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1工程概況

廣州地鐵九號線花都廣場站位于迎賓大道和天貴路十字交叉路口處，呈一字型設置于迎賓大道下方。車站有效站臺中心里程為YDK9+669.000，車站起點里程為YDK9+587.900，車站終點里程為YDK9+864.900，車站外包總長為277.0m，標準段寬19.7m，站臺中心里程處頂板埋深為2.50m。車站南面為商業建筑；東南面為村鎮民宅；北面為規劃中的文化展覽中心；西南面擬建地下商業廣場；西北面為花都區政府；西端為南北流向的田美河。本車站共四個出入口及兩個風亭。車站平面布置圖見圖1。花都廣場站附屬Ⅲ號出入口位于迎賓大道的北側，靠近規劃中的文化展覽中心，此次施工在主體結構基坑施工完成之后進行。Ⅲ號出入口基坑深度為9.043m(標準段)，寬度7.2m。集水井底深度為12.2m為本基坑最深處。采用明挖順作法施工，基坑支護結構安全等級為一級，支護結構重要性系數為1.10。

2地質情況及地下水位

根據《廣州市軌道交通九號線工程B標段花都廣場站詳細勘察階段巖土工程勘察報告》，本場地上覆蓋第四系土層從上至下為：素填土<1>，可塑粉質粘土<4N-2>、沖坡積成因的粗砂<3-2>、礫砂<3-3>、灰巖、炭質灰巖殘積成因的軟塑粉質粘土<5C-1A>、灰巖微風化<9C-1>。本場地勘察期間揭露本場地地下水穩定水位埋深0.7～3.8m(標高7.92～10.44m)，初見水位標高8.41～11.04m。根據廣花盆地監測資料，地下水位年變幅第四系孔隙水水位埋深為0.39～1.53m。

3支護結構設計與計算

隨著深基坑開挖技術的研究與發展，產生了許多先進的設計、計算方法以及施工工藝，出現了許多技術先進的成功工程實例。但由于基坑工程的復雜性以及設計、施工的不當，基坑工程發生事故的概率仍很高，因此支護結構的選型尤其重要。本基坑選用的支護形式有：(1)放坡。在基坑底部出現高差的地方采用；(2)連續墻。本基坑砂層較厚，即使采用止水帷幕也有突水的可能，造成安全隱患。地下連續墻剛度大，止水效果好，適用于地質條件差和復雜、基坑深度大、周邊環境要求高的深基坑支護，但造價較高；(3)內支撐。采用鋼筋混凝土支撐和鋼支撐。鋼筋混凝土支撐剛度大，可以先撐后挖，但拆除不方便且造價高；鋼支撐剛度相對較小，拆除方便可循環利用，通過預加軸力來控制位移，但施工中很難做到及時支撐。Ⅲ號出入口基坑地下連續墻厚度600mm，標準段(A區)采用一道混凝土支撐600×800，冠梁800×800，冠梁兼做壓頂梁。電梯井及集水井處(B區)需要設置兩道混凝土支撐，第二道混凝土支撐600×800，腰梁800×800。在施工電梯附近頂板(C區)時需要拆除兩根第一道混凝土支撐，此處需另設兩根鋼換撐600，t=12。出入口斜坡段(D區)采用一道混凝土支撐600×800，冠梁800×800，由于底板標高原因此冠梁需要上抬500mm。混凝土斜撐600×800，混凝土板撐為2m×2m，厚度300mm。支撐平面布置情況見圖2，C區橫斷面支撐情況見圖3。本基坑場地平整后地面絕對標高11.600m，地下水取最不利水位為地面以下0.39m。地下連續墻采用C30水下混凝土，抗滲等級P6。砼支撐、冠梁、斜撐圍囹采用C30混凝土。鋼支撐采用600壁厚12鋼管，材料為Q235B鋼。鋼筋為HPB300、HRB400熱軋鋼筋。荷載計算時覆土按豎向全土重計，容重按20kN/m3。地面超載一般按20kPa計，出土口的地面超載為35kPa。水土側壓力：水土壓力砂土時采用水土分算，粘性土時采用水土合算，施工階段按朗金公式計算其主動側水土壓力。水浮力：基坑外側按各孔所提供的穩定水位選取，基坑內側按基坑開挖面以下1m計算。鋼支撐施加預應力400kN。連續墻嵌固深度原則為：當巖面在底板底以上或底板底以下5.5m范圍內時連續墻嵌固深度為在微風化巖、中風化巖、強風化巖分別為1.5m、2.5m、3.5m；當巖面在底板底以下5.5m范圍外時，如連續墻需嵌巖，則嵌入微風化巖、中風化巖深度為0.5m，嵌入強風化巖、粉質粘土深度為2m，在注漿處理后的溶洞位置，嵌固深度同粉質粘土。地下連續墻施工前必須將墻下存在的影響結構施工安全的溶洞處理完。應用理正深基坑7.0計算軟件，分別取標準段、人防段、出土口、集水井、電梯井(北面和南面)以及出入口斜坡段共9個截面進行計算。通過計算得出計算截面的支撐軸力情況見表1，鑒于篇幅僅列出六個內力包絡圖見圖4。根據計算得出的內力對鋼筋混凝土支撐以及連續墻進行配筋。鋼換撐(600，t=12)最大軸力標準值1304.25kN，計算長度9.13m，并考慮20度的溫差，經過驗算，其在平面內及平面外的穩定性均滿足規范要求。Ⅲ號出入口基坑變形控制保護等級為一級，圍護結構最大水平位移≤0.25H%，且≤30mm(H為基坑開挖深度)。由表1可知，計算截面的最大水平位移均滿足要求。

