地铁车站深基坑明挖法施工技术要点探讨

地铁车站深基坑明挖法施工技术要点探讨

董文鑫

青岛市政空间开发集团有限责任公司城轨分公司 山东青岛 266000

摘要：城市轨道交通项目施工过程中，车站深基坑开挖是安全风险较大的一个施工工序。城镇化的加速发展不但使城区人口密度急速增加，而且给居民的出行带来挑战，中心城区紧张的土地资源使得交通拥堵日益加剧。市政地下隧道大大地拓展了出行空间，提高了出行效率，在缓解交通拥堵等方面发挥了重要的作用，成为城市立体交通体系极为重要的组成部分。

关键词：地铁车站；深基坑；明挖法；施工技术

引言

与山岭隧道工程不同，城区的隧道工程为了节约工期和降低造价，减少地表交通时间，往往选择明挖法施工，但城区复杂的周边环境又对隧道施工安全、施工工艺提出了更为严格的要求。

1基坑明挖法施工方案

根据分段开挖的原则，将某车站划分为9个施工段，开挖采用台阶法，按照先两头、后中间的顺序开挖，为各工作面适配3~4台挖掘机和10~15台自卸车，分别用于开挖土方和外运土方。开挖土方输送安排在夜间10点至次日5点，目的在于避免交通拥堵和环境污染。为满足清基土方难以及时外运而产生的临时堆放需求，在车站两端开挖临时弃土场。自卸车装载土方后，先将轮胎冲洗干净，再按照指定的路线将土方运送至堆放场。土石方开挖分层依次推进，基坑内安排1台挖掘机，用于向地面倒土，再由自卸车装载、外运。联合应用龙门吊和坑内小型挖掘机，协同完成基底土的出土作业，首先用龙门吊将土方吊运至基坑周边，再由挖掘机辅助，将吊运后的土方装载至自卸车上，以便外运。严格控制各层的开挖量，避免超挖、欠挖。

2地铁车站深基坑明挖法施工技术要点

2.1开挖流程

根据分层开挖的要求，将整个开挖范围划分为4层，具体如下：1）冠梁底以上（第一层）：开挖设备采用反铲挖机，开挖深度1.5m，从车站大里程端开始向小里程端推进，从小里程端外运土方。2）第一道钢支撑以上（第二层）：台阶法开挖，开挖深度7.2m，多台反铲挖掘机接力作业。本层以淤泥质土、砂砾、粉质黏土居多，根据土层的特殊性做针对性的开挖。其中，淤泥质土层的开挖陡坡不超过1∶2，为保障坡顶机械的安全运行，在基坑内挖机下铺设钢板平台。局部地质条件较差而无法开挖成台阶，此时开挖采用长臂挖掘机完成。3）第二道钢支撑以上（第三层）：台阶法开挖，开挖深度4.5m，开挖陡坡不大于1∶1.5，多台反铲挖掘机接力开挖。4）基底以上（第四层）：台阶法开挖，开挖深度4.4m，开挖陡坡不大于1∶1.5，多台反铲挖机接力开挖。基底土方开挖设备选用长臂挖机，土方运输用10t龙门吊完成，及时输送开挖产生的土方。

2.2预留核心土施工工艺

在传统的明挖法施工中，同一水平面的土是同时向下开挖的，开挖到一定的深度后，开始支模板浇筑混凝土支撑和设置钢管支撑，这时传统的明挖法施工将面临一个问题：基坑开挖到的平面标高通常在混凝土支撑的设计标高之下，浇筑混凝土所搭设的模板还将使用模板架和脚手架才能正常进行混凝土支撑的浇筑，搭设模板架不仅费时费力加大施工工期，脚手架和模板架在浇筑时还将面临一系列的安全问题，使施工现场难以管理。预留核心土基坑施工方法能解决此类问题，预留核心土法适合配合地下连续墙围护或者SMW工法桩维护结构进行施工，在围护结构按设计位置施工完毕后，在基坑各边向内缩进1.5~2m处放线，此时基坑边缘到该放线区域即为开挖区域，而该放线所围成的区域即为预留核心土区域。当基坑开挖作业挖到距预留核心土部分1~1.5m左右时，确保预留核心土边缘具有一定的自稳性，然后开始施作混凝土支撑结构。在本新型明挖法中施作混凝土支撑结构时，在预留核心土部分开挖沟槽，按照混凝土支撑的设计标高、位置和截面尺寸以及所采用模板的厚度确定预留核心土中所开挖沟槽的深度和宽度系数。开挖好沟槽后对沟槽进行平整和稳固，检验其尺寸没有偏差，之后就可以直接将浇筑混凝土支撑所用模板贴合沟槽内壁并固定。对于两端悬挑出来的模板，应用连接件使模板和围护结构进行固定，同时可架设小型钢管对悬挑出的模板进行支撑，确保浇筑混凝土时不会发生偏移和变形。浇筑混凝土时应自中间向两边浇筑，并随时检查模板不会出现漏浆等现象。

