浅谈盖挖法在上海软土基坑中的应用

 

摘 要: 上海地区众多地铁车站修建于城市繁华地区和交通繁忙地段。该文研究了盖挖法在上海软土地区应用的关键技术, 并进行了综合效益分析。盖挖法具有对地面交通影响小、经济性适中、文明施工程度高等突出特点, 用于上海地区具有良好的经济效益和社会效益。

关键词: 盖挖法; 软土; 基坑; 临时路面

 

0 前言

      盖挖法是首先修筑临时路面系统、然后在路面系统下修建地下结构的施工方法的通称。早在20 世纪 50 年代初, 盖挖法就被应用在加拿大多伦多地铁施工中。该施工方法成名于 20 世纪 60年代西班牙马德里城市隧道施工中, 又名“布鲁塞尔法”。随后在国外很多城市的隧道建设中都采用了这种方法。尤其在日本, 通过工程实践, 总结了一套较完整的设计施工经验。特别是路面系统、支撑系统已经标准化、产业化。国内的盖挖法是 20世纪 80 年代中期, 由哈尔滨人防系统创造性发展起来的。由于这种方法的诸多优点及工程上的成功应用, 在国内的工程应用中迅速推广。广州、深圳两地在国内率先采用盖挖法实施车站, 临时路面体系采用六四军梁上放置工字钢, 再铺设钢板,上铺设沥青混凝土。在路面盖板下用小型挖掘机进行施工, 由车站侧面的施工竖井处吊土出坑。

      相对于其他施工方法, 盖挖法施工具有对交通管线影响小、经济性适中、文明施工程度高等众多突出优势, 在国外发达国家和地区被广泛采用。近年, 上海处于轨道交通建设的高峰期, 大量车站位于市区繁华地段。如采用常规的明挖顺作法施工地铁车站, 将面临越来越大的交通组织、管线搬迁难题, 对社会影响大。采用盖挖法施工, 既能减少对地面交通和周围环境的影响, 又保证施工进度和预期的技术经济效益, 可以满足工程实施的要求。

1 上海软土地区适用性

      日本应用盖挖法比较成熟, 基坑开挖基层土质较好, 围护多采用 SMW 工法, 围护插入比较小, 盖板体系与第一道支撑独立设置; 中间立柱及围护结构不均匀沉降较小, 路面体系比较稳定支撑上方专设横梁悬吊管线, 刚性管、柔性管均可以采用悬吊形式。管线穿越处, 围护结构缺损, 采用外侧地基加固、横挡板挡土结构。

      国内广州、深圳地质条件较好, 盖挖法施工时可不考虑围护结构的沉隆。路面体系刚度较小, 不适用于跨度较大的车站, 且军用便梁间距小, 无法利用盖板作施工场地, 在盖板下方挖土, 需通过车站出入口侧向出土, 出土效率较低。

      上海地铁工程具有其特殊性, 车站所处地层基本为饱和含水流塑或软塑粘土层, 抗剪强度低,含水量高达 40% 以上, 具有高灵敏度、高压缩性,流变性较大。开挖过程中, 土体变形较大, 中间立柱桩沉降较难控制。且车站所处市中心区交通繁忙, 街道下方管道密布, 基坑变形要求严格, 且车站施工周期短, 现有的盖挖法难以直接套用, 需结合上海软土地区的特点进行盖挖法应用研究。

2 盖挖法关键节点

      上海软土特殊的地质条件和复杂的施工环境, 对传统盖挖法提出了更高的要求。为此, 方案实施中应关注以下关键节点, 以达到经济效益与社会效益的协调。

      ( 1) 可重复利用的路面板

      盖挖法能够实现的关键之一, 是建造一个稳固、经济的临时路面系统。可重复利用的路面板应既能满足设计承载能力, 满足强度、刚度和稳定性要求, 又满足快速安装、拆卸的要求, 以减小对地面交通影响, 同时需要经济成本合理。

      考虑支撑布置的模数及施工的便利性, 标准路面板采用 3 m 长、1 m 宽。可采用三种形式: 型钢路面板、混凝土路面板、钢路面板。

      混凝土路面板采用外包角钢的单跨预制板,安全可靠, 但混凝土板自重太大, 施工不便, 且对纵横梁体系影响较大。钢路面板( 2 cm 钢板) 刚度较小, 需按 1 m 间隔设置纵向槽钢作横向次梁, 且车行噪音较大。

      型钢路面板,

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