摘要：以天津于家堡交通枢纽地铁预留车站超深地铁车站施工为依托，结合车站周边环境及工程特点，对Z1线盖挖区盖挖逆作车站进行研究，通过采取系列措施确保61m超深地连墙施工质量，29.5m超深基坑安全顺利开挖到底，创造天津超深基坑开挖无渗漏的佳话，矮支架法代替传统地膜施工节约了工期和成本，为后续该类地铁车站施工提供借鉴和参考。
关键词：超深基坑；盖挖逆作；矮支架法；超深地连墙；抓斗
一、工程简介
1、工程概况
于家堡交通枢纽工程位于天津市塘沽区，是城际高速铁路、轻轨交通和公交换乘的大型综合交通枢纽工程。Z1线盖挖区间为地下三层，箱体顶部为出租车停车场两层框架结构，基坑深度约为29.5m，建筑面积为1406.7m2。结构型式：全现浇钢筋砼箱型结构，采用盖挖法施工。夹层板厚度为300mm，底板厚度为1200mm，外墙1100mm。基坑支护：采用1200mm厚地下连续墙，工字钢接头，墙深61m。
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二、围护结构61m超深地连墙施工
1、超深地连墙施工技术措施
Z1线盖挖区地连墙共计18幅，部分地连墙与Z1线明挖段同时施工，61m超深地连墙为当时天津市最深。
（1）针对上部软弱土层，在导墙下采用水泥搅拌桩对土体进行加固
统计地质报告中Z1线地连墙附近的地质勘探孔，绘制成地层剖面图，找出软弱土层位置及埋深，采用搅拌桩进行加固。Z1线淤泥层层底最深处为地面下16米。针对以淤泥质土为主的软弱土层，选用水泥土搅拌桩进行加固。采用φ700@550搅拌桩，考虑搅拌桩垂直度较差，为防止搅拌桩侵入地连墙槽段内造成开挖困难，桩外侧距槽段外侧距离为50cm。
为防止未加固的50cm部分土体小范围坍塌，形成绕流通道，在钢筋笼两侧设置防绕流铁皮或彩条布，宽1.2米。在混凝土浇注过程中，混凝土冲击铁皮，使其张开后填充满工字钢和槽壁间的间隙。
（2）改进开挖方式和修槽方式，提高成槽效率和成槽质量
根据以往施工经验，为保证开挖时抓斗两侧受力平衡，保证挖土垂直度。采用旋挖钻先进行引孔后，再用金泰SG40A成槽机进行抓土。首开幅采用“三抓”成槽、顺序幅采用“一钻两抓”成槽、闭合幅采用“三钻两抓”成槽。
（3）超深地连墙防绕流措施
为防止未加固的50cm部分土体小范围坍塌，形成绕流通道，在钢筋笼两侧设置防绕流彩条布，宽1.2米。
针对61m超深地连墙，施工过程中接头箱长约35-40米，接头箱下部用袋装砂石进行填充，并进行夯实，为止水钢板提供足够的支撑反力，有效的控制混凝土绕流。
（4）针对下部巨厚铁板砂，采用增大泥浆比重
为了保证在30m以下的砂层稳定，现场适当提高泥浆比重和粘度，增大槽内泥浆的静水压力，提高支撑效果。针对泥浆因素中极重要的重度指标采用SIGMA软件进行有限元分析，以确定泥浆重度对槽壁侧向变形的影响情况。泥浆可看作液体压力施加于槽壁上，泥浆容重分别为10.5 kN /m3、11.0kN/m3、11.5kN/m3、12.0kN/m3、12.5kN/m3、13.0kN /m3时。
三、主体结构盖挖逆作法施工
3.1基坑土方开挖
Z1线盖挖区间位于出租车停车场底板下，东接相邻二标，西接已施工完成的Z1线明挖段多层结构，根据设计要求，Z1线盖挖区间开挖需在二标开挖负二层之后，以每层板为分层界线，再逐层逐段开挖。
基坑的开挖深度达到29.5m，采用盖挖法施工，盖挖区间内的出租车停车场主体已施工完成，故在停车场的顶板预留有2个出土口，土方的挖除只能采用垂直运输的形式。
充分利用前期使用吊车抓斗开挖30m超深基坑的施工经验，配备2台吊车每台2m3抓斗出土。
