高速鐵路深大基坑施工技術控制

趙瑞平

(中鐵十二局集團第一工程有限公司，陜西 西安 710000)

1 工程概況

江蘇省無錫市江陰高鐵站位于沿江城際鐵路江陰站廣場下方，鐵路沿線設置有單渡線，其中站臺的長度設計為120 m、寬度設計為14 m。單渡線的外包總長度為454.5 m，其他路段外包的寬度為30.4 m，建筑總面積為31 029 m2。

該項目明挖路段位于沿江城際鐵路下方，開挖長度大約為167.1 m，開挖寬度為30.4 m，里程為JXDK8+843.800～JXDK9+010.416。圍護結構使用的是Φ1 000 mm@1 400 mm鉆孔灌注樁，混凝土支撐+鋼支撐；圍護結構兩側的基坑圍護選擇使用Φ1 000 mm@1 200 mm鉆孔灌注樁，南側使用組合式支撐結構：混凝土支撐+鋼支撐；北側使用混凝土支撐+鋼支撐+換撐。

2 施工準備工作

在施工之前，必須保證所有施工人員充分了解設計圖紙與施工現場的實際情況，項目經理或技術負責人對施工班組進行技術交底，確保施工人員明確掌握施工難點與技術關鍵點。

在編制深基坑施工方案之前，充分了解工程結構形式、地下土質、施工方法、周邊建筑物、環保要求、施工工期、環境氣候等，深基坑施工方案編制的內容主要涉及到排水、內支撐、安全文明施工、環境保護、風險檢測等，確保施工方案的科學性與可行性。

3 深大基坑施工技術

3.1 土方開挖

土方開挖施工采用靜態破碎劑預裂+破碎錘方法進行作業。

1)土方開挖。開挖流程如圖1所示。

2)靜態破碎鉆孔設計。結合土質勘察報告進行設計，充分了解施工現場的實際情況，例如地質結構、巖質、土質等。

3)打孔設備選擇。靜態破碎方式對孔位的精準度、成孔質量、空位的垂直度具有較高要求，挖改鉆成孔可以有效滿足多項施工要求，且成孔效率比較高。

4)基坑開挖膨脹。結合巖石形狀、鉆孔孔徑以及其他相關要求來確定最小抵抗線。

圖1 高效破碎劑預裂開挖流程圖

3.2 開挖排水

為避免地下水涌向基坑內，在基坑兩側設置明溝。開挖排水溝，將基坑內的積水排放至基坑外，明溝截面設計為0.3 m×0.3 m，排水溝坡度設計為1%。除此之外，深基坑底部設置多個尺寸為1 m×1 m×0.8 m的集水井，具體位置以距離圍護結構3 m處比較合適，集水井的間距控制在30 m。由于土方開挖使用分層開挖方式，所以也應分層設置集水井。當集水井內的水滿以后，使用抽水泵將水抽出基坑外，排放至市政主管道內?；由喜吭O置擋水墻，避免雨水流入深基坑內。

3.3 掛網噴射混凝土施工

1)圍護結構部位的深基坑采用分層開挖方式施工，每層開挖深度大約為2 m，施工完成以后立即使用C25混凝土噴射圍護樁表面。

2)噴射混凝土工藝流程。原材料按照標準的配合比要求摻加，然后攪拌均勻→將拌和好的混凝土投入至噴射裝置內→利用空壓機將物料輸送至噴頭處→加水攪拌→直接噴射在圍護樁表面。

3)混凝土材料控制要求：①混凝土中骨料粒徑，為保證混凝土的經濟性指標符合要求，盡可能選擇小粒徑骨料，通常情況下，骨料中石子粒徑控制在15 mm以內即可。使用中粗砂，實際使用時利用5 mm過濾網篩選，石子粒徑控制在1～15 mm；②材料配比，水泥使用硅酸鹽水泥，水泥材料進場必須經過抽樣檢測，并送至實驗室試驗，出具科學的配合比報告，檢測報告上報給監理單位，通過審批以后才可進行后續施工；③速凝劑，選擇粉狀速凝劑，確保混凝土的初凝時間不超過5 min，終凝時間不超過10 min，在經過28 d養護以后，混凝土的強度不得低于設計強度的85%。速凝劑的摻加量控制必須精準[1]。

4)混凝土噴射。結合圍護結構的特點來看，選擇自上而下的順序施工。實際施工過程中，合理調整噴射機的運行壓力，保證噴嘴出料的均勻性。結合設備自身的噴射速度以及實際需求調整噴射設備的運行電壓。假若電壓過大，會導致噴射設備的噴射速度增快，那么混凝土的強度則可能無法達到設計強度的要求；假若電壓過小，則會導致混凝土布料不均勻現象。當混凝土噴射完成以后，立即修補圍護結構的表面，并作找平處理，便于后期施工。

