地鐵車站深基坑圍護工程的施工技術

摘要：介紹某地鐵線路工程中地鐵車站工程概況，探討基坑圍護方法，根據地鐵車站深基坑工程的實際情況，闡述深基坑圍護工程在基坑開挖、基坑回填、錨桿施工、放坡開挖、錨噴施工、排樁式擋墻、基坑支撐結構、基坑加固等方面的施工技術，可供地鐵車站深基坑工程施工技術人員參考。

關鍵詞：地鐵車站;深基坑;圍護工程;施工技術

1" "工程概況

某地鐵線路工程中的商城站工程，施工區域位于已經投入使用的富源大道周圍。該車站為地下4層雙柱結構，采用明挖施工方法，其施工范圍的長度超過300m、寬度超過20m。此外，車站頂板上面的硬土層厚度在1～4m之間，底板埋深在22～29m之間。該車站站臺的長度為122m、寬度為14m，站臺兩側的地面上無主要建筑。

2" "基坑圍護的方法

2.1" "樁板式圍護

樁板式深基坑圍護方法，可選用H型鋼樁作為樁柱，同時配備水平擋板。這種圍護方法的優勢在于能夠節約施工成本、降低施工難度，遇到障礙物可靈活調整鋼樁間距。但是這種圍護方法的止水性能較差。如果施工環境下地下水資源豐富、坑壁結構不堅固，使用這種圍護方法極易發生安全風險。該種圍護方法在國內主要用于深度為6m以內的基坑開挖項目，在日本則用于深度為10m以內的基坑開挖項目。

2.2" "鋼板樁圍護

鋼板樁圍護，一般選用U型、Z型鋼板樁作為主要施工材料，鋼板樁相互咬合，以此提升圍護結構的止水性能，防止出現滲水等問題。這種圍護方法的優勢在于使用的原材料可循環使用，施工難度較低、成本較小。但是其鋼板樁的剛度小、人員發生變形，循環使用時止水性能會降低，需要重新添置防水材料，且在施工過程中容易產生噪聲污染。

2.3" "人工挖孔灌注樁

由施工人員借助相關設備對樁位進行人工挖孔，成孔后把按照設計標準制作好的鋼筋籠置于樁孔中，然后澆筑混凝土形成鋼筋混凝土樁，起到加固深基坑的作用。這種圍護方法的優勢在于施工成本比較低、對設備的要求不高，能夠同時開展多個區域的挖孔作業，可縮短施工周期，且環境效益明顯。但是人工挖孔灌注樁的劣勢主要是存在一定安全隱患，且無法運用在淤泥層、流沙層等地質環境中。

3" "深基坑圍護施工技術

3.1" "基坑開挖

3.1.1" "準備工作

施工人員在開挖基坑之前，排查所有地下管線，以及施工區域周圍地面建筑物的分布情況，確認施工不會對其產生干擾。在開挖基坑之前，基坑的圍護樁、冠梁和第1道混凝土澆筑完成、且硬度超過設計指標之后方可組織施工，以確保基坑圍護的整體結構穩定。圍護結構的超載要控制在20kPa以內。

3.1.2" "開挖方法

為了防止樁體和地面出現變形、保證全過程安全施工，在開挖過程中應同步實施預應力支撐，盡可能縮短無支撐周期。要根據地質環境條件和項目實際情況，設計合理的開挖坡度，施行分段、分層、分區開挖，每一段開挖長度與主體結構相吻合，每層開挖高度控制在2～3m，每層開挖結束立即掛網噴射混凝土，以提高開挖立面土體的強度。

3.1.3" "保護措施

開挖時如果需要縱向放坡，應在坡頂位置設置截水溝、擋水堤，其目的是為了隔斷來自坡頂的地表水，避免其沖刷施工面、流入基坑。尤其是在施工周期較長、施工處于雨季的情況下，更需要落實防水措施。必要時可設置鋼筋網、氈布，以此保護基坑結構。

3.2" "基坑回填

3.2.1" "對回填土的要求

基坑回填土應選擇級配質量較好的砂土或碎石土、黏質粉土、粉質土等。此類土體含水量最優，有機質合量較少（在3%以內）。其中地鐵車站頂板上方50cm以內的回填土應選擇不易透水的粘性土。

在基坑回填之前，應測試回填土的屬性，確定其最適宜的含水量;要夯壓測試回填土的密實度，其中地鐵車站頂板上方1.5m以內的最終夯壓密實度應超出94%，其他部位夯壓密實度必須超過90%。

3.2.2" "回填和夯壓方法

待地鐵車站頂板混凝土強度滿足設計強度之后，需及時進行土方回填施工。這樣做的目的是為了縮短頂板直接暴露在空氣中的時間，防止其受到外界環境的干擾出現損壞。

施工人員應按照對稱施工的原則分層回填基坑，每層回填完畢后都必須夯實。其中人工夯實與機器夯實的厚度應分別控制在25cm和30cm以內，夯實過程中應保證主體結構的防水層不受破壞。地鐵車站頂板上方50cm以內的回填土采取人工反復夯壓。待頂板上方回填土夯壓厚度大于50cm后，方可將人工夯壓改為機械夯壓。

