地铁深基坑开挖与支护施工技术研究梅小峰

地铁深基坑开挖与支护施工技术研究梅小峰

梅小峰

中铁上海工程局集团第一工程有限公司安徽芜湖241000

摘要：随着城市化的快速发展，大规模的地下空间开发利用是一个必然趋势。考虑到基坑越来越深，规模越来越大，离周边建筑越来越近，而地铁车站又大多采用明挖法施工，因而深基坑工程特别是深基坑支护成为一个非常重要的研究方向，也具有非常重要的意义。

关键词：地铁深基坑；支护；施工技术

引言：

随着城市化进程的加快，许多城市都面临着比较严重的交通问题，地铁由于具有运行速度快、不堵车等优点已经得到越来越多城市的认可。与此同时地铁的运行安全问题也受到社会的极大关注，不仅要在日常的运营维护中确保地铁的正常运行，而且要在地铁工程的建设中予以最大的保障。作为工程建设中一项关键的技术，深基坑开挖对于保障地铁工程的顺利建成以及日后地铁的正常运营十分重要。所以有必要对深基坑的开挖技术进行详细的探讨，对其中一些施工技术进行科学的论证，从而确保整个工程建设的质量。

1深基坑工程

深基坑工程是城市地铁工程建设中一项综合性极强的系统性工程。主要包括：基坑支护体系设计、基坑支护施工以及土方开挖等项目。在实际的施工过程中需要相关的结构技术人员与岩土工程协调配合，并严格遵循审核性与综合性原则，才能较好的完成深基坑的基坑体系设计、施工、土方开挖等工作。此外，在进行深基坑的开挖时还要对施工现场周围的土质条件、水文情况进行严格的评估，并据此选择恰当的深基坑形状，为工程的顺利完成打好基础。

2深基坑的方案选择

选择合理的施工方案是进行深基坑开挖的前提条件，在进行方案选择时应该注意以下几个方面：①如果施工现场的地下水位较低（即深基坑大约5m以下没有出现水土质基坑），那么应该选择加设开挖平台、分级放坡开挖或者是无支挡方式进行；②如果在深基坑5m以下出现了水土质基坑（即说明地下水位较高），应该果断的选择架设开挖平台或者进行分级放坡开挖。同时还要依据实际的涌水量进行降水井的设置以及抽排水处理；③对于5m以下出现土质和石质基坑的情况，则以分级放坡开挖为宜，对于石质部位的处理则宜采用松动爆破的方式进行。一般来说采用全站仪对控制网中基础中心位置、纵横边线进行测量，其目的是为接下来的开挖做好准备。在进行测量时纵横中线各端都能够设置超过两个的方向控制桩，并且桩位应该位于基坑外围的安全范围内。根据开挖的坡度和十字线位置进行边线的测设，并且做好标记以明确基坑的施工范围。另外，在深基坑开挖之前还要通过排水装置进行严格的排水处理，并由相关人员进行截水沟的作业设置。

待上述准备工作完成之后就要进行深基坑的开挖施工，开挖时由专业的技术人员对开挖的位置进行实时测量，确保对基坑土质状况的完全掌握。并且在科学分析掌握已有数据的基础上及时的完善修改开挖坡度与基坑尺寸。在开挖的过程中还需要做好以下两个方面的准备：

①形成施工人员与实时监测人员的联动反馈机制，避免出现基坑的超挖现象和不必要的回填；②对于土质条件较差的施工环境应该首先采取有效措施进行基坑周边的加固处理，防止出现坍塌事故。

