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1、 地铁车站深基坑工程施工技术探讨 Summary:近年来,城市地铁建设发展较快,地铁车站的基坑工程的规模和开挖深度也越来越大,因此,对地铁车站基坑工程的施工技术有了更高要求。本文结合地铁车站深基坑工程实例,阐述了基坑开挖的施工安排和开挖方法,总结了边坡稳定、土方开挖、支撑体系的质量保证措施,确保了施工顺利进行,为地铁车站深基坑工程提供施工经验。Keys:深基坑;开挖方法;边坡稳定;支撑体系;质量保证措施ThesubwaystationofdeepfoundationpitengineeringconstructiontechnologytoexploreLiYuJiPickto:inrecen
2、tyears,urbansubwayconstructiondevelopmentfaster,subwaystationfoundationpitengineeringofthescaleandcuttingdepthtoomoreandmorebig,therefore,thesubwaystationfoundationpitengineeringconstructiontechnologyhasahigherrequest.Combiningwiththesubwaystationofdeepfoundationpitengineeringexamples,thispaperexpou
3、ndstheconstructionoffoundationpitexcavationarrangementandexcavationmethods,sumsuptheslopestability,earthexcavation,supportingsystemofqualityassurancemeasures,toensuretheconstructionsmoothly,thesubwaystationfordeepfoundationpitprojecttoprovideconstructionexperience.Keywords:deepfoundationpit;Excavati
4、onmethod;Slopestability;Supportsystem;Qualityassurancemeasures近几年来,我国城市地铁建设发展迅速,地铁车站的建设也越来越多。地铁车站的基坑工程不仅规模不断扩大,而且开挖深度也越来越深。在地铁车站深基坑面临着技术风险高,地下障碍物多,施工条件复杂,难度大等诸多难题。在基坑施工中,如何组织开挖,不但影响工期、造价,而且还影响支护结构的安全和变形值,直接影响环境的保护,同时如何保证施工质量,也是一个难点。因此,地铁车站深基坑工程的施工技术也越来越受到重视。1工程概况某地铁车站工程,基坑开挖长度118.3m,宽度38.4m/28.7m,基底
5、开挖标高15.5m(局部17.1m),与地铁5号线在1层,2层垂直重叠部位长度26.4m,开挖土方量为46267m3,其中1层土方为23954m3,2层土方为22313m3。故本工程土方开挖属于深基坑开挖。2水文地质条件2.1地质条件工程地势平坦,第四系覆盖层厚度较大。据勘察结果,60m以内土层为第四系全新世至早更新世沉积的疏松沉积物,以粘性土为主,间夹砂性土。2.2水文条件场区内地表水系极其发育,地表水由珠江水补给,水位标高变化主要受珠江水位、周围江湖水位及季节性降水影响。勘察期间测得:场区内潜水稳定水位标高为2.0m2.5m;微承压水主要赋存于浅层粉土、粉砂夹粉土层中,富水性中等;微承压水
6、水位标高为1.0m1.5m,场区内承压水主要赋存于中部的粉土、粉砂层中,富水性中等;承压水水位变化一般在8m12m。3施工安排根据本地区施工经验知,地表水、潜水及微承压水对深基坑工程建设有影响,当基坑开挖深度超过15m时,可能还会受承压水的影响。故在基坑进行开挖前,按照基坑降水方案,布置好降水井,实施降水。地铁1层基坑土方用明挖法施工,基底标高为7.9m,并按施工布置留出出土通道。由于2层基坑基底标高为15.5m(局部为17.1m),故现以2层基坑开挖为例进行具体阐述。3.1-2层基坑开挖方案1)开挖原则:按照“时空效应”施工方法实施,采用“分区、分层、分段、对称、平衡”的开挖方法和“随挖随撑
7、,以尽量减少基坑暴露时间为目的”的支撑方法作为主导思想,应用机械施工为主,人力施工为辅的开挖方式,每层、每段采用盆式挖土法进行具体施工;2)开挖分区:根据设计图纸,地铁基坑开挖分区段划分,3号线基坑分B区,D区及C区(见图1);图1开挖分区图3)开挖分层:根据3号线基坑布置方案,基坑2层分两层开挖,第一层开挖深度1.6m,开挖标高为9.5m;第二层开挖深度6.0m,开挖标高为15.5m,由于第二层开挖深度大,故又分成两小层,第一小层开挖深度3m,开挖标高为12.5m;第二小层开挖深度3m,开挖标高为15.5m;局部较深处分成第三层挖至基坑底设计标高,开挖深度1.6m,开挖标高为17.1m。每个
