城市轨道交通回填土区明挖车站深基坑施工探析

城市轨道交通回填土区明挖车站深基坑施工探析

李旺顺

中电建路桥集团东部投资有限公司

摘要：在国民经济和社会稳步发展的同时，交通运输业也在稳步发展。在交通运输业的综合发展中，城轨交通站场建设项目的开发速度较快。在城轨交通站场建设中，深基坑支护是一种很重要的技术。以回填土区地铁隧道开挖为例，对地铁隧道工程中的地铁隧道工程进行了研究，确定了地铁隧道工程中的基础工程内容，并结合地铁深基坑工程特点，提出了地铁隧道工程中的地铁深基坑工程施工工艺。

关键词：城市轨道交通车站；深基坑支护体系；施工工艺

引言

目前，随着社会和经济的全面发展，人民的生活质量有了很大的提高。这就对城市的交通运输提出了更高的要求。在城市建设中，地铁站点是一个重要的组成部分，因此，如何提高地铁站点的建设水平，对于一个城市的未来发展具有十分重要的作用。在城市轨道交通车站施工中，深基坑支护施工是必不可少的一环，通过采用深基坑支护施工技术，可以有效地提高工程基础的稳定性。所以，在进行城市轨道交通车站建设的时候，必须要结合工程的具体状况，对深基坑支护施工工艺进行优化，才能最大程度地发挥出深基坑支护的效果，从而提高施工质量，促进我国交通行业的健康发展。

1城市轨道交通明挖基坑施工基本步骤

在整个轨道交通项目中，深基坑是一个相对重要的部位，同时也是一个相对复杂的施工环境。在基坑施工中，通常采取以下步骤：①采用桩基础施工，以缩短基坑的暴露时间；②为保证整体施工质量，在施工时对钢管进行紧固处理；③在进行土方工程操作时，应将各个单位的工作人员相互配合，组成一个高效率的工作团队，以确保工程的质量；④在基坑施工期间，要严格监控基坑的地质情况，一旦发生突发性情况，或发现土壤情况不正常，要立即中止基坑施工，确保基坑的安全；⑤在施工时，必须按照有关规范来操作，不管是挖土的深度，还是挖土的宽度，都要尽量达到设计要求，尽量减少偏差。

2城市轨道交通回填土区深基坑工程特征及注意事项

2.1填土区深基坑工程特征

（1）基坑围护系统属于临时性结构，其安全系数很低，风险很大。在基坑施工期间，必须进行现场监控，并采取相应的应急处理方法。如果在施工中发生危险，必须立即进行救援。在开挖深基坑的时候，要加强排水和防灌的工作，如果有风险，要事先制定好应急预案。

（2）基坑工程具有很强的个性。基坑支护系统的设计、施工、土方开挖，除了考虑到工程地质、水文等因素外，还考虑到了周边建筑、地下管线的位置、抗变形能力、重要性、以及周边场地等因素。为了保证周围建筑物及城市基础设施的安全性，深埋于地下，深埋于地下，深埋于地下。这些特点使深基坑工程呈现出强烈的个性特征。因而，很难对基坑工程进行分类，也很难确定支护结构容许变形的统一标准。

（3）基坑工程综合性强。在基坑施工中，既要有岩土工程的知识，又要有建筑工程的知识，要有力学理论、试验技术、计算技术以及施工机械和施工工艺的集成。

（4）基坑工程具有较强的时空效应。在此基础上，提出了一种基于三维有限元分析的基于三维有限元方法的三维有限元分析方法。在进行深基坑围护结构的设计时，必须充分考虑其影响。土壤，尤其是软弱粘性土，其流变特征是很明显的，其所受的土压力也是随着时间而变化的。蠕变会导致土的强度下降，从而导致边坡的稳定性下降。因此，在基坑开挖过程中，一定要注意时间的影响。

2.2工程施工的注意事项

（1）深基坑开挖中的分层分级问题

在进行深基坑的分级开挖时，要特别注意两个台阶之间的距离，要以实际情况为依据，将两者的距离控制在一个合理的范围之内，不然的话，就会由于层次之间的距离问题，给实际施工造成不利的影响，不但会使开挖的距离平白地增大，还会使开挖变得更加困难，从而降低施工效率。此外，在挖深基坑时，要留出足够的空间，这样才能把挖到的泥土迅速运出去。

（2）深基坑的支护开挖问题.

