北京地鐵五號線和平里北街站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的幾個(gè)問題【摘 要】 從北京地鐵五號線和平里北街站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中既有管線道路的改移、交通疏解、危房保護(hù)的等方面,闡述了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中幾個(gè)問題的處理方法。 【關(guān)鍵詞】 管線道路改移; 交通疏解; 危房保護(hù)1工程概況1 .1 地理位置 北京地鐵五號線和平里北街站位于和平里西街與和平里北街的交叉路口,沿和平里西街規(guī)劃道路中心線呈南北縱向布置,車站主體北端跨交叉路口,東北風(fēng)道臨近且平行于和平里北街道路及民族樓6號樓(見圖1)。
1 .2 結(jié)構(gòu)概況 本工程為明挖順作的地下二層島式車站,基坑長170 4m,寬21 7m,深16 2～18 2m。車站主體結(jié)構(gòu)采用兩層三跨現(xiàn)澆鋼筋混凝土閉合式框架結(jié)構(gòu)。車站主體及雙層風(fēng)道圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用ф800鉆孔灌注間排樁,樁距為1 6m;其余單層風(fēng)道及通道的圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用ф600鉆孔灌注間隔排樁,樁距1 2m; 樁間采用鋼絲網(wǎng)噴混凝土護(hù)面。支撐采用ф609鋼支撐,盾構(gòu)井基坑設(shè)置4道橫向水平支撐,車站主體標(biāo)準(zhǔn)段設(shè)置3道橫向水平支撐(見圖2)。1 3 工程地質(zhì) 本站的地質(zhì)主要由第四紀(jì)粘性土、砂及碎石類土構(gòu)成,其下部廣泛分布第三紀(jì)地層。各土層自上而下依次為:(1)第一層為填土層,稍濕,含磚渣、灰渣等,層厚2m左右。(2) 第二層為粉土、粉質(zhì)粘土和中細(xì)砂層的互層,局部有粉細(xì)砂透鏡體。層厚為18～20m,地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值為130～220kPa。(3)第三層為第四紀(jì)晚更新世沖洪積層卵圓石礫、中粗砂和砂卵石層,本層埋深為20m左右,層厚為18m左右。卵石直徑2～40mm。地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值:中粗砂層為210～240kPa,卵圓石礫層為230～350kPa。1 4 水文地質(zhì)條件(1)上層滯水:該層水位標(biāo)高為38 94～41 66m,水位埋深為2 46～4 72m,主要接受大氣降水和綠地灌溉水垂直滲透補(bǔ)給和管溝滲漏補(bǔ)給。(2)潛水:該層水位標(biāo)高為30 38～30 77m,水位埋深為13 05～13 35m,地下水徑流方向?yàn)樽晕飨驏|,與線路方向近于直交。(3)承壓水:水位標(biāo)高為17 66～18 41m,水位埋深為25 02～26 00m,地下水徑流方向?yàn)樽晕飨驏|,與線路方向近于直交。2幾個(gè)問題的處理方法2.1 施工期間的管線道路改移 本車站位于北京和平里北街與和平里西街的交叉路口下。現(xiàn)狀交叉路口南側(cè)的和平里西街東側(cè)為一片小公園和臨時(shí)建筑物,均侵入規(guī)劃的道路紅線范圍。路口以北的和平里西街兩側(cè)均為農(nóng)貿(mào)市場的臨時(shí)建筑和攤位。和平里西街規(guī)劃紅線寬為65m,規(guī)劃道路尚未實(shí)施,其現(xiàn)狀道路為7m寬,車流量小,也無公共交通車輛行駛。