深基坑開挖技術在地鐵車站施工中應用的探討

韋 巍，崔美花，陳 琳

（中國電建集團昆明勘測設計研究院有限公司，云南 昆明 650000）

0 引言

在地鐵車站工程深基坑施工建設中，應該結合現場實際情況，秉持因地制宜的原則，科學制定施工方案，在保證地鐵車站工程安全施工的情況下，做好深基坑施工工作。在深基坑施工建設中，深基坑支護技術作為保證深基坑施工工作有序進行的重要因素，在實際施工中，根據施工環境和地質特點，選擇適宜的深基坑支護施工技術，在保證施工質量的情況下，開展地鐵車站工程建設工作，保證施工工作順利完成。

1 工程概況

本工程為某地鐵車站工程，基坑面積為36120.1m2，挖設深度大約為12.4m。在基礎施工中，展現出的特點有以下3點：①基坑深度為11.1m，土方量大約為4.8萬m3，主要以軟土地基為主。②地下結構緊靠建筑紅線。周圍建筑質量比較差，基礎埋設深度潛，多條管線與基坑靠近。③基坑占整體征地面積90%以上，場地面積狹窄。

2 地鐵車站深基坑特點

在地鐵車站工程深基坑施工中，施工特點為：①施工規模大，結構比較復雜。大部分線路換乘是地鐵車站需要滿足的基本要求，在這種情況下，基坑施工規模不斷擴大，讓工程結構變得更加復雜，延長施工期限。②面臨不確定因素多。在地鐵車站工程施工建設中，通常建立在城市內部，在深基坑施工中，將會給城市供水、供電等地下管線產生一定影響，伴隨各種不確定性因素[1]。③監測難度大。對于地鐵車站工程來說，主要為地下施工，結構比較復雜，基坑深度大，需要使用各種施工設備，給工程監測工作開展增添難度。深基坑施工如圖1所示。

圖1 深基坑施工

3 深基坑的支護技術要點

3.1 監控測量施工要點

在深基坑支護監控量測過程中，根據設計要求和規范標準，確定必測項目和選測項目，必測項目包含了深基坑內外觀察、周邊位移量測、錨桿抗拔力等，其他均為選測項目。例如，在深基坑觀察過程中，觀察內容有工作面情況、圍巖變性、圍巖風化變質、節理裂隙、斷層分布、地下水情況等。深基坑觀察包括對洞口地表情況、地表沉陷、邊坡及仰坡的穩定以及地表水滲透等的觀察；對于周邊位移測量，則需要測量斷面收斂情況，其中包含了量測拱頂下沉、凈空水平收斂以及底板鼓起等。

3.2 排樁或者地下連續墻的施工要點

排樁或者地下連續墻作為深基坑施工中主要內容，給深基坑支護施工質量產生一定影響。在排樁或者地下連續墻施工建設過程中，應該做好圍護墻和支撐施工工作，每個環節支撐應該滿足相關要求。一方面，在地下連續墻施工過程中，應該提前做好相應的準備，在具體操作中，根據施工現場實際情況，合理安排施工計劃，根據施工現場具體位置，確定好施工內容和材料。因為地下連續墻施工周期長，各個施工流程都要嚴格按照施工要求進行，做好地基加固處理工作。針對施工環節，加強施工質量抽查檢測，讓現場地基加固效果滿足施工要求[2]。另一方面，管線施工作為深基坑地下連續墻施工的重點內容，在供水、供電等管線施工中表現比較凸顯。在連續墻施工過程中，導墻施工比較重要，決定了連續墻施工質量。基于此，在導墻施工中，提出嚴格要求，真正做到科學施工，防止出現不必要的施工問題。地下連續墻如圖2所示。

圖2 地下連續墻

3.3 鋼支撐技術要點

在鋼支撐架設施工中，為了實現分層施工，應該按照邊施工邊架設的要求，并且結合工程施工標準，確定好鋼支撐架設對應的壓力。在支撐加力施工前，應對支撐軸點進行監測與分析，獲得初始數值。在鋼支撐安裝中，讓鋼支撐端頭和支撐保持平行，在同一個平面中。通常情況下，要想讓支撐架處于一個比較平直的狀態，應該讓支撐上法蘭螺栓充分連接。在安裝鋼支撐時，應在千斤頂設備作用下，選擇對應壓力值的千斤頂設備，只有千斤頂施加壓力控制在施工標準范疇內，在安裝好鋼楔塊方以后，才能拆除千斤頂。在鋼支撐架設過程中，需要在基坑頂端完成安裝工作，根據相關施工要求和標準，做好鋼管連接工作。對于鋼管長度，應該滿足施工要求，并且在架設施工中，安排專業人員對施工質量進行檢查，保證施工安全質量。在拆除鋼支撐過程中，安排相關人員進行管理，做好回收利用工作。在施加鋼支撐預應力以后，應該根據監測結果施加一定預應力，保證結構安全。鋼支撐技術如圖3所示。

圖3 鋼支撐技術

3.4 土釘支護技術要點

在土釘支護施工中，應該根據土釘和土地之間作用力，實現對邊坡加固處理，讓邊坡穩定性不斷提高，減少土體變形問題的發生。在實際施工建設中，應該結合現場實際清，確定好施工計劃，并在實際施工中，做好土體試驗分析工作，確定標準數值，從而保證后續施工工作的有序進行。在實際施工過程中，應該分析深孔施工帶來的影響，確定孔口深度，確定水灰比，完成注漿工作。在施工中，應該確定好土釘和土層之間銜接質量，實現邊坡加固[3]。