2.3SMW工法桩施工

SMW工法桩三轴深层搅拌桩的布置形式为φ850@600，H型钢的尺寸为H700mm×300mm×13mm×24mm。为保证H型钢能顺利插入和拔出，减摩工作是SMW工法施工的关键工序。减摩剂配合比应结合现场施工条件确定，并考虑环境温度等各方面因素。随后将制备完成的减摩剂均匀地涂抹在型钢表面，涂刷次数不少于2遍，涂抹厚度一般以3mm为宜。SMW工法桩型钢的布置形式为“插一跳一”。H型钢的插入借助导向轨进行垂直度控制，导向轨由型钢拼接而成。为了避免导向轨对H型钢表面减摩剂的破坏，导向轨边用橡胶皮进行包裹。由于三轴深层搅拌桩水泥土的硬化具有一定的时间限制，因此H型钢应及时插入，一般在搅拌桩停止搅拌后30min内进行插桩，不能超过1h。为了保证H型钢顺利插入，当遇到难于贯入时，可以利用锤压机具辅助插入。

2.4基坑开挖时的监理控制

（1）通常情况下,工程施工者会依照地铁车站的整体结构特点与工程建设程度,合理地开展深基坑开挖工作。在开挖工作中,注重分层、对称、分段、限时、平衡、均匀的原则,并按照一定的顺序进行施工。（2）在项圈梁建造完毕后且其质量能够满足工程建设要求时,开槽支撑工作方可进行。施工建设人员应通过计算选择适合的位置进行支撑工作,防止墙顶位置发生改变或地面出现裂缝。（3）对工程建设施工单位的挖土施工情况进行检查与监督。查看施工单位的工作是否遵循对称、分段、分层、限时、平衡、均匀的原则,防止施工单位挖土量大于工程设计量,并且要求每层开挖底面的标准高度不低于此层支撑底面的标准高度。每一个开挖段规定为25m。在对每个开挖段进行施工的过程中,可将其分成多个开挖小段并规定每一开挖小段的工作时间。第一层开挖小段应≤12m,需要在16h之内完成开挖工作、8h之内完成支撑工作;第二层开挖小段应≤6m,需要在16h之内完成开挖工作、8h之内完成支撑工作,并且在18h之内完成钢斜撑工作。（4）在东、西两侧基坑实时开挖工作前,管理人员应监督施工单位安装好对撑,然后再进行斜撑内的土方挖除工作;并且应采用分段限时的方法进行工作。（5）地铁车站深基坑管理工作者应对基坑施工现场进行实时监督,保证基坑周围10m之内放置物品的重量在荷载范围之内。

结语

总之。在每一项管理工作中,都要保证施工建设的质量,保证地铁车站深基坑工程质量符合相关标准,从而推进工程建设的发展。

参考文献

[1]奚家米,熊元林,张驰,等.复杂环境下软土深基坑开挖对周围环境的影响[J].河南科技大学学报(自然科学版),2021,42(1):68-75.

[2]管涛,孙世国,江俊,等.北京某小区复杂环境下深基坑支护技术及变形研究[J].建筑结构,2021,51(S2):1509-1513.

[3]涂伟.建筑工程施工中深基坑支护的施工技术探究[J].科学技术创新,2018(13):103-104.

[4]杜显林.复杂周边环境下基坑开挖与支护技术[J].施工技术,2020,49(6):105-108.

[5]宋志国,梁森,郭钢,等.深圳恒大中心基坑围护结构的环境变形施工控制方法研究与应用[J].建筑科学,2020,36(S1):144-149.