3基坑开挖及支护方法

施工准备：基坑开挖前认真查看围护结构施工记录，对在围护结构施工过程中有异常情况的提前进行处理。按设计规定的技术标准及地质资料，严格细致地做好基坑施工组织设计（包括周围环境的监控措施）和施工操作规程，对开挖中可能遇到的渗水、边坡稳定、涌泥流砂等现象进行技术讨论，提出应急措施预案并提前进行相关的物资储备。准备好地面排水及基坑内抽排水系统。按设计要求加工、购置钢支撑。为出土、运输和弃土创造好条件，确保基坑连续开挖。对基坑周边30m范围内的建筑物进行调查，并对基坑、周围建筑物、地面及地下管线等编制详细的监控和保护方案，预先做好开挖前监测点的布设、初始数据的量测和检测仪器的调试，检测工作准备就绪，保证监测的可靠性和及时性，以便及时指导和调整开挖施工。配备足够的开挖及运输机械设备，做好机械的检测、维修保养等工作，确保机械正常作业。开挖到每层钢支撑标高位置后，必须先架设钢支撑并按设计施加轴力再往下开挖。当开挖到车站尾部剩下少量无法用自卸汽车直接运出的土方，用履带吊机垂直吊出，土方全部挖完后，用履带吊将挖掘机吊出。车站附属结构采用反铲挖掘机分层接力退挖，自卸汽车在基坑顶运土。开挖到钢支撑标高位置后，及时架设钢支撑并施加轴力。最后在端部剩下少量土方无法用挖掘机接力挖运时，采用汽车起重机吊土或龙门吊垂直提升，土方全部挖完后，挖掘机用汽车起重机吊出。

4基坑支护施工技术

4.1钢支撑施工原则

（1）先支撑后挖土原则：即挖土的标高任何时候，不得深于待安装钢支撑底标高下50厘米。（2）先形成体系后受力原则：即每一根支撑杆正式受力前必须先形成横向拉结，保证压杆的稳定。（3）先结点可靠后受力原则。（4）钢支撑安放过程中相邻两钢支撑的固定端和活动端应相互错开。

4.2钢支撑施工主要施工方法

当土方开挖到钢支撑设计位置以下0.5m处时，由于基坑宽度不一致需要在现场实际测量尺寸进行组装，有系梁限制，吊装需要分为两次进行。停止开挖基坑凿出预埋钢板安装钢支架。钢支撑按标准宽度组拼一端固定、一端活动，在活动端使用特制钢楔固定支撑。利用履带吊安放钢支撑到钢牛腿上，用固定端旋转法使活动端较宽位置支撑于预埋钢板上，支撑端部固定。地连墙预埋厚20mm钢板与支撑端头焊接，在钢支撑活动接头箱室两端各焊有千斤顶支托架，以便由千斤顶施加预应力。

4.3混凝土支撑施工方法

先施工冠梁，在冠梁施工过程中预埋混凝土支撑的钢筋，待基坑内桩基和土方完成后施工混凝土支撑。施工工艺流程：施工准备－测量放样－混凝土支撑施工面平滑－铺设牛毛毡隔离层并放出中线－绑扎混凝土支撑钢筋－安装混凝土支撑模板－浇筑支撑混凝土－拆除模板，及时养护。

4.4支撑施工注意事项

（1）开挖时实行分层开挖，随挖随架钢支撑，在支撑位置挖出来后，迅速安装钢支撑并及时按设计值施加预应力。（2）事先在地连墙上标出支撑位置，提前进行支撑位置处墙面的处理，以使支撑顶端及墙面受力均匀。（3）钢支撑事先在基坑外分段拼装，在钢管接长时，在钢管接头处焊设连接法兰盘和钢肋板，并用螺栓拧紧。（4）支撑加力之前，迅速设定支撑轴力监测点，取得初始读数后加力，加力后测试实际预加力，以此控制预加力施加准确。对钢支撑加力时，按设计分级加载和现场观测墙体加载反映决定加载速度，按设计要求预加力。

结束语：

深基坑工程是指在地表以下开挖的一个地下空间及其完成配套的支护体系。而深基坑支护就是为保证深基坑开挖，结构施工顺利进行及基坑周边环境的安全，对基坑侧壁以及周边环境采用的支挡，加固与保护措施。进行深基坑的开挖及支护施工难度更大，我们必须保证其基坑自身的安全稳定，以有效的控制基坑周边地层移动以及保护周围环境。

参考文献：

[1]陈胜.地铁车站深基坑开挖围护结构及其施工技术的探讨[J].建材与装饰.2016(51)

[2]王锋.浅谈地铁深基坑施工中的地质风险[J].科技展望.2014(22)

[3]刘翔,罗俊国,王玉梅.地铁深基坑工程风险管理研究[J].施工技术.2008(07)