地鐵車站深基坑開挖圍護結(jié)構(gòu)及其施工技術的探討

姚勝蘭

（中鐵十一局集團城市軌道工程有限公司 湖北武漢 430074）

地鐵車站深基坑開挖圍護結(jié)構(gòu)及其施工技術的探討

姚勝蘭

（中鐵十一局集團城市軌道工程有限公司 湖北武漢 430074）

本文主要是對地鐵車站深基坑開挖圍護結(jié)構(gòu)與施工技術進行了分析，介紹了現(xiàn)階段的工程情況，對車站深基坑開挖圍護與施工過程中遇到的問題進行了分析并且針對這些問題提出了一些建設性的意見，為以后在地鐵車站深基坑圍護與施工技術研究方面提供了一份可供參考的材料。

地鐵車站；圍護結(jié)構(gòu)；深基坑；施工技術；深層攪拌樁

1 引言

隨著國家經(jīng)濟的不斷發(fā)展，城市化進程不斷加快，交通問題也越來越明顯，城市地鐵作為緩解交通壓力的一項重要措施，地鐵車站的建設也越來越重要，對地鐵車站深基坑開挖圍護結(jié)構(gòu)與施工技術的研究也逐漸提上日程，由于在建設地鐵車站的過程中要考慮的因素繁多，因此對其的研究占有很重要的地位。通過對地鐵車站周圍的建設環(huán)境的分析，施工過程中可能遇到的問題進行分析和預測來提出一些具有針對性的意見，從而在設計階段能夠充分考慮到各方面的因素避免在施工中出現(xiàn)重大的問題而造成嚴重的事故，確保建設出更加完善的地鐵車站，促進國內(nèi)技術在這一方面的發(fā)展。

2 工程概況及難點分析

2.1 工程概況

隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，城市化進程的不斷加快，城市交通問題越來越嚴重，人口的不斷上漲導致城市交通能力不斷下降，為了更加方便市民的通行和乘坐公交車的便利，車站建設迫在眉睫，由于我國地質(zhì)地貌復雜，各個地方地質(zhì)地貌不盡相同，這也給我們規(guī)范化車站建設帶來重大問題。例如：蘇州市頓路地鐵車站所處區(qū)域的地質(zhì)條件是填土沉積土和粉質(zhì)黏土，這種地質(zhì)的土層結(jié)構(gòu)和土層的強度還可以不過因為當時在建設的時候車站基坑挖在了干將河的旁邊，因此在開挖施工過程中，基坑下的地下水容易涌出而且水量還很大，地下水涌出會引發(fā)流沙和管涌等一系列的問題。隨著車站周圍的商業(yè)越來越發(fā)達和建筑物越來越密集，交通越來越繁忙，車站設備越來越完善，因此車站周邊越來越多的管線需要保護因此基坑在開挖的過程中可能會遇到以下幾方面的問題：①施工區(qū)域的地質(zhì)條件不達標和地下水影響施工的質(zhì)量和基坑本身結(jié)構(gòu)的安全性；②周邊建筑物與基坑距離太近，有的建筑物就在基坑開挖后土體破壞范圍內(nèi)既有建筑結(jié)構(gòu)物荷載傳遞至基坑周圍后會嚴重影響邊坡穩(wěn)定與結(jié)構(gòu)安全，甚至會導致縱坡失穩(wěn)；③交通運輸壓力大客流量太多引起基坑周邊土體的受力程度不均衡，導致在開挖施工過程中施工作業(yè)與交通彼此相互影響，對施工的質(zhì)量造成了危害。

2.2 根據(jù)施工區(qū)域的工程地質(zhì)情況和車站自身以及附屬結(jié)構(gòu)本身的條件來看，施工過程和運營必須滿足下列條件：①結(jié)構(gòu)牢固：根據(jù)國家規(guī)定車站建設工程中主要的設備原件設計使用年限100年，重要性系數(shù)大于等于1.1；②基坑的安全性：按照國家等級劃分原則基坑工程安全等級應該滿足一級要求；③抗震要求：車站的主體工程結(jié)構(gòu)按7度設防，根據(jù)國家要求應滿足抗震等級為三級；④安全等級：根據(jù)結(jié)構(gòu)功能的性能不一來劃分構(gòu)件的安全等級，車站設備的主要構(gòu)件安全等級為一級，車站周圍的圍護結(jié)構(gòu)和其他構(gòu)件的安全等級為二級，車站的露天部分和迎土面混凝土構(gòu)件的環(huán)境類別為二類；⑤防水要求：車站中所有涉及用電的設備和人員比較密集的區(qū)域防水等級應滿足一級要求；⑥人防等級：根據(jù)國家規(guī)定按照六級抗力等級設防。

