張雷明

摘 要：隨著我國城市化進(jìn)程步伐的加快，大中城市的地鐵建設(shè)已經(jīng)陸續(xù)開始，地鐵車站基坑開挖工程在城市中已是常見現(xiàn)象，該文就地鐵車站深基坑的開挖技術(shù)做了簡明論述，對開挖深基坑中的設(shè)計(jì)要求、施工要求、技術(shù)難點(diǎn)、解決辦法做了簡要介紹，著重介紹了地鐵深基坑的開挖工藝和支撐工藝，希望對地鐵車站的基坑開挖及類似的工程施工有所幫助。

關(guān)鍵詞：地鐵車站 深基坑 開挖工藝 支撐工藝

中圖分類號：U231 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）10（b）-0019-02

大中等城市的發(fā)展需要地鐵，地鐵施工多數(shù)在城市中的人口密集區(qū)，因其建筑物密集、交通飽和、地上地下管線較多、地質(zhì)狀況復(fù)雜等因素，對基坑開挖技術(shù)要求較高，在開挖過程中稍有不慎就會導(dǎo)致嚴(yán)重后果。

1 工程概況和難點(diǎn)分析

地鐵車站基坑開挖需要掌握工程概況：工程建設(shè)位置、工程結(jié)構(gòu)、施工面積、設(shè)計(jì)深度標(biāo)高、開挖地點(diǎn)的地質(zhì)狀況及周圍建筑狀況凡此等等。遇到的困難主要有：（1）工程水文地質(zhì)條件不好，地下水對基坑開挖有較大影響。（2）地上建筑物較多，尤其是在深基坑土體破壞范圍內(nèi)的建筑物，基坑開挖后荷載傳遞會引發(fā)基坑邊部失穩(wěn)，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致會塌陷。（3）施工地點(diǎn)附近交通繁忙，車流量過大易引起邊坡受力不均，嚴(yán)重時(shí)會導(dǎo)致邊坡滑陷。（4）其他影響基坑變形的因素都要加以控制。地鐵車站基坑開挖技術(shù)的核心表現(xiàn)在對深基坑支撐體系的控制上，這些影響深基坑開挖的因素都加大了對坑邊支撐維護(hù)的難度。

2 設(shè)計(jì)要求和施工要求

2.1 設(shè)計(jì)要求

按地鐵車站施工的要求、結(jié)構(gòu)和營運(yùn)的要求，工程要滿足下列最低條件。

（1）基坑安全：基坑工程安全等級為一級。（2）結(jié)構(gòu)耐久：主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)使用年限為100年。（3）抗震等級：結(jié)構(gòu)的抗震等級為三級，對非承重構(gòu)件也要采取相應(yīng)的抗震措施。（4）安全等級：車站主體結(jié)構(gòu)的安全等級為一級；附屬構(gòu)件和圍護(hù)結(jié)構(gòu)的安全等級可為二級；露天結(jié)構(gòu)和迎土面的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)類別可為二類。（5）防水等級：設(shè)備區(qū)和車站結(jié)構(gòu)的防水要設(shè)為一級，非設(shè)備區(qū)防水等級為二級。

2.2 施工要求

基坑開挖應(yīng)根據(jù)支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、降水排水要求，結(jié)合周圍建筑物狀況和交通狀況確定開挖方案。

基坑周圍地面應(yīng)設(shè)排水溝，且應(yīng)避免雨水、滲水等流入坑內(nèi)；同時(shí)基坑內(nèi)要設(shè)置必要的排水設(shè)施，保證開挖時(shí)及時(shí)排出雨水。放坡開挖時(shí)，應(yīng)對坡頂、破面、坡腳采取降排水措施。當(dāng)采取坑內(nèi)外降水措施時(shí)，應(yīng)按要求降水后方可開挖土方。

軟土地層必須分層、分塊、對稱、均衡地開挖，分塊開挖后必須及時(shí)施工支撐。對于有預(yù)應(yīng)力要求的鋼支撐和錨桿，還必須按設(shè)計(jì)要求施加預(yù)應(yīng)力。當(dāng)基坑開挖面上方的支撐、錨桿和土釘未達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)，嚴(yán)禁向下超挖施工。

基坑開挖時(shí)必須采取措施防止開挖機(jī)械等碰撞支護(hù)結(jié)構(gòu)、格構(gòu)柱、降水井點(diǎn)或擾動基底原狀土。

發(fā)生下列異常情況時(shí)，應(yīng)立即停止開挖，并應(yīng)立即查清原因和及時(shí)采取相應(yīng)措施后方可繼續(xù)開挖。（1）圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定的位移限值或位移速率持續(xù)增長且不收斂。（2）支護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力超過其設(shè)計(jì)值或突然增大。（3）圍護(hù)結(jié)構(gòu)或止水帷幕出現(xiàn)滲漏，或基坑出現(xiàn)流土、管涌現(xiàn)象。（4）開挖暴露的基底出現(xiàn)明顯異常，包括粘性土強(qiáng)度明顯偏低或者砂性土層水位過高造成開挖施工困難。（5）圍護(hù)結(jié)構(gòu)發(fā)生異常聲響。（6）邊坡或者支護(hù)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)失穩(wěn)征兆。（7）基坑周圍建筑物變形過大或已經(jīng)開裂。

