摘要:沈陽黎明文化宮地鐵站站后區間新開河區段按明挖法施工，基坑分三個施工段，采用排樁加鋼支撐的支護方法，樁頂用冠梁將排樁連接為整體。文章介紹了開挖階段鋼支撐的架設及軸力的監測和分析結果。

關鍵詞:地鐵基坑鋼支撐監測 1 工程概況 黎明文化宮站是沈陽市地鐵一號線工程的城區段終點站。位于黎明五街東側黎明文化宮環島內，沿和睦路呈東西向展布，起訖里程DK21+712.03~DK21+862.43，車站長150.4m，結構寬度標準段46.65m。車站底板埋深約16.3m，頂板覆土約3.5m，采用雙層地下側式車站。黎明文化宮站—終點區間段落里程為DK21+862.43~DK22+243.3，全長380.87m，底板埋深約12m，線路位于沈陽市大東區，沿和睦路走行，在DK21+980~DK22+027.9處穿越新開河。 地層巖性從上到下依次為:雜填土、粉質粘土、中粗砂、礫砂、圓礫。該工程地下水位在結構底板以上約8.3m，地下水賦存于圓礫、礫砂等強透水層中，按埋藏條件劃分，屬第四系孔隙潛水，含水層綜合滲透系數為81.2m/d，地下水主要補給來源為渾河側向補給及大氣降水垂直入滲補給。 2 鋼支撐架設 該工程采用明挖法，根據施工工期及土方開挖施工工藝的要求，黎明文化宮站后區間新開河段共分為三個施工段，由東向西，各段長18、18、12m。新開河河道段基坑開挖深度為8.6m，河岸段為11.15m。基坑圍護結構類型采用排樁、鋼管支撐體系，樁頂用冠梁連接成整體。圍護結構上部1.5m范圍內采用自然放坡開挖，下部深基坑用排樁支護。排樁采用Φ800@1200鉆孔樁，樁長過河段為11.5m，河岸段為14m，樁入土深度為5.2m。鋼支撐采用Q235B型鋼，直徑為600mm的鋼管，壁厚14mm，橫撐水平間距為3.0m。腰梁采用2I45b工字鋼加焊綴板和肋板，鋼管支撐設活動端頭以便施加預壓力。 基坑開挖方式為分段分層開挖，每段土方開挖長度為18~25m。第一層土方開挖至冠梁頂面以下3.3m，然后掛網噴射混凝土，在冠梁下1.5m處安置鋼圍檁。第二層土方挖土深度為2m即冠梁以下5.3m，邊挖邊進行第一道鋼支撐的架設施工，第三層改由小挖掘機挖掘，挖掘深度為2m即冠梁以下7.3m，開挖后進行第二道鋼圍檁施工，待第二道鋼圍檁施工完成后，進行第四層土方開挖，挖至距離基底標高300mm處，邊挖邊進行第一道鋼支撐的架設施工，最后人工挖至基底標高。在圍護樁與鋼支撐的保護下，施工主體混凝土底板及防水層，其強度達到設計值的70%時，拆卸下道鋼支撐，由底板替代鋼支撐作用。然后綁筋、支模、澆筑側墻及中墻混凝土，并完成主體頂板混凝土施工，以及相應防水措施，形成完整的主體結構。 第一施工段上層共安裝7道鋼支撐，下層共安裝6道鋼支撐，其中在22#樁位置處安設了兩道帶有軸力計鋼支撐，上道鋼支撐最大設計軸力為300.1kN，下道鋼支撐最大設計軸力為525.2kN。 第二施工段在43#樁位置處也安設了兩道帶有軸力計鋼支撐，上道鋼支撐最大設計軸力為114.0kN，下道鋼支撐最大設計軸力為339.7kN。 3 鋼支撐軸力監測方法 3.1 鋼支撐軸力監測的作用 鋼支撐軸力監測是整個地鐵施工監測的主要內容之一。本車站站后折返線基坑的支撐體系采用的是上下兩道橫向鋼支撐，使用支撐軸力計來量測其軸力變化，分析支撐體系的受力特點，及時比較設計所預期的性狀與監測結果的差別。預測下一階段施工過程中可能出現的新動態，為后期開挖方案與開挖步驟提出建議。從而保證圍護基坑的穩定性，減小樁體的側向位移，保證主體施工的尺寸空間。對施工過程中可能出現的險情進行及時的預報，當有異常情況時，立即采取必要的工程措施，將問題消滅于萌芽狀態，以確保工程安全。 3.2 測量原理 測量采用FLJ-40型振弦式反力計，又稱軸力計，是一種振弦式載重傳感器。振弦式傳感器主要由振弦，夾緊裝置，受力機構，電磁回路及信號處理等幾部分組成。 振弦式傳感器以張緊的鋼弦作為敏感元件，其振弦的固有頻率與張緊力有關。振弦式傳感器正是利用振弦的固有頻率隨受力的大小而改變的特性將被測力轉換為頻率信號輸出的測量元件。振弦置于永久磁場中，通過產生脈沖電流，使磁場發生變化，從而激發振弦振動。當激發脈沖斷開時，振弦在磁場中的運動使線圈產生感應電動勢，其頻率與振弦的振動頻率相同。 測量過程中用ZXY-2型振弦讀數儀測量出軸力計輸出頻率f，按下式求出支撐軸力P=K(F0-Fi)。式中K為軸力計標定系數(kN/F);F0為原始頻率模數;Fi=f2×10-3即實測頻率模數。 3.3 測點的布設 軸力計安裝在鋼支撐的端部，用配套的軸力計安裝架固定。安裝架圓形筒上設有開槽的端面與冠梁或腰梁上的鋼板用電焊焊接牢固，電焊時鋼支撐中心軸線與安裝中心點對齊。待冷卻后，把軸力計推入焊好的安裝架圓形鋼筒內并用鋼筒上的4個M10螺絲把軸力計牢固的固定在安裝架上，使支撐吊裝時，不會把軸力計滑落下來即可。 平均每25m選擇一個斷面，選擇有代表性的斷面，在每個斷面上支撐安放一組軸力計。具體布置見圖1和圖2。

5 結語 通過對圍護樁及鋼支撐的軸力的監測結果分析表明: 1)鋼支撐對維護基坑穩定性、減小基坑圍護樁向內發生水平位移、保證主體施工的尺寸空間具有重要作用。基坑圍護樁向內側的水平位移在架設鋼支撐后保持穩定。 2)隨著本施工段和相近施工段基坑深度的加深和開挖長度的增加，鋼支撐的軸力逐漸增加。 3)在主體鋼筋混凝土底板施工完成后，拆掉下道鋼支撐。土側壓力由上道鋼支撐與主體底板支撐圍護樁來抵抗。支撐跨度比原來由上下兩道鋼支撐支撐時增大，使上道鋼支撐軸力增大。 4)由于鋼支撐架設時機與基礎開挖過程和順序有較好的銜接，從而保證了基坑的穩定與安全，又在一定程度上為基坑的開挖提供方便。 5)開挖速度與鋼支撐的及時架設是影響軸力變化的主要因素，施工中能否很好控制該因素是施工安全的重要保障。 參考文獻 [1]GB50299—1999，地下鐵道工程及驗收規范[S]. [2]張永謀，桌普周，李鵬.南京地鐵許府巷站深基坑工程與監測[J].江蘇地質，2002，26(1):42-48. [3]陳軍.深基坑支護工程的設計、施工與監測[J].湖南大學學報(自然科學版)，2002，29(3):20-23.