地鐵車站地基加固技術

王大偉

摘 要：地鐵工程建設中的地基加固技術需要針對各個加固方法的優缺點，開展針對性的對比和討論，結合項目本身的環境及地質結構特點，與工程中的屬性和特點相結合，選擇出對本項目適用性強的，較合理的地鐵車站加固方案。

關鍵詞：地鐵車站；地基加固；技術探討

1 軟土地基對地鐵車站施工的影響

地鐵是現代化城市居民日常出行的首選交通工具，具有運輸規模大、速度快、不受地面交通干擾等特點，對緩解城市交通壓力、推動城市化進程的加快具有重要作用。地鐵車站多位于建筑物分布相對集中的區域，因此，為了減少或避免地鐵建設對地面建筑造成的不利影響，需在地鐵車站建設過程中，采用先進的施工技術來提升工程質量，比如深基坑施工技術。

軟土地帶在我國分布較廣，軟土區的主要特點是土層中含有大量淤泥質粘土或是粘土的含水量較高，該特點直接決定了軟土區土壤強度較低的現象，導致土層極易出現變形、塌落等情況，可見在軟土地區進行施工的難度較大。地鐵車站深基坑施工存在較高的風險性，由于地鐵車站施工是在地下進行的，其施工用電、設備運行等均存在一定的風險，且在軟土地基施工中這種風險體現的更加突出。因此，為了避免在地鐵車站施工中出現土壤變形、地上部分沉降等現象，需采用先進的施工技術來保證施工質量和使用安全，降低安全事故的發生率，進而為城市居民提供更優質的出行服務。

2 地鐵車站地基加固的內容

地基加固指的是既有建筑地基和基礎加固前，應先對地基和基礎進行鑒定，方可進行加固設計和施工。地基加固的主要方法包括錨桿靜壓預制樁加固技術、高壓旋噴樁加固技術、化學噴漿加固技術、深層攪拌樁復合地基加固技術、包柱式新舊基礎連接技術、植筋式新舊基礎邊接技術等。

3 地鐵車站地基加固技術

3.1 錨桿靜壓預制樁加固技術

錨桿靜壓預制樁加固技術是在建筑物的原有基礎上埋設抗拉瞄桿，其上部具有螺紋，通過螺母安裝壓樁機架并固定在瞄桿上，利用建筑物自身的質量和瞄桿的壓樁反力將樁壓入地層，再利用樁頂通過預埋件使其與基礎連接，完成建筑物加固的目的。錨桿靜壓預制樁加固技術主要適用于黏性土、淤泥、人工填土、濕陷性黃土等的既有和新建城市地鐵車站的基礎加固，特別適用于軟土地區的加固工程。針對既有車站的加固，主要是對基坑工程臨近建筑基礎的托換和對建筑樁補樁的加固，對于新建車站的基礎加固則需要進一步研究。

3.2 高壓旋噴樁加固技術

高壓旋噴樁加固技術是將鉆機鉆頭鉆入一定的深度，在鉆頭提起的瞬間利用高壓設備進行噴漿，并在此期間形成具有一定強度的樁體，在加壓設備的噴射作用下，可以將地基周圍的泥土去除，并利用噴漿與泥土的化學作用，在外力的作用下，通過泥土顆粒與噴漿的比例變化，重新進行結構的重組，最后，在混凝土的凝固過程中，形成固結體，由于固結體與混凝土的結構類似，可以產生與混凝土較類似的作用效果。在施工過程中，鉆機操作需要錨固鎖定，鉆機的操作需要檢查和調整垂直度，并及時糾正偏差，鉆頭一般采用合金材料，施工完畢后，需對孔深和孔位進行檢查驗收，準備噴漿，在噴漿過程中需要對壓力和初凝時間等參數進行校對，確定施工工序和組織形式，對于噴射的施工工序應首先啟動空壓機，然后啟動高空泵，當壓力達到要求時，再注漿，當噴漿到達鉆頭位置時開始旋轉提升作業。

