摘要：地铁车站深基坑复合地层开挖过程中，针对在黏土、残积土、全风化花岗岩、强风化花岗岩、中风化与微风化花岗岩复合地层，地下水丰富，预雨季施工，降水效果不理想时，开挖难度大，通过采用长臂挖机加小挖机后退法、降水井加开槽降水、静态爆破的开挖方法进行开挖，几种不同开挖方法针对不同的地层有着不同效果，望能为类似工程提供借鉴。
关键词：深基坑；复合地层；后退法；静态爆破；开挖；
引言
随着我国城市建设的高速发展，明挖法深基坑在地下空间建设中广泛应用。而深基坑在复合地层开挖过程中，降水效果不好，残积土遇水易崩解，微风化花岗岩开挖难度大等[1]-[2]，是深基坑开挖施工的重难点。
本文以广州市轨道交通知识城线地铁车站深基坑开挖为背景，针对残积土、花岗岩等复合地层，深基坑开挖难度大，在基坑底部地层为残积土遇水易崩解，地下水丰富开挖时易造成基底承载力不足，而微风化花岗岩开挖难度大速度慢，可能影响周边环境安全。因此开挖残积土、花岗岩采用复合地层开挖技术，开挖效果理想，可为类似工程提供借鉴。
1 工程概况
广州市轨道交通知识城线地铁车站背景项目中，车站为地下二层11.0m岛式站台车站，全长480m，基坑深16m～19m，主要地层为填土层、中粗砂层、粉质黏土层、花岗岩残积土层、全风化花岗岩层、强风化花岗岩层、中风化花岗岩及微风化花岗岩层，地下水丰富。
花岗岩残积土较厚，遇水易崩解，开挖难度大，容易造成基底软化。中微风化花岗岩岩面较高，强度大，不易开挖[3]-[4]。
2 开挖方法
（1）基坑开挖方法
根据基坑长度480m，宽19.7m，深16m～19m，基坑开挖采用了分层分段，后退法进行开挖。首先进行第一道支撑施工，然后进行第一层土方开挖至第二道支撑以下约0.5m，施工第二道支撑，第二层土方开挖至第三道支撑以下0.5m，施工第三道支撑，第三层土方开挖至基坑底部以上0.3m左右，完成土方开挖。采用了“开槽支撑，先撑后挖，分层开挖，严禁超挖”的原则，这是最基本最常规的基坑开挖方法。
图2 基坑开挖分层示意纵剖面图
（2）花岗岩残积土开挖方法
深基坑花岗岩残积土开挖，根据其特性，遇水易崩解软化，透水性查，在地下水丰富，雨季施工，容易造成开挖过程中，围护墙变形大，挖机易沉陷在软化后的残积土中，降水困难，对开挖造成极大的影响，根据以往采取的措施，比如抛填片石铺路开挖、搅拌石灰土或者水泥土，插打钢板桩挡土，预制混凝土块挡土、轻型井点降水等方法，如遇基坑大存在范围的花岗岩残积土，这些方法都不能从根本上解决问题，有些施工单位采用“工前旋喷桩处理，过程中疏排及时覆盖”方法施工，但是旋喷处理会造成成本大大的增加。
为解决花岗岩残积土富水地层开挖难的问题，从成本和工期方面综合考虑，现场采用设置钢滤网集水井、集水沟、坡面开挖及设计图设计降水井的综合开挖方法解决降水困难的问题，采用几种降水方法配合基坑内挖机与地面长臂挖机进行开挖，取得了良好的效果，相比石灰土、水泥土换填法、搅拌法等，同样有效解决花岗岩残积土开挖的难题，缺点是在基坑底部会增加坡面开挖部分和集水井的混凝土用量，但相比石灰土、水泥土换填法、搅拌法综合成本能够有效解决，工期能够有效解决。
图3 花岗岩残积土开挖示意图
（3）中风化、微风化花岗岩开挖方法
背景地铁车站深基坑在中部有40米中风化、微风化花岗岩突起较高，强度达到100MPa上下，在基坑开挖中部以下，大大的增加了深基坑开挖的难度。因此针对微风化花岗岩分别采取了微爆技术和静态爆破技术相结合进行爆破。
其中微爆技术用于基坑中间部分纵横向5米范围进行爆破，爆破时在爆破范围上方安装钢管支架覆盖多层密目网防飞石，事实证明，微爆技术可以在深基坑中进行爆破，爆破效果良好，但有一定震动，不适合在距离较近的墙端使用，对药量控制要求非常高，此方法虽为微爆，但仍会有飞石，对防护要求高，需谨慎使用。
静态爆破技术在背景基坑中大部分采用了此方法进行爆破，此方法是首先在基坑开挖方向有凌空面一侧埋设静态爆破剂逐步后退进行爆破，爆破孔间距0.5米，排间距0.8米，爆破效果良好，成本低，安全可靠等优点，但其周期较长速度慢、施工产量低、场地临空面要求高、受雨水和温度影响大、有喷浆和强碱性危害等，效率比微爆低。
目前国内已有更为先进的爆破技术，目前新型的静态爆破施工技术是采用静爆超级岩石分裂机施工方法。机械化静态爆破技术可在土石方工程中不能使用炸药的情况下破碎岩石。而机械化静态爆破技术作业时无振动、无冲击、无噪声、无粉尘、立即见效不用等待、不间断重复作业，工作效率高、工作效果显著等特点，应用于不能爆破作业并要求产量高、工期紧等技术难度大的土石方工程，开山破石就像劈豆腐，轻松破碎坚硬岩石，比传统使用膨胀破碎剂的方式快十倍以上，并且成本更低。
通过分析使用静态爆破剂爆破技术与新型静态爆破分裂机爆破技术相比，两者各有优势，但与炸药爆破具有较好的优越性。
3 结论
通过花岗岩残积土、中风化、微风化花岗岩开挖方法的应用，能够较好的解决了地下水丰富花岗岩残积土开挖，中风化、微风化花岗岩强度高开挖存在的问题，开挖效果理想，工期可控，成本同时也得到有效的控制，解决了一直以来富水地层花岗岩残积土开挖难的问题。
复合地层深基坑开挖技术应用在富水深基坑复合地层开挖，实施效果理想。针对了复合地层开挖的工况，能够保证开挖工期，缩小成本，保障开挖施工安全，取得了良好的效果，望能为类似工程提供有效的借鉴。
参考文献：
[1] 黄晓东.基坑支护及开挖施工技术管理[J].中外建筑.2016（04）.
[2] 季致建.浅谈建筑工程深基坑开挖与支护施工技术的应用[J].中华民居（下旬刊）.2013（06）.
[3] 吴能森.花岗岩残积土的分类研究[J].岩土力学.第十二期
[4] 林树枝.建筑地基基础工程实践[M].北京：中国环境科学出版社，2004.
论文作者:蔡智宇
论文发表刊物:《基层建设》2019年第20期
论文发表时间:2019/9/21
标签：花岗岩论文; 基坑论文; 地层论文; 方法论文; 深基坑论文; 静态论文; 微风论文; 《基层建设》2019年第20期论文;