中冶沈勘秦皇岛工程设计研究总院有限公司 066004
摘要：随着城市化的快速发展，大规模的地下空间开发利用是一个必然趋势。考虑到地铁建设及周边环境的复杂性，基坑规模的庞大，因而地铁深基坑支护技术研究在现实中具有重要意义。本文将围绕深基坑开挖与支护施工技术，以实际的工程案例为背景进行相关探讨，以期对地铁工程建设提供参考。
关键词：地铁工程；深基坑开挖；基坑支护；应用
前言：近些年来，随着城市地铁建设的快速发展，地铁车站施工大面积兴起，而城市地铁车站往往又在人流密集，建筑物集中的中心地带，因此，如何既安全又合理地选择施工方法与支护结构，如何施工监控，保证施工安全及周围建筑物的安全显得尤为重要。
1、深基坑支护施工技术常见类型
1.1排桩支护施工技术
在深基坑支护施工技术中常见的类型之一就是排桩支护及外侧搅拌桩止水帷幕的施工技术。该种支护方式比较适合于施工场地狭小、周边环境较差、邻近建(构)筑物，如地铁出入口的围护，具有较好的挡土和止水效果，其中使用的各种类型的桩体均是挡土结构。在具体基础施工的过程中，施工基础人员应从2个桩体间的距离入手，明确桩体之间的距离，并严格控制桩体之间的距离。其次，对搅拌桩止水帷幕的施工，主要控制水泥浆的水灰比、水泥参量及搅拌桩的均匀性。
1.2钢板桩支护施工技术
在进行钢板桩支护施工时，其中主要使用的材料是热轧型材料，在进行具体施工的过程中，对于所有钢板之间的紧密度应当严格保持，确保其可以在建筑基础中形成一个坚实钢板墙，从而有效实现挡水、挡土的效果。钢板桩支护施工技术相对于传统施工技术总体难度较小，操作过程较为简单，基础施工效果也较好。
1.3地下连续墙支护施工技术
在深基坑支护施工技术中地下连续墙支护施工技术是刚度最大的，防渗防水效果通常较好，所以，该种施工技术在基础施工过程中，当前使用非常广泛，特别是在一些地下水位之下进行施工时，该种施工技术对于土壤的适应性较好，在黏土层、沙土层、水分较为充裕的地区，取得的支护效果是非常明显的。
2、地铁深基坑开挖与支护技术应用
2.1工程概况
某地铁站是新建地铁站工程，该车站沿东西向道路布置，所沿道路为主干路，交通繁忙。本站为地下二层岛式车站，车站大致呈东西走向。车站总长156.00m，有效站台中心里程为K9+698.803，设计起终点里程为K9+619.603～K9+767.603。顶板覆土3.2.00m，底板埋深16.4～18.2m，厚度1.00m。标准段基坑开挖深度约16.15～16.49m，端头井基坑开挖深度约17.6～18.1m，采用明挖顺作法施工。根据勘探探明的地层结构，判断该场地开挖范围内与本工程关系较为密切的承压水主要是第Ⅰ孔隙承压含水层，该层承压水为微咸水，该层承压水对本次施工的结构的腐蚀性可以忽略不计，对钢筋混凝土的结构影响也较小，对本工程影响不大。
2.2基坑支护方案
本地铁站工程主体基坑围护结构采用宽800mm地下连续墙加内支撑的围护体系，基坑内降水。连续墙顶设800×1000mm冠梁，冠梁顶标高以上采用300mm厚钢筋混凝土挡墙。连续墙分幅采用6m标准槽段长度。车站主体基坑支撑体系共设3道支撑，支撑水平方向按最大3m间距布置，其中第一道采用钢筋混凝土支撑，其余各道均采用Φ609x16钢管支撑。对围护结构钢支撑采用轴力计监测其轴力。
2.3基坑开挖施工技术应用
（1）降水井施工
本站降水施工采用基坑内管井井点降水方案，降水井沿基坑中线布置，间距15～20m，井深控制在35m。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆并在站体内、外布置水位观测孔，根据水位观测情况，及时调整泵型泵量，基坑开挖到底后，观测孔废弃进行封堵处理。全部降水井、水位观测孔及排水管线全部施工完毕进行一次群井抽水试验及水位恢复试验，根据情况调整参数。
