地铁车站深基坑支护特征及施工技术

地铁车站深基坑支护特征及施工技术

刘昆

中铁十九局集团轨道交通工程有限公司 北京 101399

摘要：地铁具有速度快、占地面积小、资源利用率高等特点，但由于地铁建设环境的复杂性，施工中存在的问题有所增加。为此，需要在施工中使用深基坑支护技术，提高承载力和围护质量，减少变形、沉降等危险事故，以维护地铁运行的安全性。

关键词：地铁车站；深基坑；支护施工

引言

地铁车站施工具有一定复杂性，一旦期间某一环节处理不当，则会对整个工程质量带来影响。

1地铁车站深基坑施工特点

首先，工程规模大、结构复杂性高。地铁工程或是贯穿城市的换线，或是连接某一区域的单线，工程规模较大，再加上内部的出入口多、停靠站多，使得工程结构复杂性上升，为深基坑施工带来了阻碍。

其次，管线密集度高。地铁会穿过闹市区、居民区，这些区域的地下结构中含有较多的管线工程，如水电管线、燃气管线、通信管线等。在地铁作业中，应做好对应部门的沟通交流，获取精准的管线排布图，以保障深基坑施工位置及深度的合理性。

最后，变形控制。地铁车站深基坑支护施工中，开挖深度较大，安全等级要求较高，且在作业中容易存在沉降变形问题。为优化工程质量，应做好科学管控，确保地铁车站施工的秩序性。

2地铁车站深基坑支护技术应用要点

2.1基坑开挖

（1）土方开挖应当在灌注桩与冠梁都满足设计强度要求之后才能开展。在基坑开挖前期使用纵向放坡的方式进行，坑中土方倒运处理，纵向坡度比低于1:7，属于第一和第二阶段；在开挖后期，纵向坡比超过了1:7，属于第三~七节段。（2）基坑纵向开挖的每一节段长度为6m，纵向坡比1:2，台阶高度不超过3m，台阶开挖工作后退式进行，且台阶长度大于5m。（3）基坑横向开挖时，首先进行中槽挖掘，槽底部宽6m，坡比为1:0.75，若为杂填土层，则坡比设为1:2。中槽挖掘结束之后再对侧部土方陆续开挖，在挖掘时需尽可能地保持对称，当挖掘到钻孔灌注桩周边时，替换成人工施工的方式，防止机械施工给桩体带来损坏。为了提升基坑附近的稳定程度，其附近的反压土宽度应当大于2m。（4）基坑开挖施工过程中，需要设下测量观察点对开挖情况进行随时监察。当使用机械设备挖掘到基底深度为0.3m的部位时，改为人工方式来处理开挖、平整和清理等工作，防止出现基坑超挖问题，并尽可能地减轻土层扰动。此外，疏通坑底积水，及时设置垫层，最大程度上避免基坑大面积和长时间的暴露在外。

2.2地下连续墙、连续桩施工

地下连续墙结构是一种常见的地下结构施工形式，但施工工序多，技术要求高。在设计中，既要保证设计基坑侧墙的单圆度，又要控制软土地基的结构，防止地下水位超过基坑表面。地下连续墙结构施工难度大，造价高，但能有效地发挥其在地下结构中的作用，对防止水土流失和渗漏有很好的效果。目前，连续墙结构在复杂地形中经常使用，如周边建筑物较多、软土地基范围广等。在施工过程中，支护结构的刚度应满足要求，既起到承压作用，又具有保护和支撑作用。

2.3钢筋混凝土圈梁支撑施工

钢筋混凝土梁轴线偏差不得超出8mm，浇筑作业中要控制好混凝土的温度变化，在浇筑完成后开始养护作业；钢筋搬运或吊装时，避免出现变形；支撑保护层和拉板保护层厚度分别控制在25mm和15mm；需要接受焊接施工的结构，在焊接前先要做好清洁作业，去除焊接材料或结构上存在的油污、杂物，以免降低焊接质量；临时支撑梁的制程节点3m范围内要利用箍筋进行加密处理；在圈梁和支撑结构分段浇筑作业中，须设置施工缝，位置可在1/3跨度处；为保证支撑梁质量，根据地质结构特征，开展混凝土垫层设计，垫层厚度控制在100mm内，并在上层铺设油毡，以达到阻隔效果。

