南京站北站房深基坑桩撑支护施工

陆振宏

摘要：针对南京站增建北站房中大深基坑工程中的难点与特点，综合采用了分层基坑围护设计、基坑开挖的施工技术

关键词：南京站北站房;深基坑;桩撑支护

1 工程概况

南京站北站房工程位于既有南京铁路旅客站房北侧，北靠小红山。建筑场地长189m，宽39m，主体工程为2层，局部3层，并设地下一层作为出站厅，总建筑面积19948m2。

地下出站厅为地下一层，基坑面积约为2731m2，总延米长约209m，基础底板顶标高为8.65～9.35m，底板厚0.3m，基础承台顶标高为7.85～9.35m，承台厚1.0～4.5m，考虑垫层厚0.1m，基坑开挖深度为6.55～11.45m。地铁1号线出入口通道为地下一层，基坑面积约为900 m2，总延米长约143m，底板顶标高3.4～12.85m，底板厚0.6m，基础承台顶标高3.35～11.00m，承台厚1.3m，考虑垫层厚0.1m，基坑开挖深度为3.35～13.55m。

地下出站厅基坑西侧临地铁1号线隧道区间，北侧临站前广场，南侧临接出站地道，周边环境较为复杂，能占用空间少。地铁1号线出入口通道基坑南侧临站台，东侧连通地铁1号线站厅。综合基坑开挖深度和周边环境，本基坑安全等级为一级。基坑工程特点与难点

（1）工期紧：南京站北站房要求在2014年8月份青奥会之前投入使用，而且按照施工安排开工时间较晚，2013年9月开工，但是合同工期要求地下结构施工需要在2013年12月底前完成，以保证站房结构及装潢时间。施工工期极为紧张。

（2）难度大：本标段周边环境复杂，各个施工作业单位众多，施工且与相邻的交通广场，地下停车场，地铁等交错施工，施工场地和边界条件复杂形成了较大的难度

（3）邻近股道基坑稳定监测与控制是重点：保证基坑稳定是基坑顺利施工及周边环境安全的关键。地下出站厅及地铁1号线4、5号出入口施工紧邻沪宁城际5道，且4道及13站台需要正常运营，加强基坑施工过程的周边建筑监测与保护，合理控制开挖深度，防止因超挖、支撑架设不及时等情况导致地面沉降是施工重点。

2.基坑支护结构

基坑设计分为地下出站厅基坑及地铁1号线4号出入口，地铁一号线5号出入口通道基坑两大部分。根据工程地质和水文地质特性本工程采用地下出站厅及地铁1号线4号出入口基坑支护采用桩撑支护方案，拉森钢板桩支护配合：桩顶放坡1m，下部采用?1000@1200钻孔灌注排桩围护，桩身混凝土C30，桩顶设1200mm×1000mm的钢筋混凝土冠梁，混凝土C30。在冠梁层设置一道水平斜支撑结构，支撑中心标高14.00m，角度45°，支撑长度为8.5m，水平斜支撑主杆件采用?609×10mm钢管，连接杆件采用?500×10mm钢管，局部位置加设立柱，立柱采用?1000钻孔灌注桩结合?500×10mm钢管构成。在冠梁与支撑连接的位置预埋钢垫板，支撑与钢垫板焊接连接。

地铁1号线5号出入口基坑采用桩撑支护方案：桩顶放坡1m，下部采用?800@1000钻孔灌注排桩围护，桩身混凝土C30，桩顶设1000mm×800mm的钢筋混凝土冠梁，混凝土C30，局部在距桩顶-5.4m处设置一道钢腰梁，腰梁采用双拼HW400×400×13×21mmH型钢。在冠梁层设置一道?609×10mm钢管对撑结构，支撑中心标高14.10m，支撑长度8.5～16.95m，在局部腰梁设置第二道?609×10mm钢管对撑结构，支撑中心标高9.10m，支撑长度为10.30m。在施工冠梁时，在冠梁与支撑连接的位置预埋钢垫板，支撑与钢垫板焊接连接。钢腰梁与支撑采用钢垫板焊接连接，并在底部间隔设置型钢托架。钻孔灌注桩共计259根，钢板桩共计25根。