在地铁工程的深基坑支护开挖中，要严格遵循先撑后挖和及时性的施工原则，在开挖的过程中，要防止超挖的情况发生，各个施工部门和个人都要按照施工方案进行相关的作业，在深基坑的支撑高度达到设计所需时，才能进行继续的挖土作业。因为围护结构的变化，没有支撑而暴露出来的区域，这些都是与时间紧密相关的，所以在施工中，必须按照设计的要求，尽可能地缩短施工的时间。首先要用支护结构将它支撑起来，然后才能进行相应的挖方，与此同时，还要对深基坑进行支护，以免发生塌方和沉陷，这个过程对每个层面都有很高的要求，如果上一层面达不到支护的标准，那么下一层面就不能继续挖掘了。此外，支护施工要与土方挖运配合好，保证好的施工环境，为达到预期的施工效果奠定基础。

（3）监测与监督

在进行监测的时候，要注意以下两个问题：①要及时地对深基坑边坡的变形进行监测；②实时监控地下管道和周围建筑物在地震中产生的各种变形。深基坑施工质量的优劣，对整个工程，尤其是对其支撑体系的优劣，有很大的影响。在地铁深基坑工程中，可以参照下列标准来进行质量监控：①井口深度，其偏差范围应为-20~+100 cm，并用测量绳检测；②孔径，其偏差应在-20至0mm之间，使用钢制的尺子来检验；③洗井时，要保证水清砂净，上、下含水层间互相贯通，用实地观测就可以了；④实际装填体积，不能超过计算体积的5%；以材料的回填量为检验标准；⑤井筒的竖直度，要求低于1%，在下管子时用肉眼测量就可以了；⑥井下管道之间的距离，应小于150mm，用钢尺丈量；⑦井下管道的埋设深度，要求不超过200毫米，并用水平仪量测并检验；⑧井点的真空度，要求超过60 KPa，用真空仪测得。

3城市轨道交通回填土区明挖车站深基坑施工工艺与方法

3.1工程施工前准备

首先,熟悉建筑图纸。在进行施工工作前，应当对项目现场的实际情况和水文环境有一个全面的认识，对项目的详细内容有一-定掌握以后，再对项目的图纸进行核对和交底。然后按照设计图，进行了一系列的开挖工作。按照设计要求及施工标准，制定经济规范的施工方案，并提交工程监理部门核实，通过后由有关人员进行施工交底。根据图纸进行图纸会审，设计交底等工作。

其次,在进行施工前，要结合项目的具体情况，做好相关的前期准备工作。在开始施工前，要执行各项施工用量核实和计划，按照有关标准，对材料供应厂家的资历情况进行核实，并签署相应的采购合同，分期进场。除此之外，还与主要的施工设备应用计划方案相结合，对施工设备的进场进行了及时的组织，并对施工设备的调试和安全进行了强化，以保证能够达到工程应用的要求。对于大型装备，在进场前，应先进行装备的质量检查，并通过有关部门的批准，方可进场。

3.2深基坑支护施工

在满足工程要求的前提下，既要保证工程质量，又要确保周边环境的安全，又要确保节点的顺利完成。土石方开挖的次序和方式要与设计条件保持一致，严格遵守时空效应理论，掌握“分层、分段、分块、对称、限时”五个关键要素，并遵守“竖向分层、水平分区分段、先撑后挖、严禁超挖、及时封底”的原则，在保证工程安全和质量的同时，进行快速的施工。在进行挖掘的时候，采用纵向分段，垂直分层，层与层之间的放坡，设置阶梯，上下和前后构成一个连续的挖掘工作面。基坑共分6层开挖，1~5层使用的是机械开挖，6层使用的是30 cm的厚度，使用的是手工开挖找平，在基坑的中部，使用的是伸缩臂液压抓斗垂直吊出的残存土方。

在基坑挖土20天之前，必须在地连墙、冠梁、混凝土支撑等达到设计强度后，才能进行降水。在基坑开挖过程中，应根据所处的地质和环境条件，确定其纵向和横向的斜坡。在土石方开挖的过程中，首先要在中间后两侧进行，要保证两边预留土体护壁，在纵向上要设置台阶，多台阶挖机接力开挖、装车，然后再用自卸汽车外运，最后剩余的土石方采用吊车或伸缩臂抓斗垂直吊装。每步开挖所暴露的部分围护结构的宽度应该被控制在3-6米之间，基坑周边堆载不能超过20 Kpa。在纵向放坡开挖的时候，应该在坡顶外设置截水沟，以防止地表水冲刷坡面和基坑外排水再回流渗入坑中，避免边坡坍塌。首先采用一部挖掘机将地面的土开挖到混凝土的第一个支撑点，为了保证地连墙的安全，在基坑的两边留下了1:1.25的土坡；随后又有一台挖掘机从第一个支撑点开始往下挖，一直挖到了第四个支撑点。在每开挖出一道支撑位置时，要立即施做φ609 X 16 mm钢管支撑，预加支撑设计轴力，每次挖土最大量为387.8m3 (4.8 X20.2X4）。在挖掘到最终的闭合部分的时候，只安排PC120和PC60在基坑中工作，使用伸缩臂的水力抓斗来挖掘，挖掘结束后，用50吨的起重机将挖掘机吊出。在土方开挖到比基底高程更高30 cm的时候，要用手进行挖掘和找平，避免对基础底部的土体造成干扰，在部分超挖的地方，必须用砂、碎石或素砼进行回填，并且要及时浇筑砼垫层，避免地基底部的凸起，这样才能达到深基坑开挖的最佳效果。