和平里北街南側(cè)是以百貨、副食、餐廳為主的沿街商店,北側(cè)是農(nóng)貿(mào)市場。和平里北街是該地區(qū)東西向的交通干道。該車站位于規(guī)劃要求的舊城改造開發(fā)區(qū)拆遷范圍,現(xiàn)狀道路狹窄,車流量小,周圍房屋低矮破舊,需拓寬改造現(xiàn)狀道路。并且要求在施工過程中不能斷道,所以在其施工時(shí)考慮了第二次道路及管線改移。各種管線應(yīng)根據(jù)各自位置和埋深與車站的關(guān)系,分別涉及到管線改移、支吊和保護(hù)等幾個(gè)方面的問題在此處不作介紹。2.2 施工期間的交通疏解 在和平里北街與車站相交的地方,為保證主體結(jié)構(gòu)施工期間和平里北街有雙向四車道的通行能力,及6m寬的非機(jī)動(dòng)車道和人行道。可以采用以下處理辦法來解決。 (1)一種方案是在車站主體與和平里北街相交處20m范圍設(shè)置兩道封堵墻,首先澆注北端的主體,在北端主體施工完畢后,恢復(fù)其道路行駛能力,讓和平里北街倒邊通行,然后再按步驟打掉臨時(shí)封堵墻,澆注南邊主體。此方案在實(shí)施過程中造成極大浪費(fèi),還會使施工期限延長,另還會使主體結(jié)構(gòu)本身的整體性受到一定的影響。 (2)另一種方案是在和平里北街方向的車站主體圍護(hù)樁頂搭設(shè)20m寬的臨時(shí)軍用便橋。其下面的基坑內(nèi)的土只有在軍用便橋的兩邊向外掏,雖然這樣增加了施工難度,但此舉措,一方面解決了車站施工過程中車輛受阻的實(shí)際問題,另一方面也能使車站的主體結(jié)構(gòu)施工能整體完成。(詳見圖3)。 附屬工程施工期間及道路倒邊后,東西向行駛的車輛可通過在緊鄰和平里北街北側(cè)的車站上鋪設(shè)的20m寬的臨時(shí)道路通行,維持既有14m寬雙向四車道通行能力,同時(shí)還保證有6m寬的非機(jī)動(dòng)車道及人行道。橫跨和平里北街的通道采用暗挖法施工,地面交通將不受影響。南北向的和平里西街同道路倒邊前,維持既有兩車道通行能力。在施工跨越和平里西街的西北出入口人防段時(shí),將和平里西街部分道路臨時(shí)改移到主體結(jié)構(gòu)上,也能保證既有的通行能力。 總之,交通疏解按方案二實(shí)施后,車站施工期間的東西、南北向交通都暢通無阻,也省時(shí)省事,還節(jié)約投資成本,而且主體結(jié)構(gòu)的施工也能保證了其連續(xù)性、安全性。2.2 民族樓6號樓邊上東北風(fēng)道基坑的加固處理 東北風(fēng)道基坑邊上的民族樓6號樓,是建于50年代的住宅樓,已鑒定為危樓。但在北京地鐵五號線施工期間,民族樓6號樓不撤除,故必須對房屋進(jìn)行保護(hù),對風(fēng)道基坑進(jìn)行加固,以保證民族樓的絕對安全。2.2 1 東北風(fēng)道周邊建筑物調(diào)查、管線調(diào)查及相對關(guān)系 東北風(fēng)道緊貼民族樓6號樓,相對位置為平行布置,平行長30 8m,基坑北側(cè)邊緣距民族樓陽臺僅7 5m,中間存在有一條?500自來水鋼管,一條?1000混凝土污水管,2條電信光纜。東北風(fēng)道和附近建筑物、地下管線的相對關(guān)系(見圖4)。2.2 2 民族樓6號樓的保護(hù)措施 根據(jù)和平里北街站車站主體的開挖及結(jié)構(gòu)施工時(shí)引起的地表沉降分析,為保證現(xiàn)有狀況的民族樓6號樓安全,把6號樓沉降控制到最小,不大于12mm,其預(yù)警值為70%。采取以下施工措施:(1)施作止水圍幕。在東北風(fēng)道基坑?xùn)|側(cè)和北側(cè)即東北風(fēng)道基坑與民族樓6號樓之間靠近基坑圍護(hù)樁外側(cè)施做單排?450@300旋噴攪拌樁,以形成一道止水帷幕,防止地層失水造成沉降。 (2)在土方開挖前20天對東北風(fēng)道基坑南側(cè)采用輕型井點(diǎn)進(jìn)行降水,北側(cè)不降水。(3)土方開挖過程中在基坑北側(cè)和東側(cè)圍護(hù)樁間粉細(xì)砂層上下各1m范圍內(nèi)施打?42小導(dǎo)管,注超細(xì)水泥漿,水灰比為0 75～1,注漿壓力控制在0 3～0 5MPa。在基坑北側(cè)、東側(cè)樁間掛網(wǎng)噴射C20混凝土,樁間厚150mm;基坑南側(cè)樁間掛網(wǎng)噴射C20混凝土,樁間厚100mm。(4)加密鋼支撐并調(diào)整支撐間距。在與民族出版社6號樓平行38 8m的范圍內(nèi),東北風(fēng)道結(jié)構(gòu)鋼支撐由原設(shè)計(jì)兩道支撐加密到三道支撐。加大鋼支撐的預(yù)加應(yīng)力,由原設(shè)計(jì)應(yīng)力值的50%提高到70%,豎向第一道支撐預(yù)加應(yīng)力為280kN,第二道支撐預(yù)加應(yīng)力為560kN,第三道支撐預(yù)加應(yīng)力為420kN。(5)加大基坑墊層厚度,由原設(shè)計(jì)16cm改為30cm,混凝土等級為C20。以及時(shí)控制基坑底部的樁體變形,減小樁體位移。(6)在結(jié)構(gòu)混凝土施工時(shí),嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)和施工規(guī)范進(jìn)行,結(jié)構(gòu)混凝土沒有達(dá)到設(shè)計(jì)要求拆除支撐,堅(jiān)決不能拆除支撐。(7)車站開挖過程中嚴(yán)格按照施工組織設(shè)計(jì)的施工程序進(jìn)行,臺階式分層開挖,及時(shí)架設(shè)鋼圍檁及鋼支撐,確保不欠撐,鋼圍檁與樁間填充C25水泥砂漿,保證接觸密實(shí)。(8)在結(jié)構(gòu)混凝土施工中,層板結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%以上后才可拆除相鄰一層圍護(hù)結(jié)構(gòu)的橫向支撐。(9)嚴(yán)格控制降水量。車站開挖前做到一次性降水到設(shè)計(jì)基坑底1 0m,車站開挖過程中加強(qiáng)擋水,減小樓房附近的地下水土流失。(10)基坑北側(cè)?1000污水管滲漏水較嚴(yán)重,對其采用PVC防水材料做內(nèi)襯管進(jìn)行導(dǎo)流,以減少滲漏。(11)結(jié)構(gòu)施工期間對圍護(hù)結(jié)構(gòu)和地面建筑物進(jìn)行監(jiān)測,監(jiān)測項(xiàng)目包括:樁頂水平位移、樁身變形、鋼支撐軸力、地表沉降、地下水位、樓房水平和傾斜等。嚴(yán)密監(jiān)測地層和地表變形情況,做到每日一報(bào),并及時(shí)進(jìn)行分析反饋。(12)施工應(yīng)遵循“分段、分層、對稱、平衡、快速開挖、快速支撐、快速施工”的原則,充分利用時(shí)空效應(yīng),減少變形量(見圖5)。 按此方案對東北風(fēng)道基坑進(jìn)行止水、加固等措施,在施工過程中對民房和圍護(hù)樁進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)測,其結(jié)果是民房的最大沉降量累計(jì)只有5mm左右,樁的水平位移也只有5mm左右,未到設(shè)計(jì)時(shí)的沉降預(yù)警值,達(dá)到了滿意的效果。既保護(hù)了民族樓6號樓和東北風(fēng)道基坑的安全,也保證了工期的如期完成。3結(jié)束語 本工程的圍護(hù)結(jié)構(gòu)及支撐體系安全、穩(wěn)定。施工過程中對周邊建筑、道路的變形監(jiān)測結(jié)果表明,所采用的基坑支護(hù)綜合處理方案是有效的,充分發(fā)揮了圍護(hù)結(jié)構(gòu)及支撐體系的作用。達(dá)到了施工周期短、投資少和保證基坑及周邊建筑安全的目的。參考文獻(xiàn)[1] GB50157-2003,地下鐵道設(shè)計(jì)規(guī)范[S].[2] 龔嘵南,高有潮.深基坑工程設(shè)計(jì)施工手冊[M].中國建筑工業(yè)出版社,1998 9(1).