3 基坑的開挖與支撐

地鐵車站基坑運(yùn)用的開挖技術(shù)主要表現(xiàn)在兩方面：一是開挖施工；二是保證開挖的支撐施工。

3.1 開挖施工

分層開挖方式。第一層，可采用大型挖機(jī)開挖，直到挖至第一道支撐處，開始安裝支撐并且施加預(yù)應(yīng)力。第二層，可采用小挖機(jī)在基坑中挖土、機(jī)械出土。第三層，即余下300 mm厚的土層，可由工人清除，減少對地層的擾動。

開挖時(shí)可分層、分段呈均衡對稱型向前進(jìn)行，在平面上是先中間后兩邊按一定坡度進(jìn)行。按照“開槽支撐、先撐后挖、分層開挖、嚴(yán)禁超挖”的原則進(jìn)行施工。

支撐預(yù)應(yīng)力控制。采用“分段、分層、分塊、對稱”的方法來組織施工，減少側(cè)墻橫向位移和坑底回彈或隆起，合理做好挖土和支撐的配合時(shí)間及關(guān)系，做好應(yīng)力控制。當(dāng)支撐加設(shè)后應(yīng)對支撐按設(shè)計(jì)要求及時(shí)加預(yù)應(yīng)力，當(dāng)墻體水平位移超過警戒值時(shí)可適當(dāng)增加預(yù)應(yīng)力或者采取加強(qiáng)支撐的措施以控制變形。

跟進(jìn)施工。當(dāng)基坑開挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，要根據(jù)施工方案、施工縫留置的位置及時(shí)進(jìn)行混凝土墊層的跟進(jìn)施工。

控制施工機(jī)械。在挖土過程中，要嚴(yán)格控制機(jī)械按規(guī)程操作，避免機(jī)械施工過程中臂碰撞支撐柱和土方超挖。

3.2 基坑開挖支撐施工

直撐法支撐。按照在地面進(jìn)行的預(yù)拼裝快速進(jìn)行支撐安裝，禁止使用不合格的或有損傷變形的支撐，預(yù)安裝時(shí)要按部位進(jìn)行順序編號，以免在安裝中出錯(cuò)，耽誤架設(shè)支撐的及時(shí)性。

斜撐法支撐?；佣祟^井、盾構(gòu)始發(fā)、盾構(gòu)接收井等大拐角處采用斜撐法支撐。斜撐安裝可預(yù)先在支撐座處埋設(shè)鋼板進(jìn)行焊接處理，也可以將斜撐支座連成整體后安裝。

施加和復(fù)加預(yù)應(yīng)力。在完成支撐作業(yè)后要按設(shè)計(jì)要求及時(shí)施加預(yù)應(yīng)力，預(yù)應(yīng)力常因圍護(hù)結(jié)構(gòu)位移、其后土體位移、溫度變化、施工振動等因素而發(fā)生損失，為避免維護(hù)結(jié)構(gòu)發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的位移，需要復(fù)加預(yù)應(yīng)力操作。

支撐的拆除。在拆除支撐時(shí)要注意分級釋放軸力，避免因短時(shí)間內(nèi)完全釋放預(yù)加應(yīng)力，而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)發(fā)生局部變形、開裂等現(xiàn)象，要按預(yù)應(yīng)力的大小順序逐步釋放。

4 結(jié)語

實(shí)踐表明，根據(jù)車站基坑的地質(zhì)條件和周邊環(huán)境條件，并結(jié)合基坑本身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，提出的地鐵車站基坑開挖順序、方法以及與之相適應(yīng)的聯(lián)合圍護(hù)結(jié)構(gòu)方案、圍護(hù)形式及參數(shù)，可以確?；颖旧淼倪吰路€(wěn)定與結(jié)構(gòu)安全。可嚴(yán)格控制地基變形；能夠滿足復(fù)雜條件下的基坑開挖安全、質(zhì)量與進(jìn)度要求。由于城市地理位置不同，地鐵建設(shè)地點(diǎn)的地質(zhì)條件及地下水位不同，同時(shí)地鐵車站的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)風(fēng)格不同，地鐵車站開挖的基坑需要的技術(shù)也不是千篇一律的，每個(gè)車站基坑開挖都要根據(jù)具體地點(diǎn)并結(jié)合圍護(hù)地鐵結(jié)構(gòu)形式和設(shè)計(jì)參數(shù)做進(jìn)一步研究。在城市地鐵建設(shè)過程中，工程建設(shè)者們都在實(shí)踐中努力探索、總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、推廣經(jīng)驗(yàn)，并積極應(yīng)用新技術(shù)、新材料、新工藝、新設(shè)備，大大提高了修建地鐵的效率，為降低修建地鐵成本、保證施工安全、改善城市交通做出了貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 董鵬飛.淺談地鐵車站基坑同步開挖施工技術(shù)[J].山西建筑，2011（31）：55-56.

[2] 葛海燕.淺析深基坑開挖施工技術(shù)[J].民營科技，2008（2）：147.

[3] 張頂立，黃俊.地鐵隧道施工拱頂下沉值的分析與預(yù)測[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2005，24（10）：1703-1705.