芻議深基坑施工技術(shù)在地鐵車站中的應(yīng)用

摘要：地鐵作為城市的交通大動脈，不僅能疏散巨大的城市人流，也能在一定程度上刺激了人口的增長，同時物流、資源、資金等也會加速在此聚集，這在一定程度上又提升了城市的首位度。本文結(jié)合經(jīng)驗對深基坑施工技術(shù)在地鐵車站中的應(yīng)用進(jìn)行了分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：地鐵車站;深基坑;施工技術(shù)

前"言

地鐵車站由站臺層、站廳層、設(shè)備層以及出入口組成。提供旅客乘降，換乘和候車的場所，在人們的生活中占有一定的地位，給人們的出行帶來了方面，同時地鐵車站發(fā)展越來越多，也為社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出貢獻(xiàn)，雖然對于地鐵車站的深基坑施工技術(shù)還存在一定的問題，但是相信會在以后的日子中做出改善。

一、深基坑開挖對周圍建筑物的影響

1、地鐵深基坑一般在城市主城區(qū)，建筑物密集，基坑施工場地狹小，另外有重要的建筑和文物等要保護(hù)，所以深基坑施工對周圍建筑物的影響備受關(guān)注。如果支護(hù)不及時和支護(hù)強度不夠就會引起變形過大，甚至深基坑會坍塌，不僅造成經(jīng)濟(jì)損失，而且危及人身安全。

2、深基坑對周圍地下管線的影響隨著城市的發(fā)展，市政地下管線越來越密集，在基坑施工場地周圍可能存在各種各樣的地下管線，如果被破壞就會直接影響到人民的生活和財產(chǎn)安全，所以深基坑在開挖前就需要對坑內(nèi)的地下管線進(jìn)行處理或改遷。

3、深基坑開挖對地表和道路的影響在深基坑開挖時，因為土體的平衡狀態(tài)被破壞，所以周圍環(huán)境的平衡狀態(tài)也受到影響。尤其一般基坑工程都需要進(jìn)行降水，地下水位下降，勢必會引起地下水位越來越深，對大城市水供應(yīng)是一個問題，對生態(tài)環(huán)境亦是一種損害。一般深基坑工程建設(shè)在城市繁華地帶，灰塵、噪音、建筑垃圾等難免會污染周圍環(huán)境。而且深基坑在施工其間，場地周圍都要封閉，占用交通道路，這樣增加了交通壓力，給人民的生活帶來不便。

二、地鐵車站深基坑施工中遇到的問題

1、圍護(hù)結(jié)構(gòu)滲漏水造成周圍地塊水土流失。圍護(hù)結(jié)構(gòu)滲漏是基坑施工中較常見。在地下水位較高地層進(jìn)行土方開挖時，如果圍護(hù)結(jié)構(gòu)存在缺陷，滲漏就會發(fā)生。

2、圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量差造成安全隱患。圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量差主要表現(xiàn)為圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工方法不當(dāng)造成夾渣、斷樁或強度不足，進(jìn)而影響圍護(hù)結(jié)構(gòu)的水平向剛度，造成重大的安全隱患。

3、隨土方開挖未及時支撐造成圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形過大、甚至失穩(wěn)。土方開挖過程中為了出土方便或趕進(jìn)度等原因，不按規(guī)范要求及時支撐的現(xiàn)象普遍存在，需加強施工管理。

4、車站深基坑周邊地表沉陷過大。正常情況下深基坑施工隨著土方開挖卸載，均會造成周圍地表沉陷，但如果沉陷過大，會造成周邊市政道路開裂、管線變形過大開裂、周邊建構(gòu)筑物傾斜甚至開裂。

5、基坑坍塌和掩埋。一般發(fā)生在基坑土方開挖至主體結(jié)構(gòu)完成之間的階段，隨著土方的開挖，基坑內(nèi)外的不平衡荷載越來越大，當(dāng)不平衡荷載超過圍護(hù)結(jié)構(gòu)的橫向承載力時就會發(fā)生基坑坍塌。

三、實例分析

1、工程概況

該地鐵車站結(jié)構(gòu)形式為上下兩層的單柱雙層雙跨矩形鋼混框架結(jié)構(gòu)。車站所在的道路兩側(cè)均為臨街建筑，樓房密集，大部分侵占道路紅線，且以大型建筑為主。車站中部路口南北兩側(cè)各15m采用蓋挖順作法施工，其余均為明挖法施工。明挖法施工部分設(shè)計為：地下連續(xù)墻+鋼管內(nèi)支撐\"作為支撐體系。地下連續(xù)墻和基坑內(nèi)施工時同步進(jìn)行降水。