现简单计算寇、腰梁配筋：

2.1冠、腰梁配筋計算

⑴冠梁计算

按照多跨连续梁计算，跨距4～6.5m，均布荷载标准值44.0～133.7 kN/m，连续梁计算截面b*h=1000mm*800mm。

计算得连续梁截面最大弯矩设计值0M=1.25γ0*101*q*l2=1.25*1.1*101*132.6*6.52=770.3 kN*m，最大剪力设计值=1.25γ0*0V12*q*l=1.25*1.1*12*132.6*6.5=592.6kN。

①正截面强度计算

maxM=770.3KN·m

αs=*106/（fc*h*b02）=770.3*106/（14.3*800*9502）=0.075 maxM

γs=0.5（1+sα21?）=0.96

As=/（γs *fy*b0）=770.3×106/（0.96×360×950）=2346.2 maxM2mm

ρmin ×A=max（0.2%，）×1000×800=1600mm2 ytff/*45

实际配筋：实取7Φ25有 As=3436 2mm

②斜截面强度计算

/whb=950/800=1.19<4，

V=592.6kN<00.25ccfbhβ=0.25×14.3×800×950=2717kN

0.7=0.7×1.43×800×950=760.8kN>V=592.6kN 0bhft

不需计算配箍筋，需满足，min0.24svtsvsvyvAfbsfρρ=≥==0.127%

取Φ10@200四肢箍，满足要求。

⑵腰梁计算

按照多跨连续梁计算，跨距4m，均布荷载标准值520.1kN/m。

连续连续梁截面最大弯矩设计值0M=1.25γ0*101*q*l2=1.25*1.1*101*520.1*42=1144.2 kN*m。

采用两根双拼HW400×400×13×21型钢，双拼型钢能抵抗最大弯距Mmax1=2×1.05×3300000×205=1420.6KN*m.

围檩采用双拼HW400×400×13×21型钢可满足设计要求。其它计算省略：

3、基坑监测

（1）支护设计监测控制要求为设计预警值，接近或达到预警值时立即发出书面报告。

（2）止水结构出现裂隙、漏水，水头压力较小时采用“堵漏王”堵漏配合滤管引流，外侧;止水结构出现水压力很大的涌水时应组织力量抢险注浆。

（3）基坑内出现管涌或者超深开挖（如电梯井）发生塌方，可局部采用轻型井点降水形成帷幕。

（4）如果基坑底部或周围土体出现可能导致剪切破坏的迹象或其他可能影响安全的征兆（如少量流沙、涌土、隆起、陷落等）均应及时采取应急措施，及时处理，排除工程事故隐患。除此以外，相关单位应加强巡视和目测，如发现下面迹象之一都应采取应急措施：a建筑物的砌体部分出现宽度大于2mm的变形裂缝;b附近地面出现宽度大于10mm的裂缝。确保铁路、地铁运营安全。

4.深基坑开挖方案

（1）土方开挖到各层钢管支撑底部时，及时施作钢管支撑并施加轴力;其它土层的土方开挖到各层钢管支撑底部时，及时施作钢管支撑。

（2）基坑开挖过程中采取严禁超挖，基坑纵向放坡不得大于安全坡度，对暴露时间较长或可能受暴雨冲刷的纵坡采用钢丝网水泥喷浆等坡面保护措施，严防纵向滑坡。

（3）机械开挖的同时辅以人工配合，特别是基底以上30cm的土层采用人工开挖，以减少超挖、保持坑底土体的原状结构。

（4）围护结构监测在基坑开挖过程中，要紧跟支撑的进展，对围护结构变形和地层移动进行监测，根据监测资料及围护结构变形警标，及时采取措施改进，控制变形。

5.总结：在南京站北站房超大基坑工程施工中，通过大量地前期总体策划及大量技术创新，制定了相应的施工措施与关键技术方案，并在实施过程中随工程的进展不断优化调整，保证了在2013年12月份顺利完成基坑土方开挖，基坑变形各项监测数据均在控制范围内，达到了预定的各项效果与工期目标，为上部结构施工奠定了坚实的基础，确保了工程整体进度的实现。