對地鐵深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的探討

摘要：將明挖法應(yīng)用于現(xiàn)代地鐵車站施工中具有顯著的社會和經(jīng)濟(jì)效益，而在采用明挖法進(jìn)行施工時(shí)，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)置顯得尤為重要。同時(shí)，圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用鉆孔灌注樁、旋噴樁相結(jié)合的施工工藝能夠提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：圍護(hù)結(jié)構(gòu)；施工

1、對地鐵車站的圍護(hù)結(jié)構(gòu)比較

1.1 地下連續(xù)墻

地下連續(xù)墻，一般定義為利用各種挖槽機(jī)械，借助于泥漿的護(hù)壁作用，在地下挖出窄而深的溝槽，并在其內(nèi)澆注適當(dāng)?shù)牟牧隙纬梢坏谰哂蟹罎B水、擋土和承重功能的連續(xù)的地下墻體。作為地鐵車站圍護(hù)結(jié)構(gòu)的最常用的支護(hù)形式，在承載力和防水等方面有著巨大的優(yōu)勢，因此一直以來在地鐵建設(shè)中有著廣泛的應(yīng)用，尤其是在沿海地區(qū)，有效的處理了軟弱土的地基問題。但是這種圍護(hù)結(jié)構(gòu)也有自身缺陷，主要是建設(shè)成本太高和對城市的市政管線建設(shè)有比較大的影響。

1.2 排 樁

排樁是以某種樁型按隊(duì)列式布置組成的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)。排樁的應(yīng)用也非常廣泛，同時(shí)技術(shù)也很成熟，在許多內(nèi)陸城市，包括西安等黃土地區(qū)中有著廣泛的應(yīng)用，最常使用的就是鉆孔灌注樁。排樁的承載力比較高，施工較地下連續(xù)墻容易，但不能解決防水的問題，一般施工中需在排樁的間隙處噴射樁間網(wǎng)噴混凝土，以解決防水問題。排樁的缺點(diǎn)也同樣是成本比較高，不是很經(jīng)濟(jì)。

1.3 SMW樁

SMW工法是以多軸型鉆掘攪拌機(jī)在現(xiàn)場向一定深度進(jìn)行鉆掘，同時(shí)在鉆頭處噴出水泥系強(qiáng)化劑而與地基土反復(fù)混合攪拌，在各施工單元之間則采取重疊搭接施工，然后在水泥土混合體未結(jié)硬前插入H型鋼或鋼板作為其應(yīng)力補(bǔ)強(qiáng)材，至水泥結(jié)硬，便形成一道具有一定強(qiáng)度和剛度的、連續(xù)完整的、無接縫的地下墻體。

1.4 TRD工法

TRD工法是將鏈?zhǔn)角邢髌鞑迦胪林校挎準(zhǔn)角邢髌鞯霓D(zhuǎn)動并沿水平方向掘削前進(jìn)，形成連續(xù)的溝槽，同時(shí)將水泥漿從切削器的端部噴出，與土在原地?cái)嚢杌旌希纬伤嗤恋叵逻B續(xù)墻，并在水泥土墻中插入型鋼，以增加連續(xù)墻的強(qiáng)度和剛度，最后在主體結(jié)構(gòu)施工完畢后拔出型鋼。TRD工法可以說是SWM工法樁的改進(jìn)，擴(kuò)大應(yīng)用了范圍，加深了處理深度。

2、地鐵車站圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工要點(diǎn)

2.1 鉆孔灌注樁施工要點(diǎn)

以某地鐵車站為例，該工程采用鉆孔灌注樁，圍護(hù)采用鉆孔灌注樁加水泥選噴樁作為止水帷幕，鉆孔樁數(shù)量大、樁身長，施工質(zhì)量的優(yōu)劣直接關(guān)系到樁基和圍護(hù)工程質(zhì)量，更關(guān)系到整個工程的質(zhì)量，因此，必須正確地選用科學(xué)合理的施工工藝，使鉆孔灌注樁達(dá)到全部優(yōu)良。

灌注樁屬于隱蔽工程，但由于影響灌注樁施工質(zhì)量的因素很多，對其施工過程中的每一環(huán)節(jié)都必須要嚴(yán)格要求，對各種影響因素都必須有詳細(xì)的考慮，如地質(zhì)因素、鉆孔工藝、護(hù)壁、鋼筋籠的上浮、混凝土的配制、灌注等。若稍有不慎或措施不嚴(yán)，就會在灌注中發(fā)生質(zhì)量事故，小到塌孔、縮頸，大到斷樁報(bào)廢，以致對整個工程質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。所以，必須高度重視并嚴(yán)格控制鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量，盡量避免發(fā)生事故及減少事故造成的損失，以利于工程的順利進(jìn)行。

該車站根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)情況，有針對性地選擇鉆孔施工方法：其中位于車站兩側(cè)的樁采用旋挖鉆進(jìn)行施工；橫跨公路的中間段，由于地質(zhì)條件良好，旋挖鉆施工影響城市交通，采用人工挖孔樁的施工方法成孔。部分巖層較淺的車站圍護(hù)結(jié)構(gòu)亦可采用沖擊鉆沖擊成孔的施工工藝。在圍護(hù)結(jié)構(gòu)的樁基施工中，樁基靠近主體結(jié)構(gòu)側(cè)墻一側(cè)，宜遠(yuǎn)離側(cè)墻邊距離10cm左右，并在施工時(shí)保證樁基的垂直度，避免侵入主體結(jié)構(gòu)。

水下澆注混凝土是用混凝土從孔底開始灌注，將孔內(nèi)泥漿置換出來，成為混凝土樁的。在澆注過程中，應(yīng)及時(shí)掌握孔內(nèi)混凝土面上升的高度及導(dǎo)管插入的深度，測定每個混凝土面位置應(yīng)取兩個以上的測點(diǎn)，測繩受拉伸、濕度等因素的影響，所標(biāo)長度變化較大，須經(jīng)常校正。

