橋基設計方案論文

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1工程概況

1.1地鐵安華橋站工程概況

北京市地鐵八號線二期工程安華橋站位于鼓樓外大街、北辰路與北三環(huán)交叉路口的安華橋西側(cè)，橫跨北三環(huán)中路，沿北辰路－鼓樓外大街南北向布置。安華橋西北是中國科技館;東北是安貞西里小區(qū);西南是北京醫(yī)療器械研究所;東南角是綠化帶。車站北端至南端依次為:明挖三層段，長15.6m，頂板覆土約為4.23m，底板埋深約為25.74m;洞柱法暗挖雙層段，長65.1m，頂板覆土約為9.85m，底板埋深約為25m;暗挖單層段，長65.0m，頂板覆土約為12.83米，底板埋深約為25.31m;洞柱法暗挖雙層段，長65.4m，頂板覆土約為11.15m，底板埋深約為26.61m;明挖三層段，長15.6m，頂板覆土約為5.09m，底板埋深約為28.49m。其中，車站暗挖單層段左線距離安華橋橋基較近，采用洞樁法施工;右線暗挖單層段采用CRD工法分六步施工。車站總長226.7m，標準段寬度為22.8m。北端北安區(qū)間為礦山法區(qū)間，南端安安區(qū)間為盾構(gòu)區(qū)間，盾構(gòu)在車站南端盾構(gòu)井接收。車站共設置6個出入口通道及2個風道。

1.2工程地質(zhì)概況

安華橋站場地范圍內(nèi)地形基本平坦，地層條件較為復雜，由上而下依次為:雜填土①層、粉質(zhì)粘土③層、細粉砂④3層、粉土⑥2層、粉質(zhì)粘土⑥層、粉細砂⑦4層;圓礫－卵石⑧9層和中細砂⑨4層。勘探深度范圍內(nèi)主要揭露4層地下水:第一層為上層滯水，含水層為粉質(zhì)粘土③層、粉土③2層，靜止水位埋深6.60～10.00m。第二層為層間滯水，水位埋深15.70～16.20m，主要含水層為粉細砂④3層、粉土⑥2層。第三層為層間滯水，水位埋深24.80m，主要含水層為圓礫、卵石⑧9層，該層水不連續(xù)。第四層為潛水，主要含水層為圓礫、卵石⑩9層等，水位埋深31.60～34.70m，連續(xù)，水量豐富。其中，安華橋站旁穿橋基及北三環(huán)中路段頂部位于粉質(zhì)粘土層、粘土層，覆土厚約12.8m。車站暗挖單層段拱頂以上1.5m處為粉細砂層，有少量層間滯水;拱腰及底板位于粉細砂層及圓礫、卵石層，有少量層間滯水。潛水水位:13m。地下水對車站主體結(jié)構(gòu)施工有一定的威脅。

1.3安華橋概況

安華橋為大型苜蓿葉式互通式立交橋，位于北京北三環(huán)和中軸線的交點，車流量極大，已建成運營20余年，經(jīng)檢測其技術(shù)狀況僅為C級(合格狀態(tài)，需小修)。橋基為條型擴大基礎，基礎埋深僅2.4m，車站主體距離條基平面距離僅5.4m。此外，安華橋過街通道結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土閉合框架，底板為現(xiàn)澆鋼筋混凝土，側(cè)墻、頂板、搭板為鋼筋混凝土預制構(gòu)件。每個通道設有2～4條伸縮縫，經(jīng)檢測其技術(shù)狀況僅為B級。現(xiàn)狀橋基及過街通道結(jié)構(gòu)抗變形能力較差，不均勻沉降控制值僅為5mm，對變形控制要求極高。大體量暗挖車站近距離下穿淺埋橋基及過街通道實現(xiàn)毫米級的沉降控制是重大難題。

2設計方案比選

2.1原設計方案

由于安華橋位于北京北三環(huán)和中軸線的交點，車流量極大，而橋梁修建年代較久，橋基埋深較淺，其抗變形能力較差，且車站距離條基平面距離僅5.4m。為確保施工過程中，保證橋梁不均勻沉降控制值在5mm以內(nèi)，地表沉降控制在15mm以內(nèi)，車站下穿安華橋橋基段初步采用左右線單層單洞結(jié)構(gòu)形式，施工方法為CRD工法。同時，在靠近橋基一側(cè)打設雙排φ150復合錨桿樁，間距0.5m。

2.2設計方案確定

由于受條件制約，現(xiàn)場無法圍擋施作降水井及隔離樁，故需要重新制定施工方案。為保證暗挖施工的無水作業(yè)，車站暗挖單層段采用洞內(nèi)帷幕深孔注漿止水方案，同時結(jié)合針對橋基的保護方案綜合考慮工程技術(shù)措施。

2．2.1施工工法比選

結(jié)合現(xiàn)場實際情況，采用洞內(nèi)帷幕注漿止水方案，并結(jié)合雙側(cè)壁導坑法、CRD工法及洞樁法等三種施工方法，利用數(shù)值模擬計算，對比分析不同施工方法對淺埋橋基的沉降控制效果。下表為各種工法隧道拱頂及對應地表位置處的沉降值。洞樁法引起的隧道拱頂沉降及地表沉降最小，CRD工法次之，雙側(cè)壁導坑法最大。

2．2.2設計方案確定

由于該段為車站旁穿橋基段特級風險源，地表沉降應控制在10mm，洞樁法工法雖然對地表擾動已經(jīng)是最小的，依然無法滿足設計要求，故需要采用洞樁工法的同時，對地層進行注漿加固，進一步較小對地表橋梁基礎的的不均勻沉降的影響。

3結(jié)論與討論

由于安華橋站位于北京北三環(huán)主路上，無法進行降水施工。為保證車站暗挖施工的無水作業(yè)條件，同時結(jié)合針對橋基的保護方案綜合考慮工程技術(shù)措施，在車站靠近橋基側(cè)的暗挖單層段采用了“洞樁法+洞內(nèi)帷幕深孔注漿止水和加固”組合設計方案，施工引起的橋基總沉降量僅為3.5mm，橋梁處于安全可控狀態(tài)，取得了較好的社會和經(jīng)濟效益。本設計方案及技術(shù)措施同時為地鐵建設提供了良好的工程實例，對今后的類似工程具有很強的借鑒和指導意義。

作者:付黎龍單位:中鐵隧道勘測設計院有限公司