1 .2 結(jié)構(gòu)概況 本工程為明挖順作的地下二層島式車站,基坑長170 4m,寬21 7m,深16 2～18 2m。車站主體結(jié)構(gòu)采用兩層三跨現(xiàn)澆鋼筋混凝土閉合式框架結(jié)構(gòu)。車站主體及雙層風(fēng)道圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用ф800鉆孔灌注間排樁,樁距為1 6m;其余單層風(fēng)道及通道的圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用ф600鉆孔灌注間隔排樁,樁距1 2m; 樁間采用鋼絲網(wǎng)噴混凝土護(hù)面。支撐采用ф609鋼支撐,盾構(gòu)井基坑設(shè)置4道橫向水平支撐,車站主體標(biāo)準(zhǔn)段設(shè)置3道橫向水平支撐(見圖2)。1 3 工程地質(zhì) 本站的地質(zhì)主要由第四紀(jì)粘性土、砂及碎石類土構(gòu)成,其下部廣泛分布第三紀(jì)地層。各土層自上而下依次為:(1)第一層為填土層,稍濕,含磚渣、灰渣等,層厚2m左右。(2) 第二層為粉土、粉質(zhì)粘土和中細(xì)砂層的互層,局部有粉細(xì)砂透鏡體。層厚為18～20m,地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值為130～220kPa。(3)第三層為第四紀(jì)晚更新世沖洪積層卵圓石礫、中粗砂和砂卵石層,本層埋深為20m左右,層厚為18m左右。卵石直徑2～40mm。地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值:中粗砂層為210～240kPa,卵圓石礫層為230～350kPa。1 4 水文地質(zhì)條件(1)上層滯水:該層水位標(biāo)高為38 94～41 66m,水位埋深為2 46～4 72m,主要接受大氣降水和綠地灌溉水垂直滲透補(bǔ)給和管溝滲漏補(bǔ)給。(2)潛水:該層水位標(biāo)高為30 38～30 77m,水位埋深為13 05～13 35m,地下水徑流方向?yàn)樽晕飨驏|,與線路方向近于直交。(3)承壓水:水位標(biāo)高為17 66～18 41m,水位埋深為25 02～26 00m,地下水徑流方向?yàn)樽晕飨驏|,與線路方向近于直交。2幾個(gè)問題的處理方法2.1 施工期間的管線道路改移 本車站位于北京和平里北街與和平里西街的交叉路口下。現(xiàn)狀交叉路口南側(cè)的和平里西街東側(cè)為一片小公園和臨時(shí)建筑物,均侵入規(guī)劃的道路紅線范圍。路口以北的和平里西街兩側(cè)均為農(nóng)貿(mào)市場的臨時(shí)建筑和攤位。和平里西街規(guī)劃紅線寬為65m,規(guī)劃道路尚未實(shí)施,其現(xiàn)狀道路為7m寬,車流量小,也無公共交通車輛行駛。和平里北街南側(cè)是以百貨、副食、餐廳為主的沿街商店,北側(cè)是農(nóng)貿(mào)市場。和平里北街是該地區(qū)東西向的交通干道。該車站位于規(guī)劃要求的舊城改造開發(fā)區(qū)拆遷范圍,現(xiàn)狀道路狹窄,車流量小,周圍房屋低矮破舊,需拓寬改造現(xiàn)狀道路。并且要求在施工過程中不能斷道,所以在其施工時(shí)考慮了第二次道路及管線改移。