地鐵車站深基坑明挖法施工技術(shù)要點(diǎn)探討

耿志云

摘要：深基坑包括降水、支護(hù)、開挖及監(jiān)測(cè)。為創(chuàng)造干地作業(yè)條件，開挖前提前降水，地下水位變化導(dǎo)致土體變形，對(duì)建（構(gòu)）筑物和地下管線產(chǎn)生影響，危及使用及安全;支護(hù)體系安全儲(chǔ)備小，存在較大風(fēng)險(xiǎn);開挖不合理導(dǎo)致支護(hù)體系變形過大、失穩(wěn)引起基坑破壞;監(jiān)測(cè)能及時(shí)發(fā)現(xiàn)降水、支護(hù)及開挖時(shí)存在的問題并加以解決。

關(guān)鍵詞：深基坑;開挖;支護(hù);降水;監(jiān)測(cè)

1降水

系統(tǒng)包括潛水泵與管井，重點(diǎn)是替漿清孔與洗井。

1.1基本要求

①管井井點(diǎn)降水提前20天進(jìn)行，保持坑內(nèi)水位低于開挖面1m。②井點(diǎn)間距15m，數(shù)量及抽水強(qiáng)度根據(jù)地層含水量調(diào)整。③降水井Ф350mm，孔深至基底下8m;Ф219mm鋼管井管、濾管及沉砂管?？油庥^測(cè)井Ф300mm，Ф108mmPVC井管。砂礫濾料5～10mm。④潛水泵揚(yáng)程大于40m，流量20m3/h。

1.2工藝流程

施工準(zhǔn)備→鉆孔→清孔→安放井管→回填濾料→封口→洗孔→安裝水泵→試抽水→正常工作→填埋井管→封井

1.3方法及技術(shù)質(zhì)量

①泥漿護(hù)壁循環(huán)成孔;泥漿濃度符合護(hù)壁及清孔要求。②保證孔深及垂直度，確保井管順利安裝。③安管前替漿清孔，保證井管垂直度及鋼筋骨架連接牢固;安管時(shí)不能轉(zhuǎn)動(dòng)或上下串動(dòng)，防止濾網(wǎng)破損。④安管后用砂礫在濾網(wǎng)與井管周圍回填密實(shí)，井口3米黏土回填夯實(shí);泥漿泵沖清水與空壓機(jī)抽水洗井，清除孔壁、孔內(nèi)和透水層中泥漿。洗井前后兩次抽水量相差小于15%，洗井后沉渣不上升。⑤安裝水泵前測(cè)井深、沉渣厚度;洗井合格后，用纜繩將水泵吊入井內(nèi)。潛水電機(jī)、電纜和接頭絕緣，配置保護(hù)開關(guān)。安完后做單井試驗(yàn)性抽水，確定其出水量和降水深度。⑥更換新水泵前清洗濾井、沖除沉渣。

1.4降水要求

降水與開挖同向;避免降水速度過快引起孔內(nèi)涌水;井管隨開挖進(jìn)度分段拆除。降水時(shí)，測(cè)量每口井流量與水位?？觾?nèi)外設(shè)監(jiān)控點(diǎn)，觀測(cè)降水時(shí)對(duì)周圍環(huán)境和基坑影響。

2支護(hù)體系

2.1鋼支撐安裝

①一端固定端，一端活動(dòng)端，中間為標(biāo)準(zhǔn)管節(jié);坑外分段拼裝。②接長(zhǎng)時(shí)，接頭處焊法蘭盤和鋼肋板，螺栓擰緊。③整體兩點(diǎn)吊裝，吊點(diǎn)距端部0.2L。④安裝容許偏差。1）兩端標(biāo)高差小于2cm及支撐長(zhǎng)度1/600。2）撓曲度小于支撐長(zhǎng)度1/1000。3）水平軸線偏差小于3cm。4）中心標(biāo)高及同層支撐頂面標(biāo)高偏差±3cm。⑤各節(jié)點(diǎn)連好后施加預(yù)應(yīng)力;兩端設(shè)支托或吊掛，防止圍護(hù)變形或施工撞擊脫落。