3.3" "錨桿施工

3.3.1" "施工方法

擋土墻錨桿可采用逆作法施工。其中土層和強風化巖石層的分步高度控制在1m以內，中風化巖石層的分步高度控制在2m以內。此外，施工過程中可采用跳槽法開展施工，單個槽體長度控制在10m以內。

3.3.2" "施工要點

錨桿施工的要點主要包括以下3個方面：

一是錨桿在預制和安裝時，應觀察其桿體表面是否存在鐵銹、油污，要保證桿體表面整潔;非預應力錨桿自由段，施工人員對其表面清理完畢后還要涂抹防銹漆層。

二是各個錨孔之間的水平間距誤差、垂直間距誤差均需控制在2cm以內，同時錨孔偏斜度需控制在2%以內;采用干作業成孔法在地基內鉆孔，必要時可添加套管輔助施工。鉆孔結束后立即清理孔內雜物，確保干燥整潔后方可注漿。

三是開始灌漿前，再次清理注漿管道，避免注漿管道內部殘留雜物，影響漿液質量;施工人員可使用機械設備完成錨桿鋼筋的連接，錨桿鋼筋保護層的厚度應超過2.5cm。

3.4" "放坡開挖

施工人員需嚴格參照設計規定，確定放坡坡度，由上往下依次開展施工，施工工程中產生的廢土、廢渣要及時清理，禁止直接置于坡頂。若在雨季施工，要提前準備防水措施。施工人員要按照分層、分段、分片的施工原則進行該項作業，施工結束后要再次對施工層面進行清理。

3.5" "錨噴施工

鋪設鋼筋網所用的鋼筋在投入施工之前，施工人員要再次檢查其表面是否含有鐵銹，確保鋼筋表面干燥整潔后，方可投入施工。待第一層混凝土噴射結束后，鋪設鋼筋網，其與壁面之間的間距最好控制在3cm左右[1]。

若本項目需采用雙層鋼筋網，須等到第一層鋼筋網完成第二次混凝土噴射后，方可鋪設第二層鋼筋網。所有鋪設的鋼筋網必須與錨固設施緊密連接在一起，以免噴射時引起鋼筋網晃動甚至產生位移。

3.6" "排樁式擋墻施工

本項目決定深基坑支護結構選用排樁式擋墻。選用C30型混凝土;選用HPB3級鋼筋預制灌注樁鋼筋籠，所有鋼筋端頭均設置80°彎鉤;設計排樁保護層厚度為7cm。

各個主筋選用直螺紋套筒連接成一個整體，縱向受力鋼筋則使用焊機連接起來，連接區長度控制在35個鋼筋直徑的長度，相同連接區部位的鋼筋接頭面積百分率必須控制在50%范圍，其具體指標應嚴格執行設計標準的規定。

3.7" "基坑支撐結構施工

目前常見的基坑支撐結構可分為2類，即鋼筋混凝土支撐和鋼支撐。具體選擇哪一種支撐結構，需要根據基坑土質條件、深度、圍護結構性質等內容來決定。

施工過程中，施工人員可根據實際施工需求選擇多種支撐結構，相互配合、取長補短，發揮出最佳支撐效果、降低施工成本。根據本項目實際施工需求，施工單位決定設置5道支撐、1道換撐，其中只有1道采用混凝土支撐，其余5道均選用鋼支撐。

3.8" "基坑加固

3.8.1" "加固方法

如果項目施工所處環境惡劣，且對基坑環境保護工作比較嚴格，則需對基坑地基進行加固，通常可采用高壓旋噴加固、水泥土攪拌樁加固等方法，實現地基加固。

3.8.2" "井點預降水加固

考慮到本項目實際施工需求，開展施工前一個月內，施工單位需選派專業人員開展井點預降水，以此起到預先加固地基的作用。為了提升加固效果，施工單位要確保降水深度不超過坑底地下1m的位置。

3.8.3" "水泥土攪拌樁加固

查閱技術文件發現，該項目基坑變形保護等級設計為一級，即要求盡可能避免出現變形。綜合考慮決定使用Φ850@600（直徑850mm、每軸軸心間距600mm）三軸攪拌樁，實現加固效果，其深度設為3m，水泥含量超出總量的1/5。測試水泥土28d（靜置28天）維持抗壓強度大于0.8MPa。

3.8.4" "其他加固措施

標準段部位加固采用抽條方式，其條寬與各個抽條之間的距離均設為3m，裙邊寬度設為4m。地縫與攪拌樁之間使用Φ800@600高壓旋噴樁實現填充，同樣水泥含量要超出總量的1/5。測試水泥土28d維持抗壓強度大于1MPa。本項目中，基坑內包含大量的淤泥質土，為了順利開挖，必要時可采用三軸攪拌樁實施加固。

參考文獻

[1] 徐學成.深基坑支護施工中監理工作要點分析[J].住宅與房地產，2020（33）：147-148.