2.4钢抛撑施工

钢支撑材料以无缝钢管为主，在支撑端头位置设置12mm厚度的封头钢板，安装完成后检查各节点质量。在盆式开挖区域内地下结构中设置抛撑牛腿，要求其施工强度达到80%以上。合格后开始钢管抛撑的施工，开挖深度在设计标高的0.5m以下；在预应力处理中，施加的预应力要分级开展，观察各节点在应力施加后的变化情况，确定节点连接稳固与否及制成结构质量。设置的支撑结构须严格按照图纸规范要求进行安装和拆卸；钢支撑的预应力会随着温差的变化而变化，工作人员需要做好预应力装置检查，在超出标准规范要求时进行及时调整。

2.5施加预应力

（1）钢支撑固定端充分固定之后，使用2台100吨液压千斤顶于活动端支撑两侧缓慢增加预应力，在此期间两台千斤顶需要保持对称。当预应力大小等同于设计预加轴力之时，使用钢楔锁牢支撑。（2）当下道支撑预应力的逐渐增加，上道支撑承受的应力可能会随之降低，因此需要严格按照设计规定，在钢支撑上安设具有复加预应力作用的设备，在墙体水平位移超出界限值时，可以适当提高预应力从而防止变形。（3）支架应力补强的主要基准是检查监测数据，并参考人工检测结果。监测数据校核的主要目的是将支承轴力控制在各机组的控制范围内。监测部门根据相应规范和设计要求，按支护通道的数量分层设置轴力装置作为监测点。每天向支护单位报送以大开挖土方为初始值的监测数据，重点关注支护及长时间暴露的支护，支护单位可根据监测值实时增加预应力。人工检查的目的是将单个支承轴受力不够大的情况控制在各单元的控制范围内，用锤子敲击无控制点的支承活动头堵铁，观察其牢固程度，确定是否加预应力，复合材料部分主要用于既有预应力支架上的支撑和长期暴露的支架。

2.6地下管线保护

地铁车站工程一般四周布设煤气管、污水管和雨水管等管线，为规避施工对周边管线的影响，工作人员须事先做好现场勘查，熟练掌握区域地质地形特征，对比分析图纸内容，对可能存在的影响情况加以分析，制定合理的施工方案，尽可能避开周边管线。落实责任制，合理划分工作任务，从而提高施工质量，降低管线被破坏的可能性。此外，加大施工过程监管，科学设置监测节点，对获取的参数数据进行实时分析，准确掌握沉降情况，再通过与专业人员的分析探讨，制定合理的解决措施，以此提高施工质量，保障周边管线的安全性。

2.7文明施工

在安全管理上，一方面要注重施工现场的封闭性，禁止非作业人员私自进出施工现场，对施工大门进行严格管控；另一方面要开展安全教育，深化人员安全意识，完善奖惩机制，约束员工的行为和思想。在环境保护上，应合理摆放设备材料，并在施工中做好洒水降尘处理，降低粉尘数量；设置隔音设备或采取降噪措施，降低噪声污染带来的威胁；设置排水系统，做到污水的统一回收与处理。在人员管理上，除了做好前期培训外，要求工作人员严格按要求佩戴齐全的安全防护设施，以增加安全系数。

结束语

由于城市中不论是地上还是地下环境均十分复杂，对于地铁车站工程的施工作业而言具有较多的不利要素，这也使得车站深基坑支护施工难度大大提升，需要使用适宜的支护技术对基坑实行加固处理，从而加强深基坑的稳固性，并减少给附近环境带来的不良影响。

参考文献

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