2.2軸力施加

2臺(tái)標(biāo)定合格的200T千斤頂。千斤頂分級(jí)施加支撐軸力，一次施加大于設(shè)計(jì)值40%，后按設(shè)計(jì)值20%逐級(jí)增加;施加預(yù)應(yīng)力后再次加固，端板處空隙用細(xì)石混凝土填實(shí)。

2.3技術(shù)及質(zhì)量安全

①支撐位置墻面處理，支撐頂端及墻面受力均勻。②架設(shè)前控制好端頭托架標(biāo)高，確保各支點(diǎn)在同一水平線;端部斜支撐焊好端面與三角鋼板撐座。③安裝時(shí)端頭、支撐、千斤頂各軸線在同一平面，對(duì)角順序扳緊法蘭螺栓。④檢查安裝節(jié)點(diǎn)焊接質(zhì)量及時(shí)加焊，合格后施加預(yù)應(yīng)力;結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)再檢查一遍，確保安全可靠。預(yù)應(yīng)力施加用超高油壓泵站控制油壓千斤頂，精度值±3T。⑤加力前設(shè)定支撐軸力監(jiān)測(cè)點(diǎn)，取得初始讀數(shù)后加力;加力后測(cè)試實(shí)際預(yù)加力，控制預(yù)加力施加準(zhǔn)確。按設(shè)計(jì)分級(jí)加載和現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)墻體加載反應(yīng)確定加載速度。⑥施加預(yù)應(yīng)力至設(shè)計(jì)值后塞緊鋼楔塊再拆除千斤頂。⑦預(yù)加力后，開挖時(shí)禁止碰撞鋼支撐;定期監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)補(bǔ)加預(yù)應(yīng)力。⑧預(yù)應(yīng)力加設(shè)前后12h內(nèi)，加密監(jiān)視頻率，發(fā)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力損失或圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形速率無明顯收斂時(shí)，復(fù)加預(yù)應(yīng)力至設(shè)計(jì)值。⑨支撐發(fā)現(xiàn)撓度增大或鋼楔松動(dòng)，重新施加軸力。

3開挖

3.1工藝流程

施工準(zhǔn)備→第一道混凝土支撐→開挖第一層土方→墻面找平→安裝第二道鋼支撐→開挖第二層土方→墻面找平→安裝第三、四道鋼支撐→開挖各層及剩余土方→墻面找平→人工清底→地基承載力驗(yàn)收→施工墊層→進(jìn)入下一流水段

3.2基本要求

①坑外用長(zhǎng)臂挖機(jī)裝車，坑內(nèi)液壓反鏟配合，渣土車運(yùn)輸。②開挖縱向分段，臨時(shí)放坡小于1：1.2;適當(dāng)高度設(shè)置臺(tái)階，每開挖層坡腳設(shè)一橫向截水溝。③階梯狀開挖遵循“從上到下，分層、分段，留土護(hù)坡，階梯流水開挖，墊層及時(shí)澆筑”原則。④豎向分層最深4m，超過4m分二層或多層開挖。

3.3作業(yè)順序

①首層開挖至第一道支撐下0.2m，施工第一道混凝土支撐。②第二層及以下各層開挖至本層鋼支撐底部下0.5m，架設(shè)鋼支撐;中部掏槽，倒退開挖，邊坡1：1，兩側(cè)土臺(tái)寬度大于3m。③最后一層機(jī)械開挖至基底以上0.2～0.3m，中部掏槽，倒退開挖，邊坡1：1，兩側(cè)土臺(tái)寬度大于3m。

