深基坑圍護結構局部逆作施工技術

胡迎春 江文鋒

摘要：改革開放以來，我國經濟高速發展，迎來了城市地鐵的建設大潮，地下既有管線侵入地鐵基坑施工范圍的情況屢見不鮮。既有管線的侵入對基坑支護造成了很大的難題。既要保護既有管線，又要保證基坑開挖過程的安全。深基坑內管線下方施工圍護結構的設計及施工方法的研究目的，是在深基坑開挖范圍內有管線無法遷改或遷改困難的情況下導致管線經過范圍內圍護結構無法施工而采用逆作法施工，為了解決深基坑逆作圍護結構在隨開挖深度的增加，逆作部分內支撐支護主要受力在支撐點上，逆作部分所受土壓力主要橫向分布，在內支撐受力面積以外逆作處土壓力會集中，無法豎向分散土壓力，逆作支護處易發生坍塌事故，影響基坑安全。

Abstract： Since the reform and opening up， China's rapid economic development has ushered in the tide of urban subway construction. It is not uncommon for underground pipelines to invade the construction of subway pits. The intrusion of existing pipelines has caused great problems for foundation pit support. It is necessary to protect both existing pipelines and to ensure the safety of the foundation pit excavation process. The purpose of the design and construction method of the construction envelope under the pipeline in the deep foundation pit is that the pipeline can not be rebuilt or the relocation is difficult within the excavation scope of the deep foundation pit， so the reverse construction is used. In order to solve the increase of the deep excavation depth of the deep foundation pit， the internal support of the reverse part is mainly supported by the support point， and the earth pressure of the reverse part is mainly distributed horizontally. The earth pressure will be concentrated in the reverse of the inner support stress area， and the soil pressure cannot be dispersed vertically. The collapse of the support site is prone to collapse and affect the safety of the foundation pit.

關鍵詞：逆作法;旋噴樁;灌注樁;噴射混凝土;小導管

Key words： reverse method;jet grouting pile;cast-in-place pile;shotcrete;small duct

中圖分類號：TU758.11 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2019）12-0102-04

1 ?工程概況

9號線景田站位于景田路和蓮花路交叉口，沿景田路呈南北向布置，與已運營的2號線交叉換乘，斜交角度61°。2號線景田站是地下兩層側式車站，9號線景田站是地下3層島式車站，換乘節點在2號線施工時已經完成。

本站既有地下管線多且復雜，但主要影響車站的管線是沿景田路東側與車站平行的1.4×1.85m電纜溝槽，溝槽內含2回110kV電纜、18根10kV電纜及兩回空管，該電纜為原2號線景田站施工改遷后管線，電纜位置已經侵入車站施工范圍，由于改遷該電纜費用極高，工期較長，因此，9號線景田站施工時采取原位支托保護的措施保證管線的安全，電纜處基坑支護結構采用逆做連續墻。

2 ?工藝特點

本工藝的主要特點為在深基坑管線下方的圍護結構逆作過程中，當噴錨逆作支護到有足夠空間施工灌注樁后，吊樁機至基坑施工灌注樁。即為噴錨逆作+灌注樁組合支護。因純逆作支護無法豎向分布土壓力，隨開挖深度的增加土壓力越大，逆作支護部分內支撐受力面積意外土壓力集中易發生坍塌，故在逆作段開挖至一定深度有足夠作業面后采用灌注樁施工后進行灌注樁支護，灌注樁具有豎向分散土壓力特點，逆作段施工可大大降低風險。

3 ?適用范圍

適用于深基坑范圍內因無法改遷的管線導致圍護結構不能完整閉合，并逆作支護寬度（需大于1m）有足夠寬度施工灌注樁的情況下采用本工法進行施工。

4 ?工藝原理

本工藝主要針對深基坑范圍內有高壓電纜等大型改遷困難的地下障礙物的情況下圍護結構需采用逆作施工。因高壓電纜線的原因導致連續墻施工封閉，采用逆作+沖孔樁的施工方法進行圍護結構封閉，在電纜溝兩側采用？準600二重管旋噴樁進行土體加固，能保證在逆作開挖時電纜溝兩側土體不向開挖面坍塌。使其達到基坑安全開挖的效果。如表1、圖1。