3.3深基坑开挖施工

在站场顶部，设300毫米的水泥挡土墙，挡土墙高50厘米。该工程的支挡形式为800毫米地连墙+内侧支承。地连墙为跳槽式，导墙为“L”形现浇混凝土，混凝土等级为C20，导墙翼宽1.0米，墙厚0.2米，导墙深1.5米。导墙间距应在设计墙体厚度基础上，外加50毫米的施工裕度。导墙分阶段进行，按模板的长短及规范的规定，分阶段的长短通常为30-50米。冠梁侧模使用18 mm厚的竹胶板，在侧边的位置上，在侧边的位置上，安装3根φ48的脚手钢管作为次龙骨，在垂直的位置上，使用100*100 mm的方木作为主龙骨，用钢管将主龙骨支撑在土基上。钢筋要在现场进行绑扎，商品混凝土要在现场进行浇灌，要用嵌入的夯锤进行振动，要在施工过程中要按照咬合桩的进度进行分段施工，同时要留有连接钢筋。

浇筑完毕后，用塑料布盖好，喷洒清水，进行养护。基坑内的支撑有四个部分，第一个部分是800 mmX 1200 mm的混凝土支撑，第二个部分是800 mmX 1000 mm的混凝土支撑，两个部分的水平间距都是6 m。第三条和第四条是中间的609毫米钢架，长度为16毫米，横向间隔大约3米。第一道砼支撑是与冠梁一起进行的，其他层砼支撑是在每一层土方开挖到位后进行的。在开挖完成的土层上，要用5 cm厚的水泥来铺面，水泥层的项面要铺上一层塑料薄膜，这就是钢筋砼支撑的底模。外侧模板使用的是预制钢模板，并使用螺栓连接进行强化，内侧模板使用的是10 mm厚的竹胶板，在侧面纵向上，设置3道φ48的脚手钢管作为次龙骨，在垂直方向上，使用100*100 mm的方木作为主龙骨，用钢管将主龙骨支撑到土基上。将钢筋进行集中处理，然后吊装到基坑中进行捆绑。混凝土按50厘米厚分层浇筑，用φ30的插杆振捣。浇筑完毕后，用塑料布盖好，喷洒清水，进行养护。在进行钢支撑施工的时候，为了更好地提升钢支撑的稳定性能，防止钢支撑坠落的情况发生，在具体的施工过程中，施工人员应该在防护桩上进行钻孔，利用胀管螺栓将钢支撑固定在防护桩结构上，并在钢支撑结构下，进行三角支撑架的设置，也是采用胀管螺栓来将其固定在防护桩上，同时还需要对钢支撑和防护桩之间的间隙强度等级不低于C30细石混凝土，这对全面提升钢支撑的稳定性有很大帮助。

3.4全过程安全控制

在深基坑挖掘的过程中，有很多的安全危险，为了保障施工的安全性，为了要在施工的时候，要严格的按照有关的安全生产的文件去实施，要不断的健全和完善，把安全第一放在最重要的位置，而且，当他们正式进入到施工的时候，要自觉的遵循现场的各项规章制度，对他们进行的各项保护措施，要对他们进行的各项技术的培训，以及对他们进行的各项技术的学习，在各个方面都达到了合格的要求后，才能让他们重新开始，而对于那些专业的安全监管人员，则要对该工程的建设进行充分的了解，把它和安全生产的规定紧密结合起来，对施工现场进行定期的监督审核，如果出现了不安全的状况，就要立刻停止工作，将有关的信息报告给了项目经理，经过完全的处置后才能进行。此外，工作人员在对基础进行监控的时候，如果出现了什么不正常的现象，就应该第一时间撤离周围的人，然后做出合理的处理，而且，在进行正式的挖掘的时候，不能有太多的大型的东西堆积在基础的周围。此外，在城市轨道工程施工现场应该设立明显的安全标识，不得任意擅自拆卸，若要拆卸也要与项目负责人和技术人员一起商量，同时要对施工人员的行为进行严格的控制，要将周边环境的影响因素进行充分的考量，制定相应的施工方案，使得城市轨道工程建设的施工能够有效的进行，做好安全文明的宣传工作，有利于提升城市轨道工程的施工质量。

结语

近几年来，深埋深开挖技术在国内取得了长足的进步，并被大量地运用到了城市轨道交通的施工中。但是，在实际运用中，必须将理论与实践结合起来，针对具体情况选择合适的支护方式。在该工程中，地铁站的土方开挖持续了6个月时间，总挖方量达到了85000多方。在此过程中，没有出现一起危害到基坑安全及周边环境的事故。这一切都是因为我们有充分的准备工作，有合理高效的基坑开挖施工方案，有安全可行的基坑支护和降排水措施，还有全面严谨的监测程序。实践表明，该方案对深基坑围岩的围岩、围岩及围岩的整体治理效果良好，可供同类工程借鉴。

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