3.5 土層錨桿施工

土層錨桿分析應加強錨桿位置固定處理，在制定施工地點進行噴錨。并且，根據施工中錨桿整體情況，加強追蹤調查，及時找到施工中存在的問題，采取相關措施進行處理。在灌漿施工中，確定好灌漿量，通過科學配比，在施工中確定好漿液純凈度，將攪拌功能全面發揮。

4 深基坑開挖技術的應用

4.1 挖掘技術

在地鐵車站施工中，軟土地層作為施工中重要地層，在深基坑施工過程中，安排專業工作人員或者負責車站施工的技術人員，結合時空效應規律，對深基坑各個環節施工做好管控，其中包含了施工幾何尺寸、擋墻無支撐暴露時間及暴露寬度確定等，保證各個參數均滿足地鐵車站施工要求，將其控制在施工技術標準范疇內。與此同時，綜合思考施工周圍實際情況、圍護墻體結構、地鐵車站基坑施工規模、幾何尺寸等，確定地鐵車站施工方案和施工工藝，將分層施工期限、規模等參數控制在施工標準內，滿足工程施工基本要求。挖掘施工如圖4所示。

圖4 挖掘施工

在制定地鐵車站施工方案過程中，技術工作人員應該對地鐵車站端頭井情況綜合思考，根據分層、分段挖掘施工要求，確定施工流程，對支撐單元科學劃分，合理規劃各個挖掘單元分層長度、支撐鋼板數量、挖設時間等施工參數，保證施工順利進行，減少施工問題出現。要想提高地鐵車站基坑臺階小坡結構的穩定性，在實際施工之前，需要把工程范疇中土層當做均質土層，通過穩定系數分析確定臺階小坡穩定情況，判斷周圍交通、環境等因素帶來的影響，采用單邊開挖施工方式，完成地鐵車站工程基坑挖設工作。

首先，在地鐵車站工程基坑第1層開挖過程中，從1、2兩段進行施工，按照由外到內的施工要求操作，一共設有6根支撐桿，總挖掘施工量為245m3，分層高度為2.7m。在挖掘第2層，按照由中間到兩邊的施工要求，對兩個中間樁進行施工，設置2根立柱連接桿，總挖設施工量為452m3，分層高度為2.1m。在挖掘第3段過程中，需要按照由中間到兩邊的施工要求，對兩個中間樁進行施工，設置2根立柱連接桿，總挖設施工量為452m3，分層高度為2.1m。在挖掘第4段過程中，應借助挖掘機實現對槽兩側土方進行挖設，一般設置3根鋼板支撐桿，總挖設施工量為411m3，分層高度為2.1m。在挖掘第5段過程中，由一側到另一側進行挖設，在挖設到第三根立柱樁以后，把6根斜支撐桿安裝在西北角位置，之后安裝連系桿，總挖設施工量為279m3，分層高度為2.1m[4]。

其次，在第二分層施工中，需要做好中間三角區域的挖設工作，在此過程中，不可建立支撐桿，總挖設施工量為475m3，分層高度2.1m。之后對東北和東南兩個方面的三角區進行施工，兩個區域需要設置5根鋼支撐桿，兩個區域施工量為512m3，之后在其他位置土方挖設過程中，由于挖設施工量比較大，并且土方寬度多，需要按照由中間到兩邊的施工方式進行操作，但是應該在兩個立柱連桿之間設有4根支撐桿，防止結構發生變形。除此之外，在施工過程中，需要借助挖掘機和地面長臂挖掘機等相關設備，按照鋼支撐方向由北到南進行施工，但是在挖掘施工過程中，采用上下交叉施工方式，把6根直鋼鋼板支撐桿安裝在西南角位置。

最后，在3～5層施工中，除了需要在前一個分層施工完成后操作外，還要總結并改進前方分層施工中的工藝和方法，保證后續施工工作有序進行。在實際操作中，在挖設最后一個分層的情況下，無須架設任何支撐桿，施工人員可以直接挖設到底部，在底部需要人工進行處理。為了避免基坑由于凸起變形而給整個施工造成影響，應對基坑采取封閉施工方式，選擇厚度為20cm的C30強混凝土。

4.2 支護方法

為了將支撐結構作用充分發揮，施工人員應根據施工要求、影響因素、現場情況等，選擇對應的施工工藝。由于各個施工現場環境各不相同，部分情況下，鋼支撐節點結構容易受到現場情況影響，在這種情況下，需要選擇受力直接、節點簡單的施工方式。但是因為基坑開挖施工以后，可能會受到兩側土壓力差影響而產生位移。要想保證施工安全，在確定支撐標高過程中，施工人員應分析基坑和運輸線交界位置，采取基坑圍護施工方式，評估計算車站主體結構的土壓力差[5]。

4.3 施工監測

在施工中，按照分層施工要求，技術人員需要在施工之前，對各個階段施工內容和流程進行確定，在擋墻內和建筑周圍設有測斜管、孔隙水壓計、測壓傳感器。通過采取上述施工方式，減少基坑結構變形，符合監控量測的規范標準。

5 結語

總而言之，在地鐵車站深基坑施工過程中，施工比較復雜、施工周期長，為了保證施工質量和安全，施工人員需要結合現場實際情況，按照分層分布施工方式，利用時空效應規律確定施工方案，選擇適宜的施工技術，對施工周圍建筑進行安全保護，保證地鐵車站施工質量和安全。