地鐵車站深基坑的基本條件及施工技術研究

周 委，程 然

中交一公局第三工程有限公司，北京 101102

1 工程概況

兆麟公園站為地下三層11m島式站臺車站，屬于地鐵3號線二期的第19座站，具體位置在友誼路與地文街、井街交叉路口東側。車站總建筑面積為13516.11m2；全長150m；標準段寬度為19.9m；車站軌面埋深約為22.77～22.5m；車站中心里程處覆土約為3.5m；共設計了4個出入口（其中1個預留）、1個安全出口（兼消防通道）及2組風亭，無障礙出入口與2號出入口結合設置。

2 基坑開挖技術要求

該地鐵車站基坑開挖方法選擇明挖法，編制科學的開挖方案，確定施工流程和開挖作業的先后順序，統籌各項資源，協調時間與空間效益，確保基坑開挖效率與質量。加強施工質量管理與安全管理，把握開挖技術要求，具體如下。

（1）開槽支撐與先撐后挖。在正式進行基坑開挖前，必須施作鋼支撐，并且必須在地下連續墻、冠梁及支撐達到設計要求后，才能夠開展基坑開挖作業。分區、分段、分層、對稱開挖。綜合考慮基坑縱向邊坡放坡的地質情況、周邊建筑物等因素確定基坑開挖作業的安全坡度，遵循“分區、分段、分層、對稱開挖”原則，控制開挖深度和開挖量，其中開挖深度應保持在2m以下，嚴禁超挖。

（2）排水系統的設計。為了防止基坑底部出現積水，在縱向放坡開挖前和完成基坑開挖作業后應做好排水工作，開挖前在縱向放坡坡頂位置設計截水溝壑擋水土堤，并設計基坑排水系統和集水井。

（3）限時作業。每一工礦開挖作業和鋼支撐施作的時間應控制在16～20h。

（4）開挖方法。以機械開挖為主，輔助人工開挖，其中人工開挖的對象為在基坑底部位置預留出的厚300mm的土層，避免干擾基坑坑底土體，且實施挖土作業的機械設備及運輸車輛嚴禁在鋼支撐上活動運行。

（5）渣土處理。采用自卸車將渣土轉運堆放在預先設計好的位置，避免影響基坑正常開挖作業。

（6）監督與量測。加強對基坑開挖作業的監督與量測，控制基坑圍護結構的變形量，保證基坑的穩定性與安全性。

3 開挖及出土方法

3.1 基坑開挖流程

基坑開挖作業需要統籌施工現場各項資源，協同設備、人員安排，充分發揮出時間與空間的優勢，加強開挖技術要點的控制，確定最佳的開挖方案和流程。

3.2 冠梁施工

（1）冠梁開挖作業。冠梁施工應遵循分段施工原則，嚴格遵循施工規范，保證冠梁各段接縫處理效果。圍護部位土體開挖作業采用空壓機機械開挖和人工開挖兩種開挖方式，先完成頂冠梁施工溝槽，并在溝槽兩側預留出50cm寬的操作面，確保底面標高不小于冠梁底面標高，配合人工開挖的方式完成槽底開挖找平。

（2）冠梁鋼筋制作及安裝。為了保證冠梁鋼筋制作效率和安裝效果，工作人員應該根據相關技術規程開展作業。同時，在連接鋼筋混凝土圍檁與圍護墻時，應該先確定安裝位置，確定安裝位置后，才能夠剝露出鋼筋混凝土圍檁，實施焊接及澆筑施工。

（3）冠梁模板制作與加固。冠梁模板通常采用竹膠板，模板加固多選擇架設腳手架與配合拉桿的方式，該地鐵車站基坑開挖施工中，冠梁模板加固腳手架采用Ф48mm鋼管，同時配合拉桿實現加固，鋼管配置方式為雙根雙向，豎向間距控制在1m以下。

（4）混凝土澆筑。在試驗室進行混凝土配方試驗，根據配比加入各類材料，充分拌制，遵守混凝土澆筑施工標準。完成冠梁混凝土澆筑作業后，應開展灑水或覆蓋養護，檢查混凝土強度，確定混凝土強度、剛度等性能達到設計要求后，才能夠開展下一道施工工序，進行基坑開挖作業。

