地鐵巖土工程深基坑支護(hù)施工技術(shù)研究

付鴻飛 (中鐵十六局集團(tuán)北京軌道交通工程建設(shè)有限公司，廣東 廣州 510000)

1 工程概況

廣東某地智慧城車站地貌構(gòu)成較為特殊，是典型的淺丘陵環(huán)境地貌，人工填土層在其中占有一定的比例，其他類型的土層也大量存在。從地質(zhì)范圍上看，該車站主要分成4個(gè)層面，分別是人工填土層、粉質(zhì)粘土層、中砂以及粉質(zhì)粘土。粉質(zhì)黏土是持力層，處于底板位置，在基坑土層組成中，粉質(zhì)黏土及中砂是重要組成部分。

2 施工方案

2.1 施工技術(shù)確定

根據(jù)施工周圍地形狀況可知，基坑附近緊挨建筑物，又因基坑本身具有一定深度，為避免在成槽施工中對周圍建筑物造成損壞，首先要加大對擋墻的建設(shè)力度。通過建立一定深度的擋墻，可以有效地阻止土流入導(dǎo)墻內(nèi)，以此保證成槽施工的順利進(jìn)行。其次，地下水位較高，在施工過程中極易對連續(xù)墻造成破壞，因此必須要采用適當(dāng)?shù)闹顾胧瑥亩M(jìn)一步保證連續(xù)墻的穩(wěn)固性。除此之外，砂層顆粒間過于松散，極易對墻面的穩(wěn)固性造成影響，因此需要采取相應(yīng)的解決措施，以此加強(qiáng)顆粒與顆粒之間的黏結(jié)性。同時(shí)考慮到基坑本身具有一定深度，故需要采用三軸攪拌樁對基坑周圍進(jìn)行加固處理。

2.1.1 攪拌樁加固方法及特點(diǎn)

此種施工方法不僅可以加強(qiáng)基坑建設(shè)的穩(wěn)固性，而且還可以避免基坑出現(xiàn)變形等現(xiàn)象。其中加固采用的原理為：通過增加土質(zhì)的密度，以此加強(qiáng)土體的穩(wěn)定性，從而進(jìn)一步加強(qiáng)土體的止水效果。

特點(diǎn)：①嚴(yán)格按照施工設(shè)計(jì)規(guī)范，并根據(jù)施工周圍現(xiàn)狀進(jìn)行分析，由此確保技術(shù)的可行性；②采用深層攪拌樁的加固方式，不僅可以增加土體的穩(wěn)定性，而且還可以進(jìn)一步加強(qiáng)土體的止水性；③采用加固與降水結(jié)合的施工方式，一方面可以減少施工中存在的安全隱患，另一方面可以加強(qiáng)對施工質(zhì)量的把控[1]；④合理控制土體的抗剪強(qiáng)度，避免強(qiáng)度不符合施工設(shè)計(jì)規(guī)范從而影響整體施工質(zhì)量；⑤降低土的壓縮性；⑥根據(jù)施工需求合理控制土體的滲流量，防止?jié)B透過多破壞地基的穩(wěn)定性；⑦改善土的特性，以此加強(qiáng)土體的穩(wěn)定性。

2.1.2 地下連續(xù)墻的施工

因?yàn)槭┕龅厮巴辆堰_(dá)到飽和狀況，且地下水位較高，所以為了保證地下連續(xù)墻的建設(shè)質(zhì)量，確定墻體深度為53m，并結(jié)合施工現(xiàn)狀，對土體穩(wěn)定性進(jìn)行計(jì)算，從而確定攪拌樁的長度控制在6m最佳。待水泥土強(qiáng)度達(dá)到施工要求時(shí)，即可進(jìn)行連續(xù)墻施工，具體施工過程可分為以下幾個(gè)階段：①修筑導(dǎo)墻，并根據(jù)施工設(shè)計(jì)規(guī)范合理配置泥漿；②挖設(shè)槽段，對其進(jìn)行清理之后即可吊放接頭管與鋼筋籠；③拆除導(dǎo)管，在此之前，必須要保證混凝土澆筑完成，且混凝土強(qiáng)度符合施工設(shè)計(jì)規(guī)范。