各種管線應(yīng)根據(jù)各自位置和埋深與車站的關(guān)系,分別涉及到管線改移、支吊和保護(hù)等幾個(gè)方面的問題在此處不作介紹。2.2 施工期間的交通疏解 在和平里北街與車站相交的地方,為保證主體結(jié)構(gòu)施工期間和平里北街有雙向四車道的通行能力,及6m寬的非機(jī)動(dòng)車道和人行道。可以采用以下處理辦法來解決。 (1)一種方案是在車站主體與和平里北街相交處20m范圍設(shè)置兩道封堵墻,首先澆注北端的主體,在北端主體施工完畢后,恢復(fù)其道路行駛能力,讓和平里北街倒邊通行,然后再按步驟打掉臨時(shí)封堵墻,澆注南邊主體。此方案在實(shí)施過程中造成極大浪費(fèi),還會使施工期限延長,另還會使主體結(jié)構(gòu)本身的整體性受到一定的影響。 (2)另一種方案是在和平里北街方向的車站主體圍護(hù)樁頂搭設(shè)20m寬的臨時(shí)軍用便橋。其下面的基坑內(nèi)的土只有在軍用便橋的兩邊向外掏,雖然這樣增加了施工難度,但此舉措,一方面解決了車站施工過程中車輛受阻的實(shí)際問題,另一方面也能使車站的主體結(jié)構(gòu)施工能整體完成。(詳見圖3)。 附屬工程施工期間及道路倒邊后,東西向行駛的車輛可通過在緊鄰和平里北街北側(cè)的車站上鋪設(shè)的20m寬的臨時(shí)道路通行,維持既有14m寬雙向四車道通行能力,同時(shí)還保證有6m寬的非機(jī)動(dòng)車道及人行道。橫跨和平里北街的通道采用暗挖法施工,地面交通將不受影響。南北向的和平里西街同道路倒邊前,維持既有兩車道通行能力。在施工跨越和平里西街的西北出入口人防段時(shí),將和平里西街部分道路臨時(shí)改移到主體結(jié)構(gòu)上,也能保證既有的通行能力。 總之,交通疏解按方案二實(shí)施后,車站施工期間的東西、南北向交通都暢通無阻,也省時(shí)省事,還節(jié)約投資成本,而且主體結(jié)構(gòu)的施工也能保證了其連續(xù)性、安全性。2.2 民族樓6號樓邊上東北風(fēng)道基坑的加固處理 東北風(fēng)道基坑邊上的民族樓6號樓,是建于50年代的住宅樓,已鑒定為危樓。但在北京地鐵五號線施工期間,民族樓6號樓不撤除,故必須對房屋進(jìn)行保護(hù),對風(fēng)道基坑進(jìn)行加固,以保證民族樓的絕對安全。2.2 1 東北風(fēng)道周邊建筑物調(diào)查、管線調(diào)查及相對關(guān)系 東北風(fēng)道緊貼民族樓6號樓,相對位置為平行布置,平行長30 8m,基坑北側(cè)邊緣距民族樓陽臺僅7 5m,中間存在有一條?500自來水鋼管,一條?1000混凝土污水管,2條電信光纜。東北風(fēng)道和附近建筑物、地下管線的相對關(guān)系(見圖4)。2.2 2 民族樓6號樓的保護(hù)措施 根據(jù)和平里北街站車站主體的開挖及結(jié)構(gòu)施工時(shí)引起的地表沉降分析,為保證現(xiàn)有狀況的民族樓6號樓安全,把6號樓沉降控制到最小,不大于12mm,其預(yù)警值為70%。采取以下施工措施:(1)施作止水圍幕。在東北風(fēng)道基坑?xùn)|側(cè)和北側(cè)即東北風(fēng)道基坑與民族樓6號樓之間靠近基坑圍護(hù)樁外側(cè)施做單排?450@300旋噴攪拌樁,以形成一道止水帷幕,防止地層失水造成沉降。 (2)在土方開挖前20天對東北風(fēng)道基坑南側(cè)采用輕型井點(diǎn)進(jìn)行降水,北側(cè)不降水。(3)土方開挖過程中在基坑北側(cè)和東側(cè)圍護(hù)樁間粉細(xì)砂層上下各1m范圍內(nèi)施打?42小導(dǎo)管,注超細(xì)水泥漿,水灰比為0 75～1,注漿壓力控制在0 3～0 5MPa。