開(kāi)口，在端口位置施工的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)做好端口的支撐工作，尤其是在地下墻維護(hù)的情況下，端口處于標(biāo)準(zhǔn)鏈接處的上下墻體應(yīng)當(dāng)設(shè)置滿足工程需求的支撐設(shè)備，防治產(chǎn)生設(shè)備、工程的位移現(xiàn)象。

2）在進(jìn)行地下墻連續(xù)維護(hù)結(jié)構(gòu)建設(shè)的過(guò)程中，由于轉(zhuǎn)角位置的邊長(zhǎng)較短，不能夠完全承擔(dān)建筑的承載力和重量，因此應(yīng)當(dāng)適當(dāng)更換建筑的支撐設(shè)備，對(duì)于施工環(huán)節(jié)具有一定的穩(wěn)定作用。

3）對(duì)基坑的支撐工程主要有鋼支撐和鋼筋混凝土支撐。在建設(shè)的初級(jí)階段，基本上使用鋼支撐作為建設(shè)的基本支撐，能夠有效阻止建筑出現(xiàn)位移現(xiàn)象，降低支撐與維護(hù)結(jié)構(gòu)的脫離現(xiàn)象，在鋼支撐不能發(fā)揮自身能力的情況下，應(yīng)當(dāng)選擇更具強(qiáng)度的混凝土鋼筋支撐形式，防止出現(xiàn)脫落和位移現(xiàn)象，能夠有效增強(qiáng)工程實(shí)施的穩(wěn)定性和安全性，避免留下安全隱患。

3.3 本工程支撐方案

本工程基坑面積較大，并且呈多邊形，在地下5層左右的位置是地鐵14號(hào)線路，在開(kāi)挖的過(guò)程中也受到地鐵運(yùn)行時(shí)間的影響，施工流程較為復(fù)雜，因此，在施工的過(guò)程中選擇混合支撐的形式較為穩(wěn)健。裙房和酒店底座的支撐狀態(tài)為一字型地下墻與5道鋼筋混凝土內(nèi)支撐，地鐵站的支護(hù)結(jié)構(gòu)采用一字型地下墻與2道鋼支撐結(jié)合的支撐形式。地下墻的厚度在一區(qū)域和三區(qū)域之間的分界線處為1000 mm，端口處的墻厚度為1000mm。當(dāng)基坑開(kāi)挖至地鐵車站處，車站端頭井的支撐布置如圖1所示。

圖1 地鐵車站端頭井基坑支撐布置圖

4 基坑支護(hù)方案驗(yàn)算論證

4.1 基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)方案及其計(jì)算（驗(yàn)算）

支護(hù)結(jié)構(gòu)自身的穩(wěn)定性計(jì)算包括以下幾個(gè)計(jì)算方面，有圍護(hù)結(jié)構(gòu)地基承載力、抗隆起、抗?jié)B、抗傾覆、整體滑動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算，經(jīng)計(jì)算支護(hù)結(jié)構(gòu)的建設(shè)能夠滿足工程整體需求。在計(jì)算的過(guò)程中使用山肩邦男法，將地墻寬度設(shè)定為1m。計(jì)算數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

表1 各支撐處軸力和彎矩

在開(kāi)發(fā)到裙房之后需進(jìn)行二次開(kāi)挖才能夠保證地鐵站的順利建設(shè)，因此，地鐵站地下墻的承重能力應(yīng)當(dāng)進(jìn)行簡(jiǎn)化運(yùn)算，保證其中的臨界長(zhǎng)度為4.9m。地鐵車站處選用φ609×22鋼管作支撐，經(jīng)計(jì)算能夠滿足建設(shè)需求。

5 總結(jié)

工程建設(shè)按照“安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)健”的方針進(jìn)行。保證工程質(zhì)量的施工手段為：裙房的支撐體系是一種框架結(jié)構(gòu)，并且地鐵站在建設(shè)的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)采用聯(lián)系支撐體系，地鐵端口處應(yīng)當(dāng)使用井字形鋼支撐，同時(shí)建設(shè)一道封頭墻。