摘要：地铁车站深坑基在施工中经常会发生变形等问题，如变形在地铁施工事故中所占比例较大。导致深基坑变形的原因很多，如支撑结构出现变形、支撐轴力发生变化、立柱变形、地下水位不合理等，都会对深基坑变形产生影响。因此，应根据深基坑变形的特点，进行基坑围护结构的监测，确保工程的安全进行和顺利完工。
关键词：地铁车站；明挖；基坑围护；稳定性
某车站站址两侧主要以低层、多层建筑物为主。为提升工程质量，需要专业人员构建数字化网络分析模型，研究地铁工程结构稳定形态，最终形成良好的围护结构，使地铁工程满足《钢筋机械连接通用技术规程》（JGJ107-2010）、《混凝土外加剂应用技术规范》（GB50119-2013）、《钢筋焊接及验收规程》（JGJ18-2012）等标准，实现良好应用能力，满足人们出行需求。
1工程总体建设环境
本车站总长331m，站中心顶板覆土2.85m。车站南端局部利用地面高差设夹层，其余段为地下两层三跨箱型框架结构，车站顶板沿纵向由南至北根据地面坡度呈阶梯型，以保持顶板合理的覆土厚度。车站结构外皮最宽30.2m，南、北端外皮分别高20.24m、14.64m。主体结构基坑深度约17.46～23.55m。车站两端的区间隧道小里程端采用暗挖法施工，大里程端采用暗挖法和明挖法开挖。车站设4个出入口分别位于车站东西两侧，2座风道位于道路东侧。车站主体结构主要采用明挖顺作法施工。
2三维数值模拟
2.1MidasGTS有限元软件
MidasGTS，即隧道与岩土分析系统，主要是利用网络信息技术、计算机技术构建起可视化特点的复杂工程直观几何模型，有效利用Multi-Frontal求解器提升运算效率。在后期的处理中，以图表、图形、表格等方式形成自动化，具有实用特点的计算书，开展工程有效质量管理认证，提升计算结果的质量与精度。MidasGTS有限元软件完全可以进行中文界面操作，构建直观立体三维建筑分析模型，为施工提供极大便利等。
2.2基坑有限元模型
专业人员依据工程材料实体属性、所有的单元与节点特征，设置出必要的边界条件和实常数，获得计算后的支护结构荷载分析，避免初始应力荷载产生出内力和变形。同时，有关人员应用MidasGIS软件开展工程选项“位移清零”，全面提高模拟基坑开挖计算结果的精确度。除此之外，有关人员进行单元激活与钝化，重新赋予材料属性应有的功能。
3提升地铁车站基坑围护结构稳定举措
3.1施工合理部署
（1）组建施工项目部。施工项目部的组建需要由符合资质要求的管理人员与专业施工队伍负责。而为了保证施工项目部的组建质量，管理人员和施工队伍都需要进行资质审查，以便能够为后续基坑围护结构的稳定、工程的质量与进度保障提供支持。（2）施工临时设施情况。在满足施工生产需要的前提下，充分考虑市容与环境保护以及交通安全；临时房屋及其它设施布置安全、经济、合理、实用；生活、生产设施尽量分离；尽量与周围环境协调，做到文明、美观、大方。专业人员临设材料搭设临时设施，施工围挡统一采用2.5m高围挡板。（3）施工准备。施工准备阶段首先需要做的便是熟悉设计图纸，这一过程中专业施工测量人员需要负责设计图纸的负荷与桩位放，同时实现技术交底与技术规范培训，由此就能够为后续施工的安全、顺利进行提供有力支持。由于施工需要应用混凝土养护室及设备，施工准备阶段还必须做好专业试验人员的配备，而当上述准备工作结束后，施工单位才可以开展具体的钻孔桩施工。值得注意的是，这一施工需要应用钻孔灌注桩、C30商品混凝土、HRB400钢筋等具体施工材料。
3.2主要施工方法与技术举措
车站主体围护桩共计521根，围绕车站主体结构承闭合状布置。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆桩径φ800mm，中距1.4m，钻孔灌注桩分为ZZ1、ZZ2、ZZ3、ZZ4、ZZ5（ZZ5’）五种桩型，其中ZZ1型桩钢筋笼长度为25.84m；ZZ2型桩钢筋笼长度为23.94m；ZZ3型桩钢筋笼长度为21.04m；ZZ4型桩钢筋笼长度为20.34m；ZZ5（ZZ5’）型桩钢筋笼长度为19.24（22.60）m。嵌入深度4.00～5.00m。（1）交通导行措施。车站主体结构施工中需占用城市主干道及中间绿化带，需将道路导行至旁边非机动车道，利用完成的导行路疏导主干道车辆。（2）施工测量。地面按设计标高平整后进行测量放线，桩位按设计桩位适当外放，外放10cm，总计20cm，做好桩位的轴线标记和桩位的测量放样，并进行复核报验。（3）探沟施工。为保证现况地下管线安全，避免发生管线安全事故，在围护桩开钻前需首先进行探沟开挖，开挖探沟放坡坡度为1：0.5，基底宽度0.4～0.8m，开挖深度3m且需开挖至原状土层。开挖时必须小心，用铁锨轻轻挖掘，禁止用镐及大型机械。