在基坑北側(cè)、東側(cè)樁間掛網(wǎng)噴射C20混凝土,樁間厚150mm;基坑南側(cè)樁間掛網(wǎng)噴射C20混凝土,樁間厚100mm。(4)加密鋼支撐并調(diào)整支撐間距。在與民族出版社6號樓平行38 8m的范圍內(nèi),東北風(fēng)道結(jié)構(gòu)鋼支撐由原設(shè)計(jì)兩道支撐加密到三道支撐。加大鋼支撐的預(yù)加應(yīng)力,由原設(shè)計(jì)應(yīng)力值的50%提高到70%,豎向第一道支撐預(yù)加應(yīng)力為280kN,第二道支撐預(yù)加應(yīng)力為560kN,第三道支撐預(yù)加應(yīng)力為420kN。(5)加大基坑墊層厚度,由原設(shè)計(jì)16cm改為30cm,混凝土等級為C20。以及時(shí)控制基坑底部的樁體變形,減小樁體位移。(6)在結(jié)構(gòu)混凝土施工時(shí),嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)和施工規(guī)范進(jìn)行,結(jié)構(gòu)混凝土沒有達(dá)到設(shè)計(jì)要求拆除支撐,堅(jiān)決不能拆除支撐。(7)車站開挖過程中嚴(yán)格按照施工組織設(shè)計(jì)的施工程序進(jìn)行,臺階式分層開挖,及時(shí)架設(shè)鋼圍檁及鋼支撐,確保不欠撐,鋼圍檁與樁間填充C25水泥砂漿,保證接觸密實(shí)。(8)在結(jié)構(gòu)混凝土施工中,層板結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%以上后才可拆除相鄰一層圍護(hù)結(jié)構(gòu)的橫向支撐。(9)嚴(yán)格控制降水量。車站開挖前做到一次性降水到設(shè)計(jì)基坑底1 0m,車站開挖過程中加強(qiáng)擋水,減小樓房附近的地下水土流失。(10)基坑北側(cè)?1000污水管滲漏水較嚴(yán)重,對其采用PVC防水材料做內(nèi)襯管進(jìn)行導(dǎo)流,以減少滲漏。(11)結(jié)構(gòu)施工期間對圍護(hù)結(jié)構(gòu)和地面建筑物進(jìn)行監(jiān)測,監(jiān)測項(xiàng)目包括:樁頂水平位移、樁身變形、鋼支撐軸力、地表沉降、地下水位、樓房水平和傾斜等。嚴(yán)密監(jiān)測地層和地表變形情況,做到每日一報(bào),并及時(shí)進(jìn)行分析反饋。(12)施工應(yīng)遵循“分段、分層、對稱、平衡、快速開挖、快速支撐、快速施工”的原則,充分利用時(shí)空效應(yīng),減少變形量(見圖5)。 按此方案對東北風(fēng)道基坑進(jìn)行止水、加固等措施,在施工過程中對民房和圍護(hù)樁進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)測,其結(jié)果是民房的最大沉降量累計(jì)只有5mm左右,樁的水平位移也只有5mm左右,未到設(shè)計(jì)時(shí)的沉降預(yù)警值,達(dá)到了滿意的效果。既保護(hù)了民族樓6號樓和東北風(fēng)道基坑的安全,也保證了工期的如期完成。3結(jié)束語 本工程的圍護(hù)結(jié)構(gòu)及支撐體系安全、穩(wěn)定。施工過程中對周邊建筑、道路的變形監(jiān)測結(jié)果表明,所采用的基坑支護(hù)綜合處理方案是有效的,充分發(fā)揮了圍護(hù)結(jié)構(gòu)及支撐體系的作用。達(dá)到了施工周期短、投資少和保證基坑及周邊建筑安全的目的。參考文獻(xiàn)[1] GB50157-2003,地下鐵道設(shè)計(jì)規(guī)范[S].[2] 龔嘵南,高有潮.深基坑工程設(shè)計(jì)施工手冊[M].中國建筑工業(yè)出版社,1998 9(1).
