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摘要：本文据某市地铁车站深基坑周边地质的复杂情况，提出了有助于降低结构失稳可能的基坑开挖方法，确定了利用多结构形式联合围护施工方法。实际工程中，地铁车站基坑开挖的顺序及相应的联合围护结构方案的利用表明此围护结构和施工技术可以确保基坑稳定，并能保证周围建筑的结构安全。通过工程的成功实施，不仅保证自身施工安全且为同类工程的施工提供借鉴。
关键词：深基坑；围护结构；地铁车站；施工技术
引言
基坑工程是指在地表以下开挖的地下空间及其配套支护体系，基坑开挖围护结构是为了确保基坑开挖的安全而设置的临时结构。地铁车站通常设置在城市繁华区，地铁车站的基坑围护结构及其周围土体一旦发生变形，就会直接影响到周围建筑物及公共设施的安全，因而要严格要求深基坑开挖围护结构，保证基坑变形在允许范围内，确保施工过程及使用过程中的周边建筑设施安全。
1 地铁车站深基坑施工特点
相比普通建筑基坑，地铁车站的深基坑施工具有复杂性、不确定性和难度大等几个特点。
首先，地铁车站的深基坑工程规模大，工程设计、施工都更加复杂，这就加大了深基坑开挖围护结构的施工难度。由于地铁车站特殊的地理位置，地下管线较为密集，施工过程中可能遇到如电力线路、通信线路、燃气管道等多种管线，存在较多的不确定性因素。最后，地铁车站的深基坑开挖安全等级更高，要严格控制变形，防止地面沉降过大，兼顾环境保护等要求，因而具有更高的施工难度。
2 某地铁车站工程深基坑支护施工案例分析
某地铁站位于北方某地，其南端建有5～8 层住宅，北端为生态公园，交通繁华，人流量较大，距离河床较近。其主体结构全长253m。车站主体部分标准段基坑全长223m，宽20.4m，开挖深度16.3～17.4m，顶上覆土层厚3.1～4.2m，为大型深基坑工程；支护结构采用钻孔灌注桩和钢筋混凝土支撑及钢支撑形式，桩距1.2m沿基坑周边均匀设置，桩芯为C35 水下混凝土，桩顶设置钢筋混凝土冠梁。地铁车站范围分布人工填土、沉积土和粉质黏土，未见软土和砂土分布，土层结构及强度尚可。在开挖施工过程中，本工程的深基坑开挖可能引起如下问题：
（1）地下水容易突出且涌水量较大，随着地下水将会发生流砂及管涌现象；
（2）周边建筑物与基坑距离较近，部分建筑物位于基坑开挖后土体破坏范围内，影响边坡的稳定与结构安全，甚至导致纵坡失稳；
（3）位于城中闹市区，交通流量较大，从而可能引起基坑周边土体受力不均匀，使开挖施工作业与交通相互影响严重。
2.1 深基坑开挖围护结构的设计与施工技术要求
根据工程的水文地质条件和地铁车站本身性质，结合周边建筑物与交通实际情况，工程结构的设计与施工要满足以下要求：首先，地铁车站结构工程中，基坑工程安全等级为一级；主要构件的设计使用年限为100 年，结构重要性系数大于等于1.1；地铁车站结构7 度设防，主体结构抗震等级三级；地下车站结构及机电设备集中区段的防水等级一级。同时，在地铁车站深基坑开挖中要注意防止地下水、流砂及管涌现象的发生，注意边坡稳定与变形的控制。
2.2 施工方法
在施工方案确定之前要对可能影响深基坑开挖施工的各种因素进行分析，包括地质条件、施工安全以及深基坑围护结构的刚度、整体性与稳定性。由于本基坑为大型深基坑工程，故采用钻孔灌注桩，采用钢管内支撑和深层搅拌桩止水。在具体的施工过程中，先完成钻孔桩、深层搅拌桩、支撑格构柱的施工，进而开挖上层土方；然后完成桩顶冠梁及护坡排水系统的施工，开挖第二层土方并支撑，最后进行第三层土方的开挖和支撑。
2.3 围护结构形式及施工技术
