摘要：本文通过广珠城际轨道交通工程深基坑开挖支护设计为基础，全面利用“时空效应”理论，进一步对深基坑开挖和支护施工方法技术进行大体介绍，确保工程的高效性、快速性以及节约性。
关键词：轨道交通；深基坑；支护设计
1.深基坑支护的基本要求
（1）深基坑围护需遵循以下几点设计要求：根据施工环境和深度对施工方案进行明确，确定后由总工程师批准，最终由总监理工程师批准，符合标准和法律法规后方可施工。（2）在深基坑施工前提需要先处理地下水位，通常选择轻型井点抽水，让地下水位降至基坑底端，再由工作人员24小时看护，按时抽水，做好记录，选择明沟排水时，在施工过程中就要不停的排水，一旦建筑物没有抗浮条件时，必须不间断的排水。（3）在深基坑土方开挖过程中，控制好挖土机之间的距离，不能低于10米，由上而下，逐层进行挖土，不能挖的过深。（4）深基坑上下应挖好支撑靠梯，严禁出现踩踏支撑现象，基坑周围安装防护栏。（5）在人工吊运过程中，严格检查起吊工具，看其是否松弛，吊斗时下方禁止站人。（6）在深基坑周围摆放材料和移动施工设备时，需和挖土边缘保持安全距离，当土质良好时，保持在0.8米以上，高度低于1.5米。（7）在雨天施工时，需要在基坑周围安装排水设施，预防雨水和地面水流进深基坑，在雨天开挖土方时要在基坑标高上留出一部分泥土，等到天晴在挖。（8）深基坑回填土时需对称回填，做好分层夯实工作。（9）深基坑支护过程中，工作人员要坚持跟班作业，发现问题及时处理，在保证各个工序安全的基础上提高施工质量和进度。
2.工程概况
2.1地理位置及工程规模
珠海城际快速轨道交通工程位于广州，工程承包了其中的某段施工项目，总长为11.289km，包含接触网支柱基础、标段内路基以及隧道电缆槽等配套设施。桥梁主体围护结构选用的是1米钻孔桩和0.6米的高压旋喷桩，桥梁长度为3230.8米，宽度在21.5-27.3米之间。另外，第一期开工区域长度在1521米，平均宽度为23米，平均深度为17米，东端盾构到达区宽度为28米,深度为20米。
2.2水文地质条件
结合地质勘查报告来讲，此工程项目桥梁34.6m以上的地质主要为珠江轨道沉积地层，如图1所示。
图1广珠城际轨道站地质横断面图
上层滞水与弱承压水是工程范围内地下水的主要特征，上层滞水量偏小，弱承压水保存在粉质黏土夹粉砂层与粉砂层之间，和珠江水力有紧密联系，本项目工程的地下水位在8.5米深的地面下。
3.基坑支护方式
因为此基坑地下水位偏高且较深，受场地影响，不能合理配置锚索和土钉，因此就要选择多支点混合支护结构，指的是围护桩悬臂结构和内支撑相融合的支护体系，组合式钢支撑是内支撑的材料。本基坑支护选用直径为600毫米，壁厚度为14毫米的组合钢管支撑系统。基坑内标准段增设三道钢支撑，盾构区增设四道钢支撑，从而实施预应力。
4.基坑开挖方式
挖掘机分台阶“接力棒”倒运是此基坑方土开挖选用的方法，自卸车外运。开挖机械选择的是液压反铲挖掘机，两台大型挖掘机和四台小型挖掘机相融合，以推土机和装载机设备为辅，自卸汽车为主。
5.开挖与支护
依照“时空效应”理论，“竖向分层、纵向分段、平面分区、对称平衡、先支后挖”原则是基坑土方开挖和支护需要遵守的。
5.1分层分段开挖
结合此项工程的基坑规模、围护框架、几何尺寸和支撑结构体系分配等工程特性，按施工流程进行施工，采用分层、分布、对称开挖、先支撑后开挖的流程，对每段工序的时间和施工参数进行明确，开挖分层数：n=4；每层分步开挖数量：V=300m3-750m3；每步开挖长度：B=6m；每步开挖高度：H=3.0m-5.8m；钢支撑预加轴力：N=50%-80%；每步开挖时间：Tc＜12h-14h；每步开挖后的支撑时间：Ts＜18h；开挖卸载后我无支撑裸露时间：Tr＜14h-16h。
5.2开挖顺序
第一，在轨道交通工程中，临时钢管支撑分布状况和反铲挖掘机性能决定了基坑开挖选用的挖开方式，例如3台-4台的反铲挖掘机接力开挖，遵循开挖深度与支撑层数对台阶层数进行调节。第二，在冠梁顶端增设坡段，从地面分段实施开挖，在地下3米内选择反铲装入自卸汽车运到目的地。第三，各个台阶增设一台反铲挖掘机并在同一时间段开挖，由土方接力开挖至运输便道的自卸车上。第四，坑底挖土到自卸车的流程为：在底部台阶安装第一台反铲，对最底层土体实施挖掘，挖掘土放置在底层台阶，上层台阶反铲接力至顶层台阶，随后在借助上层反铲来装车。因为底层台阶反铲工作容易受到基坑钢管支撑的束缚，对此可按照反铲卸土净高，采用小型反铲挖机。第五，实施土方开挖时需采用分层分段方式，在基坑周围留出三角土护坡，按照机械开挖施工规则，各个台阶长度应控制在5米之内。第六，基坑最尽头留出的土体不能借助台阶接力式完成开挖任务，选择长臂挖掘机配合基坑大型吊车垂直运输的形式完成土方开挖施工任务。
5.3支撑安装
每一环节的支撑预拼至设计长度，选择龙门吊门和汽车吊相互配合，同时起吊安放在支撑牛腿上，钢支撑整体吊装落实后采用千斤顶来增加预应力，符合设计轴力标准后，将钢楔块安插在活络端。预应力需一步步施加，首次施加为50%-80%；经审查的螺帽螺栓没有问题后，进行第二次预应力的施加，直至符合设计值。在施工过程中，由于支撑横向跨度大于20厘米，应将格构柱安装在基坑中间，用来缩短钢支撑长细比，增加其平稳性，随后配合监测单位安装好轴力计并进行严格监测。
5.4基坑开挖的检测控制
深基坑支护设计施工是按照“正常使用极限状态”与“承载能力极限状态”完成的检测控制工作，选择信息化设计、施工和管理流程，按照监控测量结果予以整改规划，引导施工。总的来讲，严格的监控测量是确保工程安全性的关键因素。围护桩体变形监测；地下水位观测；支撑轴力监测；地下管线的沉降和位移观测；基坑周围地表沉降监测是此工程监控的主要内容，尤其要注意的是，在正常施工过程中，工作人员容易忽略墙体竖向变位测量，实际上因为基坑开挖土体自重应力的排放，使得墙体发生竖向移动。墙体竖向移动在一定程度上影响了基坑的平稳性、地表沉降和墙体自身的平稳性等。
结语
综上所述，在轨道交通施工中，深基坑土方开挖及支护直接影响着工程的施工质量，且是在基坑围护、坑内降水成熟、基底加固的基础上完成的，与此同时还是后续桥梁主体结构施工的前提条件。
参考文献
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[3]邓芳,王翠英,汤黎.某深基坑支护体系方案选型设计分析[J].湖北工业大学学报,2017,(4):97-100.
论文作者:张海威
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第27期
论文发表时间:2018/12/26
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