2.2旋噴樁技術(shù)要點(diǎn)

2.2.1旋噴樁施工要點(diǎn)

為保證鉆孔灌注樁之間間距的止水性能，必須在灌注樁施工完成后繼續(xù)施工旋噴樁。高壓旋噴樁對處理淤泥、淤泥質(zhì)土、粘性土、粉土、沙土、人工填土和碎石土等有良好的效果，在地鐵車站施工中適用于圍護(hù)結(jié)構(gòu)止水。旋噴樁與鉆孔樁一起形成圍護(hù)結(jié)構(gòu)止水帷幕，防止明挖施工過程中地下水的匯集、噴涌。

旋噴樁樁底一般施工至強(qiáng)風(fēng)化巖層，鉆桿無法下行為止。鉆機(jī)采用雙管高壓旋噴樁及高壓注漿泵，當(dāng)鉆桿鉆到既定標(biāo)高后用高壓旋噴機(jī)把安有水平噴嘴的注漿管下到孔底，高壓噴射水泥漿沖擊切割土體，隨著注漿管的旋轉(zhuǎn)和提升而形成圓柱體樁體，漿與土體經(jīng)過一系列的物理化學(xué)反應(yīng)，固結(jié)成樁。旋噴樁截面必須與鉆孔樁相互咬合，以便于保證支護(hù)、止水效果。

旋噴樁施工工藝屬于一種比較成熟的工藝，在地鐵車站圍護(hù)結(jié)構(gòu)止水有非常良好的應(yīng)用效果，能夠使開挖后的基坑不受潛水、地下涌水的影響。旋噴樁施工必須逐排進(jìn)行施工，保證施工樁長及樁徑。在開挖后如發(fā)現(xiàn)旋噴樁與地層相接處有涌水現(xiàn)象，必須及時(shí)補(bǔ)樁、堵漏。

2.2.2旋噴樁施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

（1）旋噴直徑的選擇與設(shè)計(jì)要求及選用機(jī)具有關(guān)，一般單管法旋噴體直徑為0.3～0.8m；二重管法旋噴體直徑為1.0m左右；三重管法旋噴體直徑為1～2m。

（2）控制鉆機(jī)定位且安放平穩(wěn)，旋噴管的允許傾斜不得大于1.5%。

（3）控制使用的水泥品種、強(qiáng)度等級及外加劑的品種摻量必須符合設(shè)計(jì)要求。水泥漿的水灰比為1：1～1.5：1。為避免純水泥漿離析和防止泥漿泵管道堵塞，可按水泥：陶土：純堿=1：0.03：0.01的配合比配置水泥漿。根據(jù)需要可加入適量的減緩漿液沉淀、緩凝或速凝、防凍、防蝕等外加劑。

（4）水泥漿的攪拌宜在旋噴前1h以內(nèi)攪拌。相互兩樁旋噴間隔時(shí)間應(yīng)不小于48h，間距應(yīng)不小于4～6m。旋噴過程中冒漿量應(yīng)控制在10%～25%之間，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，冒漿量小于注漿量20%者為正?，F(xiàn)象；超過25%或完全不冒漿時(shí)，應(yīng)查明原因并采取相應(yīng)措施。

（5）旋噴地基的質(zhì)量檢驗(yàn)，可采用取芯（常規(guī)取芯或軟取芯）、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、載荷試驗(yàn)及開挖檢查等方法。旋噴體深度、直徑、抗壓強(qiáng)度等，必須符合設(shè)計(jì)要求。

2.3 支撐體系施工要點(diǎn)

支撐體系施工屬于土方開挖前必須施工的臨時(shí)構(gòu)造，是為保證開挖后圍護(hù)結(jié)構(gòu)阻擋被動土壓力所設(shè)置的結(jié)構(gòu)。根據(jù)現(xiàn)階段地鐵車站所采用的支撐種類，分為鋼管支撐與混凝土支撐兩種，兩種支撐各有優(yōu)缺點(diǎn)?；炷林尉哂辛己玫姆€(wěn)定性，且適用于復(fù)雜部位的支撐，但施工進(jìn)度慢，影響土方開挖。鋼管支撐具有施工簡易、安拆方便等優(yōu)點(diǎn)，但對于特殊要求的部位難以應(yīng)用。

針對明挖車站的施工，為保證整個圍護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，第一層支撐應(yīng)全部采用混凝土支撐，第二、三層支撐標(biāo)準(zhǔn)截面宜采用鋼管支撐，非標(biāo)準(zhǔn)截面采用混凝土支撐。如果第一道支撐體系應(yīng)用鋼管支撐，整個結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性能就非常有可能得不到保證，地鐵車站坍塌事故往往出現(xiàn)在該問題的對待和處理上，如杭州鳳起某車站。同時(shí)在開挖過程中，要對露出的圍護(hù)結(jié)構(gòu)樁基截面進(jìn)行噴射混凝土施工，使其表面盡量平整，還要對有涌水的位置進(jìn)行引流、堵漏處理?；觾?nèi)、外不宜做降水處理，但必須實(shí)時(shí)監(jiān)測基坑周邊以及圍護(hù)結(jié)構(gòu)水位、土體傾斜度的變化。

3、結(jié) 語

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷提高，建筑新技術(shù)及新工藝也不斷發(fā)展并完善起來。相當(dāng)多的科研人員及業(yè)內(nèi)人士非常重視地鐵圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與施工，其作為地下明挖施工的一個重要組成部分，對保證施工的安全、質(zhì)量與進(jìn)度具有非常重要的意義。

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