（5）開挖施工。根據設計好的開挖深度開展土方開挖作業，分層作業，嚴禁超挖。采用回填基坑原土的方式加強鋼筋混凝土支撐梁和墊層，同時選擇在圍檁梁和支護結構連接位置預埋設鋼筋，采用斜向焊接加固的方式，將二者緊密連接。

（6）支撐固定。根據設計方案選擇支撐固定方式，將鋼筋混凝土支撐梁設置為預起拱，采用安裝拉桿螺絲的方式加固支撐和圍檁梁的側模。

（7）縮短混凝土混凝時間。為了統籌資源，發揮出時空效應，達到控制施工工期的目的，可優化施工計劃，并在拌制混凝土時加入一定量的早強劑，做好混凝土養護，縮短混凝土凝固時間。

（8）混凝土支撐拆除。根據施工標準及規范，應在完成車站主體結構施工后及時拆除混凝土支撐，采用分段（分段長度小于2m）切除拆落的方式，應用履帶吊將支撐方木、腳手架及鋼支撐結構吊裝到運輸汽車。

（9）保障施工安全。為了提升施工的安全性，避免工作人員在支撐梁上作業和行走時出現安全事故，應設置基坑施工防護設施，如防護欄桿等。

3.3 腰梁、混凝土支撐施工

（1）混凝土支撐施工流程。混凝土支撐施工流程包括鋼筋監測、鋼筋加工制作和安裝拆除。詳細的施工內容及流程如圖1所示。

圖1 混凝土施工內容及流程

（2）混凝土支撐施工技術措施。根據基坑開挖方案開展土方開挖作業，開挖到第一道鋼筋混凝土支撐梁墊層底面位置后，實施鑿開與鋼筋混凝土支撐墊層施工。其中，支撐模板選擇木模板，為了便于后續拆模作業，施工人員應在安裝模板前，在模板上涂抹隔離劑。混凝土澆筑方式采用一次現澆，并重視混凝土養護，控制養護時間，不得少于14d。

3.4 鋼支撐架設及拆除

（1）內支撐施工原則。①內支撐施工應遵循“隨挖隨撐”的原則，并控制基坑無支撐暴露時間，暴露時間不得超出8h。②基坑底部位置預留出厚300mm的土層，實施人工開挖找平。③加強施工技術管理，遵守施工流程，達到快速開挖和開挖支撐的目的。

（2）鋼支撐支撐施工方法。①鋼支撐制作：土方開挖作業與鋼支撐支撐的施作保持在同一頻率。其中，結合基坑尺寸和鋼支撐特點確定材料類型并進行組配，要在支撐前加工處理好法蘭盤與加勁箍，完成單根鋼支撐組裝作業。②鋼支撐裝配件與預埋件的選擇：鋼支撐支撐施工要應用的裝配件主要是固定端和活動端支座，而主要用到的預埋件為平整鋼板，平整鋼板根據預埋施工規范埋設在地下連續墻上。③支撐位置線的確定：每一工況開挖作業進行到支撐架設位置，應及時確定支撐位置線。④鋼支撐安裝：鋼支撐安裝采用吊裝的方式，可根據施工實際情況選擇汽車吊或龍門吊，將鋼支撐吊裝至預埋鋼板位置，調整預埋鋼板、千斤頂軸線以及鋼支撐活動端頭的位置，繼而開展安裝作業。吊車安裝鋼支撐示意圖如圖2所示。

圖2 吊車安裝鋼支撐示意圖

（3）鋼支撐拆除。①由設計單位出具書面通知書，并保證混凝土強度達到設計要求，即混凝土強度達80%后，才能開展拆除作業，同時要嚴格按照拆除規范和順序。鋼支撐拆除具體順序如下：第四道鋼支撐拆除→第三道鋼支撐拆除→第二道鋼支撐拆除→第一道鋼支撐拆除。②鋼支撐拆除作業在懸空的環境下進行吊起拆除作業，為了確保施工安全，設置臨時腳手架，同時選擇在鋼支撐活動端頭位置設計2臺100t千斤頂，與鋼支撐安裝施工預應力相反，對鋼楔施加軸力，使鋼楔出現松動，移除鋼楔，拆除鋼支撐。

4 結束語

綜上所述，為了緩解城市交通壓力，我國越來越多的城市都在建設地鐵工程，而在地下環境下開展地鐵車站深基坑施工，需面臨的情況較為復雜，因此施工人員需首先分析基坑深基坑開挖作業的基本條件，然后采用恰當的施工技術，以此確保項目整體施工質量滿足預期要求。