對地鐵深基坑圍護結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的探討

摘要：將明挖法應(yīng)用于現(xiàn)代地鐵車站施工中具有顯著的社會和經(jīng)濟效益，而在采用明挖法進行施工時，圍護結(jié)構(gòu)的設(shè)置顯得尤為重要。同時，圍護結(jié)構(gòu)采用鉆孔灌注樁、旋噴樁相結(jié)合的施工工藝能夠提高圍護結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：圍護結(jié)構(gòu)；施工

1、對地鐵車站的圍護結(jié)構(gòu)比較

1.1 地下連續(xù)墻

地下連續(xù)墻，一般定義為利用各種挖槽機械，借助于泥漿的護壁作用，在地下挖出窄而深的溝槽，并在其內(nèi)澆注適當?shù)牟牧隙纬梢坏谰哂蟹罎B水、擋土和承重功能的連續(xù)的地下墻體。作為地鐵車站圍護結(jié)構(gòu)的最常用的支護形式，在承載力和防水等方面有著巨大的優(yōu)勢，因此一直以來在地鐵建設(shè)中有著廣泛的應(yīng)用，尤其是在沿海地區(qū)，有效的處理了軟弱土的地基問題。但是這種圍護結(jié)構(gòu)也有自身缺陷，主要是建設(shè)成本太高和對城市的市政管線建設(shè)有比較大的影響。

1.2 排 樁

排樁是以某種樁型按隊列式布置組成的基坑支護結(jié)構(gòu)。排樁的應(yīng)用也非常廣泛，同時技術(shù)也很成熟，在許多內(nèi)陸城市，包括西安等黃土地區(qū)中有著廣泛的應(yīng)用，最常使用的就是鉆孔灌注樁。排樁的承載力比較高，施工較地下連續(xù)墻容易，但不能解決防水的問題，一般施工中需在排樁的間隙處噴射樁間網(wǎng)噴混凝土，以解決防水問題。排樁的缺點也同樣是成本比較高，不是很經(jīng)濟。

1.3 SMW樁

SMW工法是以多軸型鉆掘攪拌機在現(xiàn)場向一定深度進行鉆掘，同時在鉆頭處噴出水泥系強化劑而與地基土反復混合攪拌，在各施工單元之間則采取重疊搭接施工，然后在水泥土混合體未結(jié)硬前插入H型鋼或鋼板作為其應(yīng)力補強材，至水泥結(jié)硬，便形成一道具有一定強度和剛度的、連續(xù)完整的、無接縫的地下墻體。

1.4 TRD工法

TRD工法是將鏈式切削器插入土中，靠鏈式切削器的轉(zhuǎn)動并沿水平方向掘削前進，形成連續(xù)的溝槽，同時將水泥漿從切削器的端部噴出，與土在原地攪拌混合，形成水泥土地下連續(xù)墻，并在水泥土墻中插入型鋼，以增加連續(xù)墻的強度和剛度，最后在主體結(jié)構(gòu)施工完畢后拔出型鋼。TRD工法可以說是SWM工法樁的改進，擴大應(yīng)用了范圍，加深了處理深度。

2、地鐵車站圍護結(jié)構(gòu)施工要點

2.1 鉆孔灌注樁施工要點

以某地鐵車站為例，該工程采用鉆孔灌注樁，圍護采用鉆孔灌注樁加水泥選噴樁作為止水帷幕，鉆孔樁數(shù)量大、樁身長，施工質(zhì)量的優(yōu)劣直接關(guān)系到樁基和圍護工程質(zhì)量，更關(guān)系到整個工程的質(zhì)量，因此，必須正確地選用科學合理的施工工藝，使鉆孔灌注樁達到全部優(yōu)良。

灌注樁屬于隱蔽工程，但由于影響灌注樁施工質(zhì)量的因素很多，對其施工過程中的每一環(huán)節(jié)都必須要嚴格要求，對各種影響因素都必須有詳細的考慮，如地質(zhì)因素、鉆孔工藝、護壁、鋼筋籠的上浮、混凝土的配制、灌注等。若稍有不慎或措施不嚴，就會在灌注中發(fā)生質(zhì)量事故，小到塌孔、縮頸，大到斷樁報廢，以致對整個工程質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。所以，必須高度重視并嚴格控制鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量，盡量避免發(fā)生事故及減少事故造成的損失，以利于工程的順利進行。

該車站根據(jù)當?shù)氐牡刭|(zhì)情況，有針對性地選擇鉆孔施工方法：其中位于車站兩側(cè)的樁采用旋挖鉆進行施工；橫跨公路的中間段，由于地質(zhì)條件良好，旋挖鉆施工影響城市交通，采用人工挖孔樁的施工方法成孔。部分巖層較淺的車站圍護結(jié)構(gòu)亦可采用沖擊鉆沖擊成孔的施工工藝。在圍護結(jié)構(gòu)的樁基施工中，樁基靠近主體結(jié)構(gòu)側(cè)墻一側(cè)，宜遠離側(cè)墻邊距離10cm左右，并在施工時保證樁基的垂直度，避免侵入主體結(jié)構(gòu)。

水下澆注混凝土是用混凝土從孔底開始灌注，將孔內(nèi)泥漿置換出來，成為混凝土樁的。在澆注過程中，應(yīng)及時掌握孔內(nèi)混凝土面上升的高度及導管插入的深度，測定每個混凝土面位置應(yīng)取兩個以上的測點，測繩受拉伸、濕度等因素的影響，所標長度變化較大，須經(jīng)常校正。

