軌道交通工程中的深基坑開挖及支護體系研究

傅道章

（中交四航局第五工程有限公司，福州 350213）

1 引言

軌道交通的建設有助于緩解交通壓力，促進社會經濟發展。軌道交通工程施工涉及深基坑開挖作業，以科學的方法進行開挖及支護至關重要。相關工程人員需認識深基坑開挖及支護技術的重要性，深入研究施工技術，并嚴格按照相關要求進行規范施工，從而確保深基坑工程的整體質量。

2 工程概況

福州至長樂機場城際鐵路工程全長約62.32 km，起點為福州火車站，終點為臺州文嶺站，沿線設站15 座。其中，文嶺站為地上2 層、地下1 層島式車站，長537.6 m，標準段寬22.2 m，基坑深度8.061～10.722 m。基坑施工采用明挖法，圍護結構為“放坡+工法樁+內支撐”的綜合結構。

3 SMW工法樁施工

3.1 測量放線

依據設計圖紙測量放樣，并設置臨時標志和永久標志。經檢驗確認測量放樣結果無誤后，在地面埋設標樁。測量放樣由專員按照規范進行，保證樁位平面偏差±50 mm。為精準定位攪拌樁，根據設計間距在兩側定位架上設置醒目的標記。

3.2 溝槽開挖

以預先測放的基坑圍護內邊控制線為基準，精準開挖溝槽，期間根據現場情況適時清理溝槽余土，以便后續SMW 工法施工作業順利進行。溝槽開挖示意圖如圖1 所示。

圖1 溝槽開挖示意圖

3.3 設置定位型鋼

定位型鋼有兩種規格，即200 mm×200 mm（長2.5 m）和300 mm×320 mm（長約8～20 m），前者沿垂直于溝槽的方向布置，后者沿平行于溝槽的方向布置，具體如圖2 所示。

圖2 定位型鋼布置示意圖

3.4 樁孔位定位

樁中心間距為600 mm，用紅油漆在平行H 型鋼表面做好標記，以便成樁施工的順利進行。

3.5 SMW工法成樁施工

3.5.1 樁機就位

全面清理樁機周邊的障礙物，用經緯儀對龍門立柱垂直定位觀測，根據實測結果判斷樁機的垂直度。同時，檢驗樁基是否平整、穩定。為保證施工的質量和安全，樁機移動前需看清上、下、左、右各方向的具體情況[1]。

3.5.2 攪拌及注漿控制

1）攪拌軸成樁施工采用的是“2 噴3 攪”的方法，在下沉和提升期間均要注入水泥漿液，其中，下沉速度應穩定在0.8～1.0 m/min，提升速度增加至1～2 m/min，避免速度忽然大幅變更。提升時，孔內不可產生負壓，否則土體將受到較強的擾動作用，缺乏穩定性。為此，不宜過快提升，避免孔內負壓現象。攪拌次數和攪拌時間需得到有效控制，保證攪拌的有效性，以免對成樁質量產生影響。停漿面略超出樁頂標高50 cm，提高樁體尤其是樁頂部分的強度。攪拌樁的樁位偏差、樁徑偏差分別不超過50 mm、±10 mm，樁體及內插型鋼的垂直度≤1/200。

2）樁身施工采用P·O 42.5 普通硅酸鹽水泥，漿液水灰比為1.5，由自動拌漿系統稱量原材料并進行拌和。鉆進攪拌過程中持續壓注水泥漿，鉆進、提升攪拌兩個階段的實際注漿量分別控制在額定漿量的70%～80%、20%～30%。

3.5.3 涂刷減摩劑

向清理干凈的H 型鋼表面均勻涂刷減摩劑，再將處理好的H 型鋼插至水泥土攪拌樁，以便施工后可快速回收H 型鋼。減摩劑加熱處理后，涂刷至H 型鋼后需具有均勻性，不出現局部遺漏、堆積、剝落等問題。由于降雨或其他環境因素導致H 型鋼表面潮濕時，先用干抹布將水分擦拭干凈后，方可均勻涂刷減摩劑，防止剝落。

H 型鋼表面的鐵銹被清理干凈，但未立即涂抹減摩劑時，后續涂抹前需再次清理。涂抹的涂層出現開裂、剝落等問題時，需去除此部分，重新涂刷。

為基坑設置支撐牛腿時，需將H 型鋼外露部分的涂層清理干凈，便于后續的電焊作業順利進行。注壓頂圈梁時，用泡沫板將H 型鋼埋設至圈梁中的部分分隔開，否則不利于H 型鋼起拔回收。