2.2 施工重難點(diǎn)及應(yīng)對措施

①本施工采用“二合一”的連地墻建設(shè)方式，其中連地墻深度為53m，為了保證基坑建設(shè)的質(zhì)量，在施工過程中必須要嚴(yán)格控制連地墻的垂直度以及平整度等，采用“兩鉆一抓”的施工方式可以在有效保證連地墻穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步加強(qiáng)對基坑的保護(hù)力度。采用旋挖鉆機(jī)與SG46型液壓機(jī)相結(jié)合的施工方式，可以有效提高施工效率。②本項(xiàng)目共涉及兩種施工方式，分別為套打法施工以及塔接法施工。由于新舊攪拌樁之間的對接質(zhì)量會(huì)直接影響基坑的止水效果，甚至?xí)φw施工質(zhì)量造成影響，為了避免這一現(xiàn)象的發(fā)生，在施工前，必須要加大對攪拌樁對接質(zhì)量的重視程度，只有保證攪拌樁的塔接厚度達(dá)到10cm，才能進(jìn)一步有效保證基坑的止水效果，同時(shí)避免因?yàn)楹穸冗^小等原因，對攪拌樁的穩(wěn)固性造成影響。③為了保證工程質(zhì)量，施工采用先攪拌樁后連地墻的順序進(jìn)行。

3 地鐵車站的深基坑支護(hù)技術(shù)

3.1 土方開挖技術(shù)

3.1.1 明挖法

調(diào)查來看，我國絕大多數(shù)地鐵工程施工中，主要選擇了明挖法，這種施工技術(shù)主要適用于平坦開闊的地形環(huán)境中，且對于施工區(qū)域的地質(zhì)環(huán)境有著非常高的要求，只有在施工當(dāng)中做好相關(guān)的支撐，才能確保挖掘工作的順利進(jìn)行。同時(shí)，通過明挖法的有效應(yīng)用，可以確保更多的工作人員參與到巖土挖掘施工中，實(shí)現(xiàn)了對地鐵施工成本的有效控制，增加了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益獲取的可能性。但是，明挖法技術(shù)的應(yīng)用，會(huì)對施工區(qū)域的自然地理環(huán)境構(gòu)成影響，容易出現(xiàn)地下水位上升等現(xiàn)象。為此，施工技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際情況，制定相關(guān)的規(guī)章制度，確保挖掘施工的規(guī)范化進(jìn)行，這樣才能最大限度保障施工的基本質(zhì)量。

3.1.2 蓋挖法

明挖法在我國地鐵工程巖土施工中有著非常廣泛的應(yīng)用，但是，在地鐵施工方案設(shè)計(jì)當(dāng)中，受到施工區(qū)域復(fù)雜建筑環(huán)境、車客流量大等的影響，一味選擇明挖法容易帶來安全隱患。為此，施工技術(shù)人員加大了蓋挖法的使用力度，通過蓋挖法技術(shù)的應(yīng)用，可以顯著降低自然環(huán)境、地面因素等影響，從而將施工當(dāng)中的噪音等降到了最低，減少了負(fù)面影響的產(chǎn)生，對于整個(gè)施工的安全進(jìn)行也具有重要意義[2]。但是，和明挖法相比，蓋挖法在實(shí)際應(yīng)用中，加大了地鐵工程施工的難度，增加了相關(guān)的成本投入，對于整體的地鐵工程施工質(zhì)量及效率有著不利影響。

3.2 鋼板樁支護(hù)技術(shù)

由于深基坑施工的復(fù)雜性，需要對施工中所使用的熱軋型鋼進(jìn)行有效處理，形成專門的鋼板樁，這樣在一線施工中才能有效應(yīng)用。一般選擇鉗口式與鎖扣式兩種方式進(jìn)行加工處理，之后鋼板樁還需要做好相互連接，最終形成板樁墻。在地鐵工程當(dāng)中，依托于板樁墻的應(yīng)用，在擋土、擋水上發(fā)揮著重要影響，對于基坑施工安全水平的提升有重大意義。在當(dāng)前地鐵工程當(dāng)中，鋼板截面一般分成U字形與直腹板形兩種不同的類型。雖然鋼板樁在應(yīng)用上較為簡單，但卻容易受到外力作用的影響，需要引起一定的重視。下圖為鋼板樁支護(hù)示意圖。