2、降水方案設(shè)計

（1）降水方法的擬定

在充分研究地質(zhì)資料、認(rèn)真分析其他工程降水試驗失敗原因的基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)場施工條件，并將電滲、噴射、輕型和管井等幾種降水方式的效益分析合理性進(jìn)行對比，同時考慮到降水方式對挖孔樁和基坑開挖的影響程度，決定采用大口徑管井工法進(jìn)行降水。因為大口徑管井工法適用范圍廣，不僅適用于滲透性強的各類砂性土，而且也適用于淤泥質(zhì)粘性土。

基本思路是將承壓水降至開挖面以下，同時疏干潛水含水層。降水需達(dá)到的目的和要求：疏干基坑開挖范圍內(nèi)土層中的地下水及確保在基坑開挖時地下水位控制在開挖面以下2-3m，滿足基坑無水開挖施工的要求;通過降水提高整個土壤層的土體強度，以提高土體水平抗力，減少基坑位移和周圍地基沉降，便于機械施工;降低承壓水頭高度，確保基坑穩(wěn)定開挖和結(jié)構(gòu)施作。

（2）井點布置形式此工程基坑平面為長方形，南北長44617m，東西寬1815m，可采用兩側(cè)平行布置;根據(jù)降水層主要為基坑底部的承壓含水層且降水較大的特點，宜采用基坑外部降水。優(yōu)點是對以后各工序的施工影響小，結(jié)構(gòu)完成后不用考慮封井問題。實際管井布置時，為了保證道路東西方向的正常通車和施工工期不受影響，同時盡可能為主體結(jié)構(gòu)施工完成后附屬風(fēng)道和出入口基坑開挖創(chuàng)造便利條件，布井時過風(fēng)道和出入口處以及兩端頭盾構(gòu)井處降水井距加密加深。

3、基坑周圍沉降控制及設(shè)計參數(shù)

由于井點埋設(shè)完成開始抽水時，井內(nèi)水位開始下降，周圍含水層的水不斷流向濾管，經(jīng)過一段時間，在井點周圍形成漏斗狀的彎曲水面，即所謂的\"降水漏斗\"。這個漏斗狀水面需幾天至幾周才能穩(wěn)定，漏斗范圍內(nèi)地下水位下降以后，必然造成地面固結(jié)沉降。

降水期間，降水面至原地下水位面之間的土層因排水固結(jié)，會在所增加的自重應(yīng)力條件下產(chǎn)生較大沉降。因此通常降水引起的地面沉降即以這一部分沉降量為主，所以可采用以下簡易方法估算降水所造成的沉降值：

即沉降量約1～1.3cm，該方案已考慮施工周圍有鄰近建筑物，

，故選用小排量深井水泵（功率2.2kW，揚程大于30m，流量20m3/h），不會對周邊建筑產(chǎn)生影響。

4、管井施工技術(shù)要點

成孔后，替漿是控制單井涌水量的關(guān)鍵。替漿后泥漿比重控制在1103-1105。防止泥漿過濃影響出水，也須防止泥漿過稀造成塌孔事故。

在下管前探測孔深，當(dāng)與井管長度不符時，要重新成孔。成孔后立即安裝井管，防止暴露時間過長出現(xiàn)塌孔，管節(jié)逐節(jié)深入，使接頭對正。下管時輕提慢放，并使井管居中;當(dāng)上部孔壁縮徑或孔底淤塞，應(yīng)向孔內(nèi)注水，緩慢放入，禁止上下提拉和強行沖擊。

管井下放完成后，及時向孔內(nèi)投入濾料。濾料為4-6mm干凈砂礫，濾料要一次連續(xù)完成，要避免填料速度過快或不均造成濾管偏移及濾料在孔內(nèi)架橋現(xiàn)象。洗井后濾料下沉及時補充濾料，要求實際填料量不小于95%理論計算量。濾料從井底填到井口下115m左右，上部采用不含砂石的黏土封口。

洗井采用活塞水泵相結(jié)合的方法，間隔反復(fù)進(jìn)行，直到滿足洗井前后兩次涌水量差值lt;10%，水中含砂量lt;1/20000的要求。出現(xiàn)井內(nèi)涌砂現(xiàn)象時，

立即報廢此井。每井洗井完畢，及時作抽水試驗。通過觀察本井及鉆成井的水位降深及本井的水量，了解降水效果。

降水盡量用市電，并配備柴油發(fā)電機，保證24h不間斷抽水。工地配

備備用水泵，以便及時更換有故障的設(shè)備。

5、降水效果以及注意事項

（1）降水效果

1）地下水位及樁孔開挖情況。自挖孔樁實施開挖及至440根灌注樁完成，樁孔內(nèi)基本沒有遇到地下水。有少數(shù)樁遇水后2-3d降不下去，馬上檢查臨近降水井水位和抽水泵，將抽水泵位置降低或更換稍大功率水泵，地下水位很快降到樁孔底部，基本沒有影響到樁孔開挖。