3.5.4 H 型鋼焊接及插入

H 型鋼焊縫均為坡口滿焊，成型焊縫與兩側的翼板面齊平，且焊縫必需飽滿。對于超高的焊縫，用砂輪打磨，直至其與型鋼面齊平為止。

H 型鋼的插入采用吊機吊裝的方法，起吊前在型鋼頂端開設孔徑約為6 cm 的中心圓孔，準備好吊機及配套材料，用25 t 吊機吊起H 型鋼。起吊后用線錘檢驗H 型鋼的垂直度，存在偏差隨即調整。在溝槽定位型鋼處布設H 型鋼定位卡，保證采用的型鋼定位卡保持水平、穩定狀態，隨后對準樁位中心，緩慢將H 型鋼沿定位卡插至樁體內。插入期間，用水準儀將高程控制點測放至定位型鋼上，經過檢測后確定實際高差，加以調整。為精準控制H 型鋼的頂標高，在定位型鋼上擱置槽鋼，焊接φ8 mm 吊筋，作為標高控制的輔助裝置，要求標高誤差在±5 cm 以內。樁體硬化后，撤除吊筋與溝槽定位型鋼。對于標高不到位的H 型鋼，適度向上提升后再次插入，期間可用振動錘輔助作業，直至H 型鋼的標高達到要求為止。

4 混凝土冠梁、支撐的施工

4.1 鑿除樁（墻）頂及整平混凝土支撐底面

于基坑外側測放冠梁頂標高位置，向下延伸至冠梁底，于此處放線，根據放線結果用云石機割縫，從而鑿除特定高度的混凝土。剔鑿作業用風鎬進行，嚴格控制剔鑿深度，加強對樁（墻）預埋主筋的防護，以免受損。剔鑿后，將表面的泥皮和混凝土渣清理干凈，檢查樁（墻）頂鋼筋，若有變形或存在其他問題，采用調直等方法處理。

4.2 冠梁、混凝土支撐鋼筋綁扎

鋼筋加工完成后，以支撐的位置線為準，將下層鋼筋擺放到位，計算箍筋數量并進行配置，隨后設置上層鋼筋臨時托架，再于上方布置上層主筋，依次對主筋、箍筋做綁扎處理。由具有資質的焊工將封閉箍筋進行焊接，配置合適規格、合適數量的墊塊。以扎絲綁扎的方法將鋼筋組成完整的鋼筋骨架。

4.3 支立模板

4.3.1 模板構造

模板包含主次龍骨、側模、斜撐、平撐等。主龍骨、次龍骨的布設間距分別為1 m、0.3 m，兩類支撐均用扣件連接至主龍骨，并于側模內側底端增設海綿條，加以封堵，以免混凝土澆筑時出現漏漿現象。

4.3.2 施工要點

以設計圖紙要求為準，在冠梁底板測放基礎邊線，以此為參照基準，垂直豎立側模。經過對側板頂面水平度的檢驗后，若無誤，則用斜撐和平撐固定。部分冠梁偏長，相應模板的安裝作業分階段進行，首先將冠梁一端的端模板布設到位，經過檢驗后，于側模上口拉通線以便布設側板。在側模上口按特定的間距依次釘搭頭木，確保模板在混凝土澆筑期間維持穩定，不出現變形、偏位現象。

4.4 混凝土澆筑與振搗

混凝土拌制完成后隨即用于澆筑，施工人員嚴格控制澆筑速度、澆筑量等參數，保證澆筑的有效性。混凝土澆筑時用插入式振搗棒振搗，期間加強觀察，判斷模板是否偏位、受損。振搗棒移動距離＜500 mm，逐點有序進行，振搗點間距不超過設備有效作用半徑的1.25 倍。振搗棒沿垂直方向自然沉入混凝土內，在分層澆搗的施工方式下，為保證相鄰兩層的穩定結合，在本層振搗時將振搗棒適當向下層插入50～100 mm，使相鄰兩層穩定結合。

4.5 拆模、養護

拆模在混凝土強度達標時進行，拆模人員謹慎作業，禁止用大錘敲擊，否則將由于外部作用力而導致混凝土面產生裂紋。為使混凝土有效成型，在澆筑結束后的12 h 內覆蓋、保濕養護。混凝土尚未成型時缺乏穩定性，考慮到此情況，由專員加強管理，禁止在混凝土強度尚未達到1.2 N/mm2時拆模。

5 基坑開挖

以“分段、分層”的方法開挖深基坑，基坑開挖的基本工藝流程：測量放樣→開挖（分段、分層進行）→降（排）水→修坡和清底→坡道收尾。深基坑開挖的主要內容有以下3 點。

1）基坑開挖前進行測量放樣，確定開挖邊界區域及標高控制點。測量放樣后進行復核，為正式開挖提供參照基準。

2）土方開挖采取以機械為主、人工為輔的方案。開挖設備包含挖掘機、裝載機等，運輸設備以自卸汽車為主，及時將開挖產生的土方外運至指定區域。在分段、分層的開挖方式下，由專員加強對各部分開挖質量的檢驗與控制，保證開挖的有效性。由專員在現場指揮，各施工人員密切配合，在安全的前提下保質保量完成基坑開挖工作。開挖前期采取機械作業的方法，提高開挖效率。開挖位置距基坑底標高0.2～0.3 m 時，轉為人工開挖，目的在于避免超挖[2-3]。

6 結語

綜上所述，城市軌道是城市交通體系中的重要組成部分，深基坑屬于城市軌道的重點施工對象，但施工條件復雜且難度高，要求施工單位科學開挖和有效支護。經過本文的分析，提出軌道交通深基坑開挖及支護體系的施工技術，明確關鍵步驟及具體要點。在各方的共同配合下，保障施工安全，提高施工質量和效率。