3.3 深層攪拌樁支護(hù)技術(shù)

深層攪拌樁支護(hù)技術(shù)所應(yīng)用的施工環(huán)境對于深度有著一定的要求，深度不能超過7m，同時(shí)，基坑邊緣與紅線還應(yīng)當(dāng)保持相應(yīng)的距離。從本質(zhì)上而言，水泥自身的特殊性非常明顯，在深基坑支護(hù)施工中進(jìn)行應(yīng)用，可以起到非常好的擋土作用。

3.4 排樁支護(hù)技術(shù)

鋼板樁支護(hù)示意圖

排樁支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用就是在基坑的周邊設(shè)置各種鋼筋混凝土樁孔，在擋土結(jié)構(gòu)當(dāng)中，鉆孔樁是一個(gè)重要應(yīng)用內(nèi)容。在該施工技術(shù)應(yīng)用中，一線施工人員需要確保樁列之間保持合適的距離，如果距離合理性不夠，會(huì)影響樁列自身作用的發(fā)揮。背樁、樁間是鋼筋混凝土樁的重要組成部分，需要選擇高壓注漿的作業(yè)形式，對樁間以及背樁等進(jìn)行嚴(yán)格注漿。

3.5 錨桿支護(hù)

錨桿支護(hù)是在采場、隧道等地下洞室工程及巖土、邊坡深基坑等地表工程中主要使用的加固支護(hù)方式之一。桿柱主要利用聚合物件、木件、金屬件等材料制造，將其打入到洞室周圍巖體或地表巖體提前錯(cuò)好的孔中，利用自身的特殊構(gòu)造將巖體與圍巖結(jié)合在一起，從而產(chǎn)生補(bǔ)強(qiáng)效果、組合梁效果以及懸吊效果，達(dá)到支護(hù)目的。

3.6 土釘墻支護(hù)技術(shù)

土釘墻支護(hù)技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中，對于施工區(qū)域的土地自身有著非常高的要求，在穩(wěn)定性上需要過硬，才能滿足技術(shù)應(yīng)用的實(shí)際成效。與其他技術(shù)相比，土釘墻技術(shù)應(yīng)用所需要的時(shí)間比較短，整體的成本投入不大，能夠減少對地鐵工程施工地區(qū)土地面積的占用，這是其明顯的優(yōu)點(diǎn)，但是，土釘墻技術(shù)也有不足之處，如防水能力不足，其很容易受到水的影響與破壞[3]。例如，在某項(xiàng)目施工中，由于該區(qū)域的土層相對穩(wěn)定，企業(yè)的技術(shù)人員通過全面勘察了解，決定采用土釘墻支護(hù)技術(shù)。土釘墻支護(hù)技術(shù)優(yōu)點(diǎn)明顯，可以對施工成本進(jìn)行有效控制，但在該技術(shù)應(yīng)用之前，區(qū)域的防水工作沒有進(jìn)行認(rèn)真處理，各種排水基礎(chǔ)設(shè)施也不完善，導(dǎo)致施工過程中一旦出現(xiàn)大雨天氣，施工區(qū)域就會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的積水情況，對于土釘墻技術(shù)的應(yīng)用起到了嚴(yán)重的影響，也給施工企業(yè)帶來了一定的經(jīng)濟(jì)損失。由此可見，在該技術(shù)的應(yīng)用過程中，需要對施工區(qū)域的防水做好處理。

4 結(jié)語

綜上所述，基坑支護(hù)技術(shù)在當(dāng)前地鐵工程施工中起到了非常關(guān)鍵的作用，對于整個(gè)工程的安全建設(shè)影響深刻。為此，在施工中應(yīng)當(dāng)高度重視基坑支護(hù)施工，切實(shí)做好相關(guān)勘察工作，充分了解和把握施工區(qū)域的基本情況，選擇最為合適的基坑支護(hù)技術(shù)，這樣才能確保地鐵施工的基本質(zhì)量，從而營造安全的施工環(huán)境氛圍。