2）地下水位及基坑開挖情況。工程施工期間，雖遇數(shù)次大雨，但檢測水位變幅較小，均控制在基底以下，未對施工及基坑造成任何影響。

（2）降水注意事項

1）嚴(yán)格密封降水井井管，保證真空管路系統(tǒng)在土方開挖前真空度達(dá)到0.06MPa以上，土方開挖過程中，真空度會有所下降，但須控制在0.03MPa以上。

2）降水井隨著基坑開挖，暴露井管隨時割除封堵。為方便挖掘機住基坑內(nèi)作業(yè)，井管隨著土方開挖而分段割除，并用粘土回填密實，保證有足夠抽水能力的真空度。

6、圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工技術(shù)要點

（1）圍護(hù)結(jié)構(gòu)為地下連續(xù)墻時，成槽時嚴(yán)格控制成槽速度，輕放慢提，防止槽壁坍方。選用粘度大、失水量小，形成護(hù)壁泥皮薄而韌性強的優(yōu)質(zhì)泥漿，確保槽段在成槽機反復(fù)上下運動過程中土壁穩(wěn)定，并要據(jù)成槽過程中土壁的情況變化選用外加劑，調(diào)整泥漿指標(biāo)，以適應(yīng)其變化。

（2）施工中防止泥漿漏失并及時補漿，始終維持穩(wěn)定槽段所必須的液位高度，保證泥漿液面比地下水位高。

（3）雨天地下水位上升時應(yīng)及時加大泥漿比重和粘度，雨量較大時暫停挖槽，并封蓋槽口。

（4）施工過程中嚴(yán)格控制地面的附加荷載，不使土壁受到施工附近荷載作用影響過大而造成土壁塌方，確保墻身的光潔度。

7、土方開挖施工技術(shù)要點

車站主體基坑開挖嚴(yán)格貫徹“時空效應(yīng)”理論，遵循“縱向分段、豎向分層、中間拉槽、邊挖邊支”的原則，豎向開挖時遵循階梯狀開挖施工順序，“從上到下，分層、分塊，留土護(hù)坡，階梯流水開挖，墊層及時澆筑”的總原則。每層開挖厚度不宜超過3m，如上下相鄰支撐間土層厚度超過3m，則應(yīng)相應(yīng)的增加開挖層數(shù)。

8、深基坑施工沉降控制要點

（1）確保圍護(hù)結(jié)構(gòu)及地基加固的施工質(zhì)量，確保圍護(hù)結(jié)構(gòu)及地基加固的施工質(zhì)量是基坑穩(wěn)定的關(guān)鍵，施工中我們將對圍護(hù)樁和地下連續(xù)墻的垂直度、樁底標(biāo)高、防水質(zhì)量等進(jìn)行嚴(yán)格的控制，除此之外，在基坑開挖過程中，若發(fā)現(xiàn)圍護(hù)結(jié)構(gòu)有滲漏情況，需對滲漏處進(jìn)行注漿止水處理。

（2）重視基坑降水管理，確?；咏邓馁|(zhì)量，降水開始后定期對觀測孔進(jìn)行監(jiān)測，檢查降水效果，確保基坑土體達(dá)到預(yù)期的效果。

（3）按“時空效應(yīng)”組織基坑開挖，處理好開挖和支撐的關(guān)系，嚴(yán)格控制地表沉降，在開挖過程中掌握好“分層、分步、對稱、平衡、限時”五個要點，遵循“豎向分層、橫向分區(qū)分段、先支后挖、隨挖隨撐、快速封底”的原則，處理好開挖和支撐的關(guān)系，嚴(yán)格按照“時空效應(yīng)”組織施工，防止圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形過大，嚴(yán)格控制地表沉降。

（4）及時施作墊層和底板砼，基坑開挖到底后應(yīng)及時施作墊層砼封底，不允許長時間暴露，并應(yīng)在最短的時間內(nèi)將結(jié)構(gòu)底板施作完畢，只有當(dāng)結(jié)構(gòu)底板砼有了一定的強度后，基坑安全才真正有了保障。

（5）處理好拆支撐和結(jié)構(gòu)砼施工的關(guān)系，結(jié)構(gòu)鋼筋砼按照從下至上的順序逐層施工。

（6）加強監(jiān)測，及時反應(yīng)周邊建筑物情況，指導(dǎo)施工。

四、結(jié)束語

綜上所述，深基坑施工在地鐵施工過程中起到基礎(chǔ)作用，因此要不斷加強對地鐵車站深基坑施工技術(shù)的研究，施工過程中要結(jié)合周邊建（構(gòu)）筑物與交通的實際情況和工程本身特點，綜合考慮車站施工與今后的運營要求，做好深基坑的開挖與支護(hù)，加強監(jiān)測工作，采取措施實現(xiàn)對地下水、地基沉陷的控制，從而實現(xiàn)工程的質(zhì)量與安全，為人們的出行帶來了安全的保障，相信對于社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。