地鐵基坑開挖前，在地面電纜溝周圍進行，？準600二重管旋噴樁及電纜溝外側降水井施工。二重管旋噴樁施工完成后人工開挖出電纜溝，對電纜溝進行保護。本工法施工主要分為兩個階段，第一階段管線下方0～7m之間純逆作段施工，在逆作段土方開挖前先打設Φ48超前小導管注漿加固，逆作圍護采用50mm厚C25混凝土+150*150鋼筋網片+雙排122b@500mm工字鋼+縱向連接筋B22@300+900mm厚C25噴射混凝土支護;第二階段利用已經支護的管線下方7m空間，進行沖孔灌注樁作業，采用Φ800C35沖孔灌注樁，沖孔灌注樁主筋為26Φ28鋼筋，箍筋為Φ12@200，樁深度同原設計連續墻深度，圍護結構間空隙（樁間空隙及樁與地連墻間空隙）噴錨支護，布設Φ8@150*150網片，有條件情況下將地連墻混凝土破除表皮，將網片與地連墻工字鋼焊接，并打設L=3m@1000mm*1000mmΦ48注漿小導管。逆作+沖孔樁組合施工很大程度減小逆作段開挖風險，沖孔樁作為逆作段處的圍護結構更能滿足圍護結構剛度、強度要求，確保了圍護結構支護的質量及基坑開挖安全如圖2、圖3。

5 ?施工工藝設計

5.1 逆作段、灌注樁組合構件設計

根據深基坑圍護結構錨噴逆作支護、灌注樁、二重管旋噴樁及超前注漿加固的功能、原理以及施工工藝特點對管線下方逆作支護進行重新設計，經過整合后使管線下方逆作支護具備施工工期縮短、降低開挖風險及保證基坑安全的作用。同時，由于加灌注樁支護，在土方開挖時預先對基坑外土體進行阻擋支護且能豎向擴散土壓力，很大程度上減少逆作段周邊土體的注漿加固，縮減注漿成本及保證了施工安全。

深基坑逆作施工處距管線7m以上，采用純逆作施工，開挖一段支護一段，每段開挖深度不超過1.2m，為預防逆作處塌方，水土流失，盡量避免在雨天開挖。開挖至7m以下，有足夠樁機施工空間時，吊樁機至基坑進行沖孔樁施工，在施工過程中，必須保證樁的垂直度，避免樁侵限。（圖4-圖7）

該技術實施以前通過驗算沖孔樁基坑安全性是否達設計要求。

5.2 逆作段、沖孔樁組合構件抗土壓力計算

景田站車站地下連續墻嵌固深度南北端標準段嵌固深度為12m，南北端擴大段地下連續墻嵌固深度分別為7.5m、8.2m。車站范圍內上覆為第四系松散層，下伏基巖為混合巖（震旦系），地下水穩定水位埋深8.10～9.80m，標高8.57～10.53m，基坑深度25.8～27.935m。原設計逆作支護采用I22b@500雙排工字鋼+Φ8@150*150鋼筋網片+縱向連接筋B22@300+950mm厚C25噴射混凝土。采用逆作、沖孔灌注樁組合支護后，基坑7m以下采用，800C35沖孔灌注樁+Φ8@150*150鋼筋網片+C25鋼筋噴射混凝土。現更改為逆作段處采用，800沖孔灌注樁支護，按地鐵基坑安全設計等級一級驗算如下：

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壓力模型及系數調整：

采用理正深基坑軟件經過驗算，逆作段處加施工鉆孔樁滿足基坑安全要求。

6 ?質量控制

6.1 質量控制標準

《地鐵設計規范》（GB50157-2003）;《城市軌道交通技術規范》（GB50490-2009）;《建筑基坑支護技術規程》（JGJ120-2012）。

6.2 質量控制措施

6.2.1 注漿錨桿質量控制措施

①錨管注漿孔采用梅花形設置，向前頂進鉆孔長度≮90%管長，鋼管尾部外露長度控制在150mm左右，并與格柵鋼拱架焊接在一起。②各孔注漿采用跳孔，梅花形間隔進行，以保證漿液擴散效果。③注漿時，要保證壓力表能正常使用，壓力表應進行校核后方可使用。這樣才能保證注漿壓力準確性。注漿的壓力宜控制在0.3～0.4MPa，不得超過0.5MPa。④注漿時，應控制好水泥漿擴散范圍，設計好水泥漿凝結時間及流動性，以保證水泥漿以增大水泥漿擴散面積，再注雙液漿封堵。