本工程的围护结构为排桩加内撑，支护结构为钻孔灌注桩，桩顶设混凝土冠梁，单排深层搅拌桩止水。其中，地铁车站深基坑采用850mm 钻孔灌注桩作为围护桩，选用GPS-10 型钻机正循环钻进，连续钻进至设计高程，然后进行第一次清孔，撤除钻杆。下放钢筋笼，利用导管在下钢导管后进行二次清孔。在检测泥浆指标和孔底沉渣厚度符合设计要求后，进行水下混凝土灌注，看到新鲜混凝土冒出孔口或混凝土灌注高度至设计高度0.8～1.0m 为止。深层搅拌桩采用850mm 三轴深层搅拌桩，标准段采用搅拌桩抽条加固，端头井段采用裙边加固。深基坑坑底以下3m 区域进行加固，加固时掺入20%水泥重量比。深基坑开挖过程中，钻孔桩间采用挂网喷射混凝土保护，随着土方开挖跟进网喷。喷射混凝土强度等级选用C25，厚度70mm，桩间土清理至距离钻孔桩外边线约100mm 处，将桩间土削平之后挂钢筋网喷射混凝土。各作业顺序要合理均衡安排，搭接紧密。
由于本工程部分区域紧邻住宅区，受局部环境影响，导致部分工作面比较狭窄，针对这种特殊的工作面，本工程采用采用对称钢支撑体系作为内支撑结构，利用单排深层搅拌桩止水，沿基坑竖向设置多道钢管支撑。钢管支撑体系的安装过程中，施工现场基坑外要对钢管支撑进行加工及预拼装。安装前全面检查钢支撑、钢围檩的变形、扭曲情况，严禁不合格的材料入场。基坑开挖至设计支撑标高下0.5～1.0m 位置时，基坑两侧预留反压土，以抵抗围护结构变形，同时为钢围檩架设提供作业平台，由中间开槽开挖，保证施工作业顺利进行。为提高作业效率，钢支撑采用先整体拼装再吊装架设的方式进行。钢支撑管组合模数由围檩实际内净间距确定，构件在安装之前要符合支撑轴线的标高；考虑到钢支撑架设后，会产生由自身重力引起的挠度，因此在架设时设置必要的预拱度，并对钢围檩后背与围护结构间隙用C30细石混凝土进行填充，防止钢支撑施加轴力时围檩发生变形及滑动。支撑架设完成后，再进行下一层土方开挖，直至开挖到基底设计标高。
其中，钻孔灌注桩及桩间喷射混凝土施工工艺流程如图1~2所示。
2.4 深基坑开挖过程的排水问题
本地铁车站工程深基坑开挖过程中，要在基坑两侧，设置临时排水沟，每间隔30～40m 同时设置临时集水井，临时集水井采用钢筋混凝土浇筑，坑内积水通过排水沟汇集至集水井，然后用水泵抽出。集水井间距根据实际水量设置。土方开挖至基底标高以后后，要在距基坑两侧立即修筑基底排水盲沟。在地铁车站主体结构完成后，再用螺栓将铁盖板、法兰盘等拧紧，用混凝土封闭临时集水井井口。
3 地铁车站工程深基坑开挖过程中的施工监测
在地铁车站工程的深基坑施工过程中，施工单位要加强自身的质量监督管理，实行责任管理制度，明确管理责任，将质量管理落实到个人。此外，尤其应注重深基坑作业期间施工监测情况，及时发现安全隐患，及时处理施工过程中存在的问题，以保证施工安全。地铁车站工程深基坑支护施工监测要点包括：首先要加强深基坑边坡变形的监测，其次注意做好地下管线和周围建筑变形程度的有关监测。一旦发现变形监测异常，超出控制值，要立即停工进行核查，找出问题的原因，并采取相应的处理措施。
4 结束语
本工程根据地铁车站周边情况及地质情况，提出了深基坑开挖围护结构作法和施工技术方法，基坑及边坡未出现异常，围护结构的变形值均在允许范围内，地基沉降与变形在合理范围内，充分说明本地铁车站工程的深基坑开挖及围护结构方案及施工技术较为合理，可以确保基坑边坡稳定与周围已有建筑的结构安全，可满足复杂条件下的深基坑质量与进度要求。但是由于地质条件、车站结构及其形状尺寸的不同，地铁车站深基坑开挖的围护结构形式和施工技术仍需继续做进一步研究。
参考文献
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论文作者:程文祥,朱翔辉
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第1期
论文发表时间:2018/5/3
标签：基坑论文; 结构论文; 深基坑论文; 车站论文; 地铁论文; 工程论文; 混凝土论文; 《建筑学研究前沿》2018年第1期论文;