地鐵車站深基坑土方開挖技術(shù)的探討

王 磊，王高敏

（北京城建設(shè)計發(fā)展集團(tuán)股份有限公司，北京 100088）

地鐵車站深基坑土方開挖技術(shù)的探討

王 磊*，王高敏

（北京城建設(shè)計發(fā)展集團(tuán)股份有限公司，北京 100088）

隨著全國城市化發(fā)展速度的加快，城市外來人口的數(shù)量也在快速增加[1]。交通擁堵隨之也變成了各大城市所面臨的重大問題之一，這樣就帶來了城市地下空間的開發(fā)和利用的熱潮，主要是地鐵的施工，地鐵車站的深基坑土方開挖是地鐵工程的一個重要部分，土方開挖的方式與工程進(jìn)度成本有很大關(guān)系[2]。通過對廣州地鐵13號線8標(biāo)東洲站深基坑土方開挖過程中的經(jīng)驗進(jìn)行總結(jié)，對遇水易軟化的地層的深基坑土方開挖過程中要注意的事項提出了一些建議[3]。

土方開挖；深基坑；挖土方式

1 工程概況

東洲站位于廣州增城市，位于規(guī)劃107國道和規(guī)劃路的交叉路口北側(cè)，沿規(guī)劃路呈南北走向。現(xiàn)107國道寬約51.6m，規(guī)劃路道路寬24m。站點周邊500m范圍內(nèi)主要規(guī)劃為居住用地。東洲站位于規(guī)劃道路下方，標(biāo)準(zhǔn)段為單柱兩跨兩層站。車站有效站臺中心里程為YDK57+492.854，車站起點里程為YDK57+ 388.254,終點里程為YDK57+611.254，全長223m。標(biāo)準(zhǔn)段基坑寬度21.1m，標(biāo)準(zhǔn)段基坑深約17.7m；端頭加寬段基坑寬度24.6m，端頭加寬段基坑深約18.5m；外掛加寬段基坑寬度37.18m，外掛加寬段基坑深約18.3m。場地平整后地面標(biāo)高13.1～14.1m，北高南低。基坑開挖面積為5870.884m2,基坑總長為532.84m。

2 工程與水文文地質(zhì)條件

東洲站地層主要為：①層人工填土層、②-1A淤泥層、②-1B淤泥質(zhì)土層、②-2淤泥質(zhì)粉細(xì)砂層、②-3淤泥質(zhì)中粗砂層、②-4粉質(zhì)粘土層、④-3坡積土層、⑤Z-1砂質(zhì)粘土層、⑤Z-2砂質(zhì)粘土層、⑥Z全風(fēng)化混合花崗巖層、⑦Z強風(fēng)化混合花崗巖層、⑧Z中風(fēng)化混合花崗巖層、⑨Z微風(fēng)化混合花崗巖層，其中基坑開挖區(qū)域從上至下為①～⑦類圍巖。

東洲站地貌上屬于剝蝕殘丘地貌。揭露第四系地層為人工填土層，海陸交互相沉積層、坡積層及殘積層，基巖為震旦系混合花崗巖。地下水位的變化受地形地貌和地下水補給來源等因素控制。本站地下水穩(wěn)定水位埋深1.00～5.70m，標(biāo)高8.30～25.83m。根據(jù)場地地下水賦存條件、含水介質(zhì)及水力特征分析，地下水主要有2種基本類型，分別為松散巖類孔隙水和基巖裂隙水。

3 車站深基坑土方開挖幾種方式

3.1 基坑開挖的方案

東洲站車站主體采用明挖順作法施工。東洲站的基坑施工順序先主體結(jié)構(gòu)后附屬結(jié)構(gòu)。東洲站主體基坑按“豎向分層、縱向分段、逐層開挖、逐層支護(hù)”的方式自北向南進(jìn)行開挖施工，基坑開挖采用挖掘機，當(dāng)基坑深度在3.5m以內(nèi)時，直接挖土裝車[4]。

開挖自車站北端頭開始向基坑南端進(jìn)行，見“圖1基坑開挖施工順序圖”