技術要求：圍護樁掛網以后噴射混凝土的厚度控制在100 mm左右，鋼筋網的規格選擇Φ6@150 mm×150 mm；鋼筋網搭接寬度不得低于300 mm。網噴混凝土如圖2所示。

圖2 網噴混凝土(單位：mm)

圖2中，d為鋼筋直徑。

3.4 支撐架設與拆除

3.4.1 冠梁及混凝土支撐施工

1)測量放樣。施工人員結合設計圖紙中所提供的平面坐標來計算出鋼筋混凝土內支撐中心點與冠梁線相交點的平面坐標，計算出來的坐標點由施工單位的技術負責人復核，在復核無誤的情況下進行放線，放線結束以后上報監理單位驗收，監理工程師現場驗收合格以后才能開展后續的施工。當明挖部分基坑中的土體開挖至內支撐底部標高以后，則將中心線引至基坑內部，確保圍護結構的模板安裝、鋼筋混凝土支撐以及連續梁的位置不會出現偏差。在澆筑鋼筋混凝土、連續梁混凝土之前，將中心線放置在模板頂面，以檢測澆筑中心部位的坐標是否符合設計要求?；炷翝仓瓿梢院螅鸪０鍟r按照建筑施工規范進行，避免混凝土表面受到損傷。模板拆除完成以后檢查現澆構筑物的外觀質量[2]。

2)灌注樁頂部的混凝土鑿除。施工人員使用風鎬鉆將多余的混凝土鑿除，鑿除部分以冠梁底部標高為依據，鑿除的過程中必須保證灌注樁頂面多余部分的混凝土全部被厘清干凈。當超出部分的混凝土全部被鑿除以后，使用空壓機將表面的泥漿、雜物清理干凈。在實際施工過程中避免傷及其他構筑物，可以使用先進的儀器設備檢測管道是否存在破裂現象。

3)結構柱上方的鋼板與鋼筋混凝土支撐之間的連接。在綁扎鋼筋混凝土支撐的鋼筋時，將結構柱上方的薄鋼板與結構柱進行加固，具體使用焊接的方式比較合適。

4)鋼筋制安。在綁扎鋼筋之前，先檢查鋼筋的外觀質量、型號、規格，只有在鋼筋符合設計要求的情況下才能開展綁扎作業。對于不符合設計要求的鋼筋直接退回生產廠家。鋼筋綁扎時結合設計圖紙進行，鋼筋的交叉點必須保證牢固性，嚴禁出現松動、變形現象。

5)模板安裝。構筑物的模板使用清水板，在安裝模板之前將模板表面清理干凈，并涂刷脫膜劑。當基坑深度開挖至混凝土內支撐底部標高以后，對土體實施平整處理，平整完成以后測量土體的標高，檢測模板底部的標高以及平整度。此外對基坑底部進行夯實處理，確?；拥牡鼗休d力符合設計規范要求，夯實作業完成以后在地基表面鋪設10 cm厚的水泥砂漿作為底部模板[3]。混凝土的側面模板使用螺栓與U型卡子連接，連接點的間距設計為0.6 m×0.6 m，當模板安裝完成以后上報監理單位驗收，監理工程師現場驗收合格以后才能進行后續施工。

6)混凝土澆筑。結合設計圖紙中對于混凝土強度的要求來看，冠梁部位使用強度標號為C30商品混凝土澆筑，注意第一道支撐應使用C30強度混凝土?；炷翝仓褂帽密嚌仓?，澆筑完成以后使用振搗棒振搗，振搗棒深入混凝土的厚度為50 cm。

7)混凝土養護。當冠梁與混凝土內支撐部位的混凝土澆筑完成且達到初凝時間，開始灑水養護；模板拆除完成以后，使用養生布覆蓋在混凝土表面，然后灑水，養護時間不得低于7 d。

8)成品混凝土支撐的保護。當混凝土內支撐的強度達到設計強度以后，使用8×8角鋼將混凝土內支撐包裹起來，以避免后續器械施工損壞混凝土表面。

3.4.2 支撐的拆除

當履帶吊準備就緒以后使用鋼絲繩拖住鋼結構支撐，借助千斤頂卸力，抽掉鋼楔塊，依靠履帶吊將鋼管調運至指定位置即可。在拆除支撐結構時，先觀察圍護結構的形變情況，并記錄鋼結構支撐附件的各個檢測點的數據，嚴禁隨意性施工。

4 結束語

高速鐵路深大基坑建設工程屬于重大工程項目，深大基坑施工技術屬于一項較為復雜的施工技術，在實際施工過程中會受到諸多因素的影響，稍有不慎可能導致重大安全事故爆發。所以在施工過程中必須不間斷檢測容易出現質量缺陷與安全隱患的部位，在保證施工質量的同時兼顧施工的經濟性與安全性。

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