4基坑土石方的開挖

本基坑電梯井處的施工工序較復雜：(1)場地平整，管道遷移，清除地下各類基礎，澆筑導墻，采取跳槽施工方法，施作地下連續墻。(2)開挖土方，立地模，澆筑冠梁及第一道鋼筋混凝土支撐。(3)開挖土方，立地模，澆筑腰梁及第二道鋼筋混凝土支撐。(4)基坑開挖至基底，施工接地網、墊層、底板防水層，結構底板。(5)敷設側墻防水層，施作側墻，拆除第二道混凝土支撐，施做鋼管支撐(600，t=12)。(6)施工到頂板時，拆除第一道砼支撐，敷設側墻防水層，施作側墻和附屬結構頂板。(7)拆除鋼換撐，回填頂板覆土，恢復路面。根據《廣州市軌道交通九號線工程B標段花都廣場站詳細勘察階段巖土工程勘察報告》及其相關資料可知，Ⅲ號出入口的砂層較厚，因此本設計開挖時在出入口斜坡段先超挖至絕地標高3.450m，然后放坡至1.000m(坡度1:3.39)。電梯井處從絕地標高3.450m通過兩個方向放坡至1.000m(坡度分別為1:1.65和1:1.85)。集水井的長邊從絕對標高1.000m和2.550m通過坡度1：1.35放坡至-0.600m，短邊從絕對標高2.600m放坡至-0.600m。放坡情況見圖5。根據《建筑邊坡工程技術規范》(GB50330-2013)13.1.8：自然滑坡穩定安全系數按滑坡破壞后果嚴重性、穩定性狀況和整治難度以及荷載組合等因素綜合考慮，對破壞后果不嚴重，極易處理的滑坡取1.05。Ⅲ號出入口所有的放坡經過驗算均滿足此要求，且對坡面做加強處理，坡面鋪設6@150×150的鋼筋網，并噴射10cm厚度的C20早強混凝土。采用放坡處理后需要回填，采用碾壓法施工，回填土采用粘土，嚴禁用建筑垃圾及淤泥回填，每層鋪設厚度200mm~300mm，每層壓實6~8遍，密實度需達到0.95。基坑施工期間基坑內設降水井，基坑內水位降至基坑面以下1m，基坑四周布設集水井，通過300mm波紋管連接，形成基坑排水系統，再經過沉淀池排入市政管網。降水井施工過程如遇孤石應移位重新開孔施工，基坑外側可結合施工實際情況設置回灌井，以防坑外水位大幅下降。

5結論

本工程基坑深度大，地下水位較高且砂層厚度大，因此Ⅲ號出入口圍護結構采用地下連續墻加內支撐的聯合支護方式，且在局部采用二道鋼筋混凝土支撐加鋼換撐，施工時需要特別注意施工工序。基坑降水采用降水井。對于基坑底部出現高差的地方采用放坡處理并進行加固。深基坑支護技術在不斷發展和深化，且地下連續墻加內支撐的的施工技術目前較成熟。選擇良好的支護形式是深基坑安全開挖的保證，選擇合理的開挖方案可以有效地減小基坑開挖時對周圍環境的影響。正確處理基坑土石方的開挖速度，保證圍護結構的穩定是非常重要的。

作者：李冰 單位：中鐵四院集團廣州設計院有限公司