2.2旋噴樁技術(shù)要點

2.2.1旋噴樁施工要點

為保證鉆孔灌注樁之間間距的止水性能，必須在灌注樁施工完成后繼續(xù)施工旋噴樁。高壓旋噴樁對處理淤泥、淤泥質(zhì)土、粘性土、粉土、沙土、人工填土和碎石土等有良好的效果，在地鐵車站施工中適用于圍護結(jié)構(gòu)止水。旋噴樁與鉆孔樁一起形成圍護結(jié)構(gòu)止水帷幕，防止明挖施工過程中地下水的匯集、噴涌。

旋噴樁樁底一般施工至強風化巖層，鉆桿無法下行為止。鉆機采用雙管高壓旋噴樁及高壓注漿泵，當鉆桿鉆到既定標高后用高壓旋噴機把安有水平噴嘴的注漿管下到孔底，高壓噴射水泥漿沖擊切割土體，隨著注漿管的旋轉(zhuǎn)和提升而形成圓柱體樁體，漿與土體經(jīng)過一系列的物理化學反應(yīng)，固結(jié)成樁。旋噴樁截面必須與鉆孔樁相互咬合，以便于保證支護、止水效果。

旋噴樁施工工藝屬于一種比較成熟的工藝，在地鐵車站圍護結(jié)構(gòu)止水有非常良好的應(yīng)用效果，能夠使開挖后的基坑不受潛水、地下涌水的影響。旋噴樁施工必須逐排進行施工，保證施工樁長及樁徑。在開挖后如發(fā)現(xiàn)旋噴樁與地層相接處有涌水現(xiàn)象，必須及時補樁、堵漏。

2.2.2旋噴樁施工質(zhì)量控制要點

（1）旋噴直徑的選擇與設(shè)計要求及選用機具有關(guān)，一般單管法旋噴體直徑為0.3～0.8m；二重管法旋噴體直徑為1.0m左右；三重管法旋噴體直徑為1～2m。

（2）控制鉆機定位且安放平穩(wěn)，旋噴管的允許傾斜不得大于1.5%。

（3）控制使用的水泥品種、強度等級及外加劑的品種摻量必須符合設(shè)計要求。水泥漿的水灰比為1：1～1.5：1。為避免純水泥漿離析和防止泥漿泵管道堵塞，可按水泥：陶土：純堿=1：0.03：0.01的配合比配置水泥漿。根據(jù)需要可加入適量的減緩漿液沉淀、緩凝或速凝、防凍、防蝕等外加劑。

（4）水泥漿的攪拌宜在旋噴前1h以內(nèi)攪拌。相互兩樁旋噴間隔時間應(yīng)不小于48h，間距應(yīng)不小于4～6m。旋噴過程中冒漿量應(yīng)控制在10%～25%之間，根據(jù)經(jīng)驗，冒漿量小于注漿量20%者為正?，F(xiàn)象；超過25%或完全不冒漿時，應(yīng)查明原因并采取相應(yīng)措施。

（5）旋噴地基的質(zhì)量檢驗，可采用取芯（常規(guī)取芯或軟取芯）、標準貫入試驗、載荷試驗及開挖檢查等方法。旋噴體深度、直徑、抗壓強度等，必須符合設(shè)計要求。

2.3 支撐體系施工要點

支撐體系施工屬于土方開挖前必須施工的臨時構(gòu)造，是為保證開挖后圍護結(jié)構(gòu)阻擋被動土壓力所設(shè)置的結(jié)構(gòu)。根據(jù)現(xiàn)階段地鐵車站所采用的支撐種類，分為鋼管支撐與混凝土支撐兩種，兩種支撐各有優(yōu)缺點。混凝土支撐具有良好的穩(wěn)定性，且適用于復雜部位的支撐，但施工進度慢，影響土方開挖。鋼管支撐具有施工簡易、安拆方便等優(yōu)點，但對于特殊要求的部位難以應(yīng)用。

針對明挖車站的施工，為保證整個圍護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，第一層支撐應(yīng)全部采用混凝土支撐，第二、三層支撐標準截面宜采用鋼管支撐，非標準截面采用混凝土支撐。如果第一道支撐體系應(yīng)用鋼管支撐，整個結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性能就非常有可能得不到保證，地鐵車站坍塌事故往往出現(xiàn)在該問題的對待和處理上，如杭州鳳起某車站。同時在開挖過程中，要對露出的圍護結(jié)構(gòu)樁基截面進行噴射混凝土施工，使其表面盡量平整，還要對有涌水的位置進行引流、堵漏處理?；觾?nèi)、外不宜做降水處理，但必須實時監(jiān)測基坑周邊以及圍護結(jié)構(gòu)水位、土體傾斜度的變化。

3、結(jié) 語

隨著科學技術(shù)的不斷提高，建筑新技術(shù)及新工藝也不斷發(fā)展并完善起來。相當多的科研人員及業(yè)內(nèi)人士非常重視地鐵圍護結(jié)構(gòu)的設(shè)計與施工，其作為地下明挖施工的一個重要組成部分，對保證施工的安全、質(zhì)量與進度具有非常重要的意義。

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