3.4開挖施工

（1）首層開挖。開挖至支撐梁底，施做墊層，澆筑混凝土。（2）分層開挖。第一道混凝土支撐滿足強(qiáng)度后，在頂部布設(shè)工作平臺(tái)及通道。每層挖至鋼支撐底部下0.5m，進(jìn)行支撐安裝和預(yù)應(yīng)力施加。放坡開挖，反鏟倒運(yùn)，長(zhǎng)臂挖機(jī)挖裝。后一段開挖須在前一段支撐安完后進(jìn)行;第二～四層每段開挖后，8h內(nèi)完成2根支撐安裝并施加預(yù)應(yīng)力。最后一層開挖每段控制在3m，支撐安裝1根?？拷鼔w0.5m及基底0.2～0.3m保護(hù)層用人工開挖，基底平整后施做墊層。（3）出土。第一臺(tái)反鏟置于臺(tái)階上，挖掘該臺(tái)階以下土體，挖土甩放在上一層臺(tái)階，由上一層臺(tái)階反鏟接力;每層臺(tái)階反鏟負(fù)責(zé)該臺(tái)階面到下一臺(tái)階面的土方，坑外長(zhǎng)臂挖機(jī)負(fù)責(zé)裝車。剩余土體用吊機(jī)吊出。（4）技術(shù)及質(zhì)量安全。①坑內(nèi)積水為原地層含水及雨水。每段開挖時(shí)超前設(shè)置一集水坑，將積水匯入，集中排至坑外，確保開挖面不浸水。②縮短無支撐暴露時(shí)間，減少土體擾動(dòng)范圍;隨挖隨撐并及時(shí)施加預(yù)應(yīng)力;加載卸載過程中圍護(hù)結(jié)構(gòu)受力要符合要求;支撐完成才能進(jìn)行下一層土方開挖。③開挖時(shí)嚴(yán)禁碰撞已架設(shè)鋼支撐。④滲漏水用坑內(nèi)砂土反壓、雙液漿封堵或?qū)Ч芤拧?/p>

⑤開挖時(shí)加強(qiáng)基坑內(nèi)外觀察及監(jiān)測(cè)，出現(xiàn)異常立即處理。⑥開挖至第一道支撐4m以下時(shí)，全天巡視。

3.5監(jiān)測(cè)

（1）監(jiān)測(cè)項(xiàng)目。圍護(hù)結(jié)構(gòu)整體位移量測(cè)、基坑內(nèi)外地表沉降、鋼支撐軸力、地下水位、地物變形、開裂情況。（2）監(jiān)測(cè)頻率及巡視頻率。1）監(jiān)測(cè)頻率（基坑圍結(jié)護(hù)構(gòu)、周邊環(huán)境）①開挖期間：深度小于5m時(shí)，1次/3天;深度大于5m小于10m，1次/2天;深度大于10m小于15m時(shí)，1次/天;深度大于15m時(shí)，2次/天。②開挖后：1～7天，1次/天;7～15天，1次/2天;15～30天，1次/周;穩(wěn)定后1次/月。（3）監(jiān)測(cè)報(bào)警。1）當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一時(shí)，立即報(bào)警。①當(dāng)數(shù)據(jù)達(dá)到報(bào)警值。②支護(hù)結(jié)構(gòu)或周邊土體位移出現(xiàn)異常，基坑隆起或陷落。③支撐體系出現(xiàn)過大變形、壓屈跡象。④周邊建（構(gòu)）筑物結(jié)構(gòu)、周邊地面出現(xiàn)突發(fā)裂縫。2）當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一時(shí)，立即停止施工。①圍護(hù)結(jié)構(gòu)及其背后土體坍塌、滑移及開裂。②數(shù)據(jù)不斷增大趨勢(shì)。③地表沉降過大，超過控制基準(zhǔn)或出現(xiàn)明顯裂縫并不斷發(fā)展。

結(jié)束語：明挖法作為常見基坑開挖工藝，其具備施工難度相對(duì)低、建設(shè)質(zhì)量有保障、作業(yè)效率高且支撐穩(wěn)定性好等眾多優(yōu)勢(shì)，因而得以廣為應(yīng)用。為促使其建設(shè)施工得以順利開展，在具體項(xiàng)目的建設(shè)伊始，須切合實(shí)際，認(rèn)真編制施組及專項(xiàng)方案，明確施工計(jì)劃，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)好各項(xiàng)主要資源，抓好各工序、各環(huán)節(jié)的施工作業(yè)管控，從而促使地鐵車站建設(shè)施工順利、優(yōu)質(zhì)完成。

參考文獻(xiàn)

[1]趙欠南，葉欣欣.地鐵車站主體結(jié)構(gòu)明挖法施工技術(shù)分析[J].工程技術(shù)研究，2021，6（8）：108-109.

[2]王江.地鐵明挖車站基坑開挖施工技術(shù)[J].工程機(jī)械與維修，2021（04）：92-94.