2.3 施工過程中常見的問題

根據(jù)車站的基坑工程與水文地質(zhì)條件，我們再聯(lián)系車站周圍的設備和建筑物與周邊交通的實際情況和本項工程的自身的特點，然后再考慮車站的施工情況和往后車站的運營情況，地下水涌出和流砂管涌問題是車站基坑施工過程中必須解決的問題之一，其中尤其是邊坡的穩(wěn)定性和建筑設備的變形控制問題換句話說就是車站基坑在開挖過程中在周邊建造的一些設備比如圍欄等一些圍護設備的結(jié)構(gòu)強度和形式與各項性能參數(shù)必須符合實際的工程需求，一定不能出現(xiàn)邊坡失穩(wěn)問題，否則會引起基坑的垮塌和其他的意外事故出現(xiàn)。

3 車站基坑的主體工程的施工順序

參考相關資料中的基坑開挖的技術方法，由于車站基坑的整體結(jié)構(gòu)和占用的空間比較龐大，因此在開挖過程中必須使用豎向分層和水平向分段的施工方法來進行施工，使用這種方法可以最大程度的減小工程結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的概率。因此，根據(jù)上述的基坑形狀和尺寸再結(jié)合以前的工作經(jīng)驗，把車站基坑在豎直方向上分成底板側(cè)墻，中板側(cè)墻和頂板依次排列為三層，其中每一層又可以分為由基坑一側(cè)向另一側(cè)共六個施工段在水平方向上。

圖1 基坑豎向分層

圖2 基坑水平向施工分段

4 基坑周圍的圍護結(jié)構(gòu)的技術方案分析

4.1 基坑周圍地基的加固方案

車站基坑的底層要下挖至3m以下然后采用850mm的三聯(lián)動軸攪拌樁裙邊進行加固，承受壓力必須大于等于1.2MPa。車站基坑施工的過程中，上述分析的各項施工作業(yè)順序應該依據(jù)施工工程的強度來進行安全合理有效的安排，各個施工環(huán)節(jié)之間應緊密聯(lián)系，基坑未出現(xiàn)異常以及邊坡沒有出現(xiàn)失穩(wěn)的情況。圍護設備結(jié)構(gòu)承受的應力和變形情況應該在允許范圍內(nèi)，地表的建筑設備結(jié)構(gòu)安全，地基的下沉情況和變形情況應該在合理區(qū)間之內(nèi)。利用各項數(shù)據(jù)說明地鐵車站基坑開挖施工和周邊圍護結(jié)構(gòu)方案圍護形式及各項參數(shù)的合理性，這樣可以保證邊坡穩(wěn)定性和距離較近的地面建筑物的結(jié)構(gòu)安全，而且還能控制地基變形，不但可以滿足復雜環(huán)境下的基坑開挖安全，質(zhì)量與進度要求，而且還能保證工程進度順利。

4.2 深層攪拌樁的方案分析

車站基坑的主體部分的固定應用的是850mm三聯(lián)動軸深層攪拌樁，主要的部分為攪拌樁抽條固定，采用裙邊加固的形式進行端頭井段的加固，土體的加固區(qū)域為坑底至坑底下方3m的區(qū)域，設計承受壓力的強度大于等于1.2MPa?？拥滓韵逻M行固定時其中水泥摻入的重量占總重的兩成，自來水：水泥（重量比）=（1.2～1.5）：1。

4.3 鉆孔灌注樁的方案分析

車站基坑的附屬工程部分應用的是850mm的鉆孔樁作為周邊的護欄樁，根據(jù)這一設備我們選用GPS-10型鉆機進行正循環(huán)鉆進，不間斷的鉆進至設計高程后進行第一次清孔，拿掉鉆桿，然后下鋼導管再利用導管進行第二次清孔，泥漿指標以及孔底沉渣厚度檢測滿足設計和要求后，最后放置隔水橡膠球膽然后即刻采用商品混凝土來進行水下混凝土灌。灌注混凝土時高度到設計高程大于等于2m或者看到有新鮮的混凝土冒出孔口停止。

5 小結(jié)

在施工過程的實踐中表明，根據(jù)車站基坑周圍的地質(zhì)情況周邊建筑環(huán)境再加上車站基坑自身的結(jié)構(gòu)特點，我們提出的地鐵車站基坑施工的順序，方法以及和其相匹配的周邊圍護結(jié)構(gòu)方案，圍護形式及各項參數(shù)等，我們可以保證基坑本身的邊坡穩(wěn)定性和基坑的結(jié)構(gòu)安全。這樣設計確保了在極近的距離范圍內(nèi)保護建筑物的結(jié)構(gòu)安全并且嚴格的控制地基的變形程度，能夠在復雜的外部條件下的也可以確?；娱_挖的安全性和質(zhì)量達標并且滿足工程進度的要求，但是由于地質(zhì)條件較為復雜，地下水容易涌出和地鐵車站結(jié)構(gòu)及其形狀尺寸的存在差異性，因此對地鐵車站基坑的設計與施工以及周邊圍護結(jié)構(gòu)的形式與各項參數(shù)我們?nèi)匀恍枰龈由钊氲难芯俊?/p>

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1004-7344（2016）06-0126-02

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