3.2结构顶板、中板盖挖矮支架代替地膜法施工关键技术
3.2.1结构顶板及中板施工
根据传统施工工艺采用地膜法施工，施工周期长、存在节点处理复杂，盖挖开挖土方进度较慢，传统“地膜”方案造成结构板、梁外观质量不佳，“地膜”拆除易破坏结构、凿除混凝土垫层难度大、风险高、施工周期长、成本较高等缺点。Z1线盖挖区通过矮支架施工，在盖挖结构板下预先开挖一定高度的土方（2.5m），形成矮支架搭设空间，间接将部分盖挖土方变为明挖土方，避免了传统“地膜”施工的人工平整、挖沟槽、砌砖膜、换填、涂刷隔离剂等繁杂工序，克服了传统“地膜”施工梁板平整度、线型差、缺棱掉角的缺点，提高了盖挖逆作结构混凝土的外观质量。在盖挖逆作板下空间，采用碗扣式支架搭设矮支架，操作简便、工效高。
在车站盖挖法工况下时，在基坑围护结构受力检算允许条件下，开挖土方至板下2.5m（主要满足下返梁、人工操作、架体搭设施工条件），浇筑厚10cm混凝土垫层，通过计算布设合理的脚手架体系，搭设2.5m高矮支架，铺设方木、模板，施作结构板。通过将传统“地模”改变为矮支架，加快了盖挖土方开挖、结构施工进度，提高了结构混凝土的外观质量。
3.2.2掖角及下返侧墙施工
（1）掖角位置模板支架，掖角斜撑脚手架与架体的剪刀撑用十字碗扣连接。上下两根斜撑间距400mm，延掖角方向间距900mm布置，下端用底托连接顶在地面方木上。
（2）侧墙位置模板支架采用两侧侧墙对顶支撑的方式，沿侧墙里面方向布置四道支撑中心间距400mm，沿侧墙里程方向900mm布置一道，钢管与架体立杆用十字扣件连接。
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矮支架侧墙下返部分示意图
3.2.3结构侧墙施工
Z1线盖挖区间负三至负五层采用盖挖逆作法施工，根据设计图纸，负三层侧墙浇筑高度约为2.6m，负四层约为4.6m，负五层约为6m。
侧墙模板采用P6015组合钢模板，横向每隔30cm用φ48×3.5圆型钢管作加强肋，负三层竖向采用16号工字钢每隔100cm设置一道作加强肋，负四、负五层采用16号工字钢每隔70cm设置一道作加强肋，支撑采用三角形定型钢架支撑。定型钢架底部通过中板施工时预埋的φ32钢筋进行定位加固。
结束语
于家堡交通枢纽一标段项目针对本地区地质条件，在地连墙施工过程中，通过试挖槽试验、软土层搅拌桩加固、控制泥浆比重、防绕流等措施控制塌槽现象，有效的保证了61m超深地连墙施工质量；在基坑外地连墙接缝位置施工双高压旋喷桩，对接缝外侧进行封堵；基坑开挖前用洛阳铲进行探挖，针对可能出现的渗漏情况编制应急预案、完善应急设备并进行演练，有效保证了于家堡29.5米复杂地质条件下超深盖挖基坑安全顺利高效地开挖到底。
Z1线盖挖逆作、矮支架代替地膜法施工等系列深基坑综合施工技术保证基坑安全顺利开挖到底的同时提高了主体结构的施工质量，实现了29.5m超深盖挖基坑施工没有发生基坑渗漏的佳绩，得到业主、监理的一致好评，为中铁一局天津公司在天津市建设工程领域树立良好品牌形象。
参考文献：
[1]钟诚.地铁车站与地产结建大跨度超深基坑盖挖逆作施工技术[J].建材与装饰，2018（15）：247-248.
[2]李强，詹必雄，吴字，王谦.盖挖地铁车站深基坑土方开挖施工技术[J].施工技术，2019，48（19）：124-126.
论文作者:刘志庆
论文发表刊物:《基层建设》2019年第31期
论文发表时间:2020/4/2
标签：基坑论文; 支架论文; 结构论文; 泥浆论文; 混凝土论文; 土方论文; 车站论文; 《基层建设》2019年第31期论文;