（2）基坑开挖技术
车站基坑土方开挖在围护结构及第一道钢筋砼支撑达到设计强度要求，且基坑预降水15d后开始。土方开挖遵循“时空效应”分层、分段、分块、纵向放坡的原则。车站纵向分二个作业面同时开挖，分别从两端向中间方向开挖。竖向分层，利用挖掘机接力式倒土开挖方法。
基坑开挖时纵横向的安全坡度应根据地质、环境条件，由施工单位根据具体情况计算确定，要求斜率不得大于1:3.0。在深基坑开挖的过程中，地下连续墙的墙体暴露宽度应3～6m之间，每层开挖深度不大于3m，严禁在同种工况下一次性开挖到底。纵向放坡时应在坡顶外设置排水设施，防止基坑外的地表水倒灌基坑。深基坑开挖至坑底时应预留300mm的土层，并用人工进行找平。基坑开挖过程中，应密切关注基坑与周围的管线与地下构筑物的位置关系，避免因深基坑的开挖导致周围管线的破裂，从而对地下设施与施工安全产生不利影响，必要的时候应采取加固措施，对周围的管线与地下构筑物进行加固。
深基坑开挖的过程中应及时进行支撑，支撑的安装时间不能大于24小时。同时根据相关的施工经验与控制标准，安装支撑时支撑的长度应适当，支撑的水平偏差不能大于30mm，支撑两端的高程偏差不能大于20mm，同时支撑安装完成后应及时设置应力应变测点，加强监测，保证施工的安全进行。
2.4基坑支护施工技术应用
（1）钢支撑施工
当土方开挖到钢支撑设计位置以下0.5m处时，由于基坑宽度不一致需要在现场实际测量尺寸进行组装，有系梁限制，吊装需要分为两次进行。停止开挖基坑凿出预埋钢板安装钢支架。钢支撑按标准宽度组拼一端固定、一端活动，在活动端使用特制钢楔固定支撑。利用履带吊安放钢支撑到钢牛腿上，用固定端旋转法使活动端较宽位置支撑于预埋钢板上，支撑端部固定。地连墙预埋厚20mm钢板与支撑端头焊接，在钢支撑活动接头箱室两端各焊有千斤顶支托架，以便由千斤顶施加预应力。
（2）混凝土支撑施工
按照混凝土的设计抗压强度等级、抗渗性能等指标及施工工艺的要求进行水下混凝土的配合比试验，确定其配合比。先施工冠梁，在冠梁施工过程中预埋混凝土支撑的钢筋，待基坑内桩基和土方完成后施工混凝土支撑。施工工艺流程：施工准备－测量放样－混凝土支撑施工面平滑－铺设牛毛毡隔离层并放出中线－绑扎混凝土支撑钢筋－安装混凝土支撑模板－浇筑支撑混凝土－拆除模板，及时养护。
（3）支撑施工要点
①开挖时实行分层开挖，随挖随架钢支撑，在支撑位置挖出来后，迅速安装钢支撑并及时按设计值施加预应力。
②事先在地连墙上标出支撑位置，提前进行支撑位置处墙面的处理，以使支撑顶端及墙面受力均匀。
③钢支撑事先在基坑外分段拼装，在钢管接长时，在钢管接头处焊设连接法兰盘和钢肋板，并用螺栓拧紧。
④支撑加力之前，迅速设定支撑轴力监测点，取得初始读数后加力，加力后测试实际预加力，以此控制预加力施加准确。对钢支撑加力时，按设计分级加载和现场观测墙体加载反映决定加载速度，按设计要求预加力。
结语：综上所述，随着地铁建设的速度地加快，地铁车站的深基坑施工必然引起更多的关注。为了提高地铁建设质量，根据工程实际需要选择最佳的支护施工方案，加强基坑开挖及支护技术应用与监测，有助于确保施工质量，提高施工效率，从而积极推进地铁施工建设的开展。
参考文献：
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[4]马颖.某地铁车站主基坑围护结构设计[D].东北石油大学,2017.
论文作者:于跃,王芳,张伟
论文发表刊物:《防护工程》2017年第33期
论文发表时间:2018/3/21
标签：基坑论文; 施工技术论文; 地铁论文; 车站论文; 深基坑论文; 混凝土论文; 钢板论文; 《防护工程》2017年第33期论文;