8、开挖区的各个开挖层均分成6m小段开挖;4)总体上3号线基坑土方开挖由东西两端对称平衡地向5号线方向同时进行;机械挖不到的死角用人工翻挖,堆向坑下小挖掘机或坑上长臂挖掘机,设计坑底以上30cm厚的土方均采用人工清底,尽量减少机械对坑底土体的扰动。3.2土方外运1)根据广州市政府相关规定,弃土只能在晚上23:00至早上5:00之内外运,以防堵塞交通及影响市容;2)用20台15t自卸翻斗车在晚上外运,则可完成土方任务;3)为保证市内清洁,防止车辆漏、掉泥土,要对运输车斗进行改造。4挖土方法4.1基坑开挖前的准备工作1)清除基坑范围内障碍物,修好基坑出土道路及施工场地范围内运输便道;2)做好地面排水及
9、基坑降水工作,确保降水效果;3)按工程监测要求,作好各种不同类型的测点布置,并测设各测点的初始数据;4)按设计要求完成冠梁施工,并达到设计强度。4.2基坑开挖具体方法1)基坑-2层上部第一层(1.6m厚)开挖用EX200挖掘机直接在基坑内挖土,自卸车直接在路基箱上退到基坑内运土出坑,开挖标高为-9.5m,与大基坑高差按11放坡,坡底距冠梁边设置1.5m宽平台,组织3号线冠梁施工,冠梁采用C30早强混凝土浇筑,确保浇筑完7d内,混凝土强度达到设计强度的85%,使其具备安装钢支撑的条件,安装一道钢支撑;2)第二层1小层(3m厚)待支撑安装完成后,在钢支撑间沿横向方向设铺路基箱,作为挖掘机及自卸车行
10、走道路,EX200挖掘机退回基坑内挖土,自卸车由路基箱上退到基坑内运土出坑用;3)第二层2小层(3m厚)用EX200挖掘机站在基坑周边挖土,基坑内用铲斗容量为0.4m3挖掘机喂土给基坑边上挖掘机,装车运土出坑;4)局部较深处,第三层开挖采用长臂挖掘机在连续墙外侧基坑边上,挖掘机长臂伸入基坑内挖土出坑,下部采用铲斗容量为0.4m3挖掘机负责水平方向集土工作,基坑外利用1层基础承台架设200mm厚路基箱作为运土道路;5)在各层每小段开挖时,均采用盆式开挖法施工;先挖中间部位土方至设计开挖面,在连续墙边每侧留出6m宽度土方,待中间部位土方开挖完成后,开挖两侧预留部位土方,每小段土方开挖至设计基坑底标
11、高后,立即施工基础垫层及基础底板钢筋混凝土结构;6)在前期,站房1层土方开挖结束前,尽可能利用站房预留出土通道进行出土;基坑内至基坑顶在基坑东南侧设置了1条进出坡道,最后基坑内剩余土方可由坡道运出基坑。5施工质量保证措施5.1边坡稳定保证措施1)根据施工经验,分层开挖,放坡坡度,在即时开挖时,一般不小于13,本次施工采用12;施工间隙时段过长时,坡度设为13,层与层之间设置平台,平台宽度3m;总放坡坡度约为14;2)在冠梁顶上砌高50cm的挡水墙,防止地表水流入基坑并用钢管架刷警戒漆做防护围栏;3)一般土质土坡,覆盖彩条布,让水直接流入排水沟以避免大量水渗入土中;4)在坡顶与坡脚处设置排水沟,
12、及时用水泵抽水。5.2土方开挖质量保证措施1)每层土方开挖前,降水必须把地下水位降到基底标高以下2m3m,并且土方达到相应的固结要求后才能开始开挖;2)挖土时防止超挖,水准仪随时测量挖土标高,严格控制土方开挖造成相邻区的土方高差;3)基坑开挖接近基坑底300mm时,配合人工清底,不得超挖或扰动基底土;4)必须采用非对称开挖部分,建议对靠近地铁车站两侧土体进行加固,加固以深度6m,宽度5m左右为宜,待加固体达到一定强度后再开挖。5.3支撑体系质量保证措施1)支撑体系要通过比较支撑刚度、挡墙刚度、开挖形状和土的力学性质等综合确定;2)3号线基坑设置1道钢支撑,采用609mm钢管,在转角处设置厚为3
13、00mm的钢筋混凝土角撑与钢支撑对应;3)钢支撑的施工要求紧随挖土的施工作业,随挖随撑,无支撑挖土的暴露时间控制在8h12h内,无特殊情况下,严禁超过16h并根据情况制定应急方案,并且遵循先撑后挖的施工原则;4)每组钢支撑安装后必须施加预应力,预应力的施加严格按照设计要求进行。挖好每小段土方后,在8h内安装好支撑,12h14h内观测预应力损失及地下连续墙等围护结构水平位移情况,会同有关各方商定附加预应力的实施。6结语总而言之,地铁车站深基坑工程涉及领域广,施工技术难度大。本工程根据现场地理位置、土质条件、基坑开挖深度和周围环境的特点,采用“分区、分层、分段、对称、平衡”的开挖方法和“随挖随撑”的支撑方法,从边坡稳定、土方开挖、支撑体系三方面进行严格质量保证,施工过程中未出现质量及安全事故,工程进展顺利,达到了预期目标,为同类工程的施工提供了宝贵经验。Reference1姜伟等,某地铁车站深基坑工程管线悬吊施工技术J.建筑技术,2011.062王永新,淤泥质地质条件下地铁车站深基坑施工控制技术研究D.南交通大学,2003年 -全文完-