6.2.2 噴射混凝土質量控制措施

①噴射混凝土要求保證混凝土噴射厚度，可在噴射面預埋檢測樁，時刻觀察噴射厚度。②在施工前，應先根據設計配合比試拌混凝土。施工中按照設計配合比進行稱料拌合，對外加劑的摻量要求進行嚴格把控，以保證噴射混凝土強度符合設計要求。③在噴射混凝土中不可留有孔洞，當出現時必須補噴密實，以保證質量，在網構鋼架連接板和預埋件處噴射混凝土應特別專注進行噴射，保證該處混凝土能噴射密實。④噴射作業發現有較大凹洼時，應先填平，按照規范要求進行噴射。⑤噴射混凝土應把握好時間跟噴射順序。⑥噴射混凝土時，發現有漏水點且較大情況下應先堵漏或引流后方可繼續噴射。

6.2.3 沖孔灌注樁質量控制措施

①根據勘測提供的測量基準點和基線，會同有關單位復核認定后，保證準確無誤后方可作為測量基點使用，按照規范要求進行復核。②發現有地下障礙物，立即采取措施處理，不能盲目強行鉆進。③成孔后，清空需到位，每隔半小時進行檢測沉沙深度，確保達到規范要求后方可進行澆筑混凝土。④混凝土采用商品混凝土，混凝土到現場后需做塌落度試驗，確保塌落度符合設計要求。觀察混凝土和易性、流動性、粘聚性。觀察混凝土是否有離析現象，否則，嚴禁灌入孔中。

6.2.4 旋噴樁樁質量控制措施

①保證旋噴樁機各項功能系統完好，能正常使用，在使用前需進行檢測，管路是否通暢。注入漿液需進行過濾。②水泥漿液拌制時，應嚴格控制配合比，按設計要求進行拌制。把握好水泥漿拌制時間跟使用量，超過兩小時未使用漿液應進行廢棄，不得繼續使用。③若發生停漿的情況，應及時采取措施防止斷樁。

7 ?安全措施

7.1 安全控制標準

《建筑深基坑工程施工安全技術規范》（JGJ311-2013）。

7.2 安全保證措施

①施工前，應對工人進行安全教育及技術交底。②各操作人員，應遵守安全操作規程。③施工前應探明現場所有管線的具體位置以及與旋噴樁的位置關系。④光纜兩側3m范圍內禁止堆載。⑤施工現場必須按照規定設置安全防護設施，保證施工現場及相鄰區域的人員和設施安全。嚴禁私自購買使用劣質假冒的設施和勞動保護用品。⑥施工現場道路應當平整暢通，出入口等易看到的地方應安全標證和警示牌。⑦進入施工現場，人人必須戴安全帽，嚴禁赤腳、穿拖鞋和殘疾病人及童工進入現場，嚴禁酒后施工作業。

8 ?結論

本文從深圳地鐵9號線因管線跨越基坑，在管線未改遷的情況下，采用逆作法施工圍護結構。在地質條件較差，地下水豐富的條件下，運用錨噴逆作與沖孔樁組合的方法進行深基坑圍護結構逆作施工。此施工方法既很大程度的縮短了管線改遷工期，節約管線改遷經濟成本，減少因管線改遷對周邊居民的影響，又安全可靠，降低逆作施工風險。

參考文獻：

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[2]翁敦理，陳明輝.深孔注漿技術在地鐵暗挖隧道施工中的應用[J].現代隧道技術，2012.

[3]尹盛斌.深基坑工程逆作法施工技術應用研究[D].天津大學，2007.