3.3钻孔灌注桩
结合施工现场实际，灌注桩制定了多种施工工艺成孔的施工计划，并在现场进行钢筋笼制作，尽可能避免可能出现的钢筋笼质量问题。完成钢筋笼制作后，施工单位需要应用25t汽车吊将钢筋笼吊如孔内，并使用导管灌注混凝土开展后续施工。值得注意的是，为了避免可能出现的塌孔施工事故，施工单位最终应用了间隔式跳孔钻进施工，并应用隔2作1的施工策略。钻孔灌注桩成孔开挖的土方用铲车运至施工现场的碴土临时存放区，通过车辆外运至碴土消纳点。护筒埋设：钻孔前应在测定的桩位，准确的埋设护筒，护筒长度为3m，距离管线较近位置的围护桩护筒埋设长度应超过管底，并保证护筒底端坐在原状土层。准确固定钻孔位置，隔离地面水，稳定孔口土壤并保护孔壁不塌孔，有利于钻孔工作的进行。为防止塌孔，护筒顶面高出地面30cm。采用钢制护筒。以桩位为中心，定出相互垂直的十字控制桩线，并做十字栓点控制，挖护筒孔位，吊放护筒，护筒周围用粘土分层夯实。为达到环保要求，施工现场采用开挖泥浆池，并派专人负责泥浆制备。护壁的泥浆用优质膨润土制作，当钻进遇到卵石层时采用黄土造浆。施工中须经常测定泥浆比重、粘度、含砂率和胶体率。
3.4距离管线较近处围护桩施工措施
基坑西侧南端头临近DN1200砼排水管水管埋深4.7m，距主体结构边最近1.6m。围护桩施工前先挖出管线，探明管线具体位置，埋设钢护筒。保证护筒底端坐在原状土层且护筒深度超过污水管线管底。现场施工的主筋连接需要应用普通滚轧直螺纹套筒，而为了避免主筋与螺旋箍筋间的连接出现质量问题，施工人员需要在这一环节应用点焊进行连接。而在钢筋笼的制作中，施工单位必须将连接区段内接头数控制在主筋总根数的50%范围内，同时按照1：10的比例进行钢筋笼下部500mm范围收口，如果钢筋笼制作过程发现弯曲或变形的钢筋，施工人员必须第一时间进行钢筋校直。而为了防止钢筋笼因提升导管被带动，施工单位还需要应用控制工具标定主筋间距，同时严禁弯曲或变形的钢筋笼下入孔内。值得注意的是，钢筋笼在运输与施工过程中很容易因高起高落引发变形，因此施工单位除了需要予以运输环节高度重视外，还需要在具体施工中做好钢筋护壁环的设置，保证钢筋笼入孔的对准与轻放，同时做好钢筋笼固定将有效避免钢筋笼入孔，由此围护桩施工中的钢筋笼施工质量就能够实现较好控制。
3.5桩身混凝土质量检测
待桩身混凝土达到设计强度的70%以后，即可对桩身混凝土质量进行检测。采用低应变动测法检测。以此来判断桩身的完整性及其质量是否符合设计及规范要求，经检测合格后，方可进行冠梁的施工。
结论
总之，明挖施工技术是修建地铁工程的首选方法，该技术拥有更多的优点，施工技术方法比较简单，能够保证地铁工程质量，节约造价成本，缩短工期，提供优质的服务，配备了休息场所、地下商场、娱乐场所和换乘站等综合设施。基坑开挖技术不仅能减少常规降水施工作业的工作量，还能减小对周边建筑和地下水造成的影响。但是，这项技术仍然有待完善。所以，相关工作人员必须做好相应的应急预案，及时应对可能出现的突发问题。
参考文献：
[1]刘杰，姚海林，任建喜.地铁车站基坑围护结构变形监测与数值模拟[J].岩土力学，2017，S2：456-461.
[2]刘杰.黄土地区地铁车站基坑围护结构变形规律监测与数值模拟研究[D].西安科技大学，2017.
论文作者:郑中轩
论文发表刊物:《基层建设》2018年第29期
论文发表时间:2018/11/17
标签：钢筋论文; 基坑论文; 车站论文; 结构论文; 钻孔论文; 地铁论文; 工程论文; 《基层建设》2018年第29期论文;