3.2 基坑開挖的原則

開挖遵循“豎向分層、縱向分段、先支后挖”原則，快挖快撐，減少無支撐暴露時間[5]。開挖臨時綜合縱坡不陡于1∶3。

基坑開挖時遵循以下開挖原則：

（1）基坑開挖須充分利用“時空效應(yīng)”以提高工程施工質(zhì)量，合理劃分開挖順序和每步開挖土體的空間尺寸，保證每一工況挖土及鋼支撐的安裝時間不大于24h[6]。

（2）基坑開挖必須在地下連續(xù)墻、冠梁及坑底加固達(dá)到設(shè)計強度后方可進(jìn)行，墻后超載不大于20kPa。

（3）開挖基坑采取“分層開挖、隨挖隨撐，支撐與挖土配合”，嚴(yán)禁超挖，在地層變形要求較嚴(yán)格時，采取“分層、分區(qū)、分塊、分段、抽槽開挖、留土護(hù)壁，及時支撐，減少無支撐暴露時間”等方式開挖。橫向先開挖中間土體，后開挖兩側(cè)。

圖1 基坑開挖施工順序圖

3.3 臺階法挖土

臺階法開挖即每隔一定距離設(shè)置一個臺階，每個臺階上站一臺挖機，位于下一臺階的挖機將土放到上一臺階上，直至土被放到運土車，運出場外為止。見圖2。

圖2 臺階法挖土圖

3.4 設(shè)置馬道挖土

開挖遵循“豎向分層、縱向分段、先支后挖”原則，快挖快撐，減少無支撐暴露時間。開挖出土馬道坡度小于30°（1∶1.7），中部開槽鋪設(shè)出土馬道，東西兩側(cè)留置土坡平衡支撐前連續(xù)墻后水土壓力，土坡上鋪設(shè)彩條布，防止雨水沖刷邊坡失穩(wěn)。如圖3所示。

圖3 土方開挖設(shè)置馬道圖

3.5 用加長臂和伸縮臂挖機挖土方

加長臂或伸縮臂挖機站在基坑的兩邊，直接將土從基坑中挖出，放入到運土車中，將土運出場外。加長臂或伸縮臂挖機都是根據(jù)基坑出土深度的不同，將挖機的臂制作成相應(yīng)的長度，這樣可以直接將坑底的土挖出送到用運土車上。見圖4。

4 3種挖土方式的比較與分析

（1）從工期上來說，最節(jié)約工期的是采用加長臂或伸縮臂挖機。

圖4 加長臂出土圖

（2）從成本上來說，最節(jié)約成本的是采用加長臂或伸縮臂挖機。

（3）對于遇水易軟化的特殊土層，采用加長臂或伸縮臂挖機出土是最合理的。

[1]陳德明.SMW工法在城市中心區(qū)深基坑工程中的應(yīng)用[J].施工技術(shù),2006,35(7).

[2]李松亭,薛濤,郭濤,等.SMW工法在豐田通商深基坑中的應(yīng)用[J].施工技術(shù),2006,35(9).

[3]劉俊巖.深基坑工程［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2001.

[4]中國建筑科學(xué)研究院.建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,1999.

[5]陳小俊.某工程軟土地基深基坑開挖施工技術(shù)[J].施工技術(shù), 2008，37(9).

[6]黃修云.論地鐵車站深基坑支撐體系優(yōu)化問題［J］.西部探礦工程，2006，18（12）：188-190.

The Discussion on the Deep Excavation Technology of Subway Station Foundation Pit

WANG Lei,WANG Gao-ming
(Beijing Urban Construction Design&Development Group Co., Ltd.,Beijing 100088,China)

With the speeding up of the urbanization development, the number of urban floating population is rapidly increasing,and the traffic jams then became one of the biggest issues faced by cities,so it has brought the urban underground space development and utilization of boom.The subway construction is the main projects of it.The earthwork excavation of subway station deep foundation pit is an important part of the subway engineering,and the way of the earthwork excavation has a great relationship with the project schedule,cost.Through summarizing the experience in the process of the deep foundation pit earthwork excavation of the Dongzhou Station of No.8 standard section of Guangzhou subway Line 13,some points for attention of layer easy to be softened in water in the deep foundation pit earthwork excavation are suggested.

earthwork excavation；deep foundation pit；excavation method

TU473

B

1004-5716(2015)09-0175-03

2015-01-20

2015-01-20

王磊（1986-），男（漢族），河北衡水人，助理工程師，現(xiàn)從事地鐵建設(shè)技術(shù)管理工作。