3.3 化學噴漿加固技術

化學噴漿加固指的是將混凝土與水拌和成一定濃度的漿液，然后使用機械設備在高壓噴漿和攪拌的作用下，使混凝土漿液更加濃稠，其工作機理是噴漿在鉆孔附近形成柱狀漿體，由于漿體的作用，使鉆孔附近的土被充填壓實，密度變大，在噴漿的噴射過程中，由于地層中的地質結構的不同和空隙空洞的不規則，使噴漿在地層中形成方向交錯，形態各異的漿體結構，在漿體與土壤層之間形成致密的聯絡，并沿鉆孔形成直徑各異的不規則的柱樁體，在樁體與土層的聯合結構中形成較復雜的復合體，產生的共同作用可以起到提高承載力的效果。化學噴漿加固的施工順序一般是先進行施工準備，包括前期測量和對漿體的制備過程，然后調整機械進行鉆機施工準備，開動機械進行鉆進作業，然后實行提升噴漿施工，當上升到設計標高時，需要對鉆孔進行復鉆，然后進行復拌，最后，當到達設計標高時停機作業，然后進行下一個樁的重復循環作業。在施工作業中需要注意在提升噴漿的過程中，要使土壤和混凝土漿沿深度方向攪拌，并根據地質情況決定提升速度，以得到較均勻的土樁，提升速度的選擇需要試樁總結而定。

3.4 深層攪拌樁復合地基加固技術

深層攪拌樁復合地基加固技術是指以水泥為固化劑，采用專用的深層施工工藝，使攪拌機械進入地下基礎并對地下基礎的軟土部位進行特定深度的施工作業的過程。起初，水泥或水泥漿在鉆頭葉片的不斷旋轉作用下，被充分混合均勻，然后，將鉆頭提升到相應高度，使樁體的柱狀形成固化，當水泥中的硅酸鈣和鋁酸鈣、鐵酸鈣和硫酸鈣水化后，形成水化物的化合物，當遇到泥土中的二氧化硅和三氧化二鋁時，通過彼此間的離子交換生成水化硅酸鈣等密實程度較高的物質，該類物質凝結硬化，可以使軟土具有較強的硬度，形成的水泥土攪拌樁由于屬于柔性基礎，承載力受限于樁身強度。由于攪拌樁是樁間土、墊層、水泥土攪拌樁和基礎的協同作用下進行的，對于墊層的設置是形成攪拌樁復合地基的關鍵，墊層是由顆粒材料形成的，設置墊層后會在豎向荷載的作用下產生沉降變形，由于水泥土的沉降變形較大，水泥土的攪拌樁變形相對變形也較小，但是水泥土攪拌樁的樁頂應力較大，影響攪拌樁樁體質量的因素主要包括土壤的質量以及水泥、外摻劑的性質，當土壤酸性較大或泥炭土、有機物的含量較大時，會影響水泥與顆粒物之間的化學反應，從而影響樁的后期強度。水泥強度等級與樁體質量成正比，不同外摻劑對水泥土強度的影響則存在較大差異。

3.5 植筋式新舊基礎邊接技術

隨著地鐵車站地基加固技術的應用范圍不斷拓寬，我國對新舊基礎結構的聯合承載多采用2種形式：

（1）新舊結構的上部不進行連接，而是采用在新舊結構連接部位設縱向伸縮縫的構造形式，此處較多地采用了剛性結構面；

（2）植筋技術在加固工程中應用的范圍較廣，所謂植筋，一般是在已有的混凝土結構和構件的基礎上成空，然后用植筋膠將鋼筋與舊的混凝土黏結的過程。采用植筋式新舊基礎邊接技術可以增大載面的加固方式，對構件影響較小，具有操作簡便，施工進展快，施工質量容易得到保證的優點，經濟性較好，對未來的使用具有較好的前景和價值，唯一的不足之處在于，植筋膠的固化由于和環境溫度有關，因此，在環境較潮濕的情況下，植筋與混凝土的固化黏結強度較差，由于實際工程使用過程中的現場情況各異，因此，對實際情況的研究和把握要根據試驗取得，但是試驗結果與實際情況之間可能存在偏差，需要結合實際情況綜合考慮。

4 結束語

隨著我國各個城市的地鐵建設的不斷發展，對施工地基的要求越來越高，它不僅關系施工過程中安全施工的技術問題，更涉及使用階段的正常運行。論文針對地鐵施工地基加固技術和各自的施工機理、工序及優缺點進行討論，以期對我國的城市地鐵加固系統提供參考。

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