地鐵車站地基加固技術(shù)

王大偉

摘 要：地鐵工程建設(shè)中的地基加固技術(shù)需要針對各個加固方法的優(yōu)缺點，開展針對性的對比和討論，結(jié)合項目本身的環(huán)境及地質(zhì)結(jié)構(gòu)特點，與工程中的屬性和特點相結(jié)合，選擇出對本項目適用性強的，較合理的地鐵車站加固方案。

關(guān)鍵詞：地鐵車站；地基加固；技術(shù)探討

1 軟土地基對地鐵車站施工的影響

地鐵是現(xiàn)代化城市居民日常出行的首選交通工具，具有運輸規(guī)模大、速度快、不受地面交通干擾等特點，對緩解城市交通壓力、推動城市化進程的加快具有重要作用。地鐵車站多位于建筑物分布相對集中的區(qū)域，因此，為了減少或避免地鐵建設(shè)對地面建筑造成的不利影響，需在地鐵車站建設(shè)過程中，采用先進的施工技術(shù)來提升工程質(zhì)量，比如深基坑施工技術(shù)。

軟土地帶在我國分布較廣，軟土區(qū)的主要特點是土層中含有大量淤泥質(zhì)粘土或是粘土的含水量較高，該特點直接決定了軟土區(qū)土壤強度較低的現(xiàn)象，導(dǎo)致土層極易出現(xiàn)變形、塌落等情況，可見在軟土地區(qū)進行施工的難度較大。地鐵車站深基坑施工存在較高的風(fēng)險性，由于地鐵車站施工是在地下進行的，其施工用電、設(shè)備運行等均存在一定的風(fēng)險，且在軟土地基施工中這種風(fēng)險體現(xiàn)的更加突出。因此，為了避免在地鐵車站施工中出現(xiàn)土壤變形、地上部分沉降等現(xiàn)象，需采用先進的施工技術(shù)來保證施工質(zhì)量和使用安全，降低安全事故的發(fā)生率，進而為城市居民提供更優(yōu)質(zhì)的出行服務(wù)。

2 地鐵車站地基加固的內(nèi)容

地基加固指的是既有建筑地基和基礎(chǔ)加固前，應(yīng)先對地基和基礎(chǔ)進行鑒定，方可進行加固設(shè)計和施工。地基加固的主要方法包括錨桿靜壓預(yù)制樁加固技術(shù)、高壓旋噴樁加固技術(shù)、化學(xué)噴漿加固技術(shù)、深層攪拌樁復(fù)合地基加固技術(shù)、包柱式新舊基礎(chǔ)連接技術(shù)、植筋式新舊基礎(chǔ)邊接技術(shù)等。

3 地鐵車站地基加固技術(shù)

3.1 錨桿靜壓預(yù)制樁加固技術(shù)

錨桿靜壓預(yù)制樁加固技術(shù)是在建筑物的原有基礎(chǔ)上埋設(shè)抗拉瞄桿，其上部具有螺紋，通過螺母安裝壓樁機架并固定在瞄桿上，利用建筑物自身的質(zhì)量和瞄桿的壓樁反力將樁壓入地層，再利用樁頂通過預(yù)埋件使其與基礎(chǔ)連接，完成建筑物加固的目的。錨桿靜壓預(yù)制樁加固技術(shù)主要適用于黏性土、淤泥、人工填土、濕陷性黃土等的既有和新建城市地鐵車站的基礎(chǔ)加固，特別適用于軟土地區(qū)的加固工程。針對既有車站的加固，主要是對基坑工程臨近建筑基礎(chǔ)的托換和對建筑樁補樁的加固，對于新建車站的基礎(chǔ)加固則需要進一步研究。

3.2 高壓旋噴樁加固技術(shù)

高壓旋噴樁加固技術(shù)是將鉆機鉆頭鉆入一定的深度，在鉆頭提起的瞬間利用高壓設(shè)備進行噴漿，并在此期間形成具有一定強度的樁體，在加壓設(shè)備的噴射作用下，可以將地基周圍的泥土去除，并利用噴漿與泥土的化學(xué)作用，在外力的作用下，通過泥土顆粒與噴漿的比例變化，重新進行結(jié)構(gòu)的重組，最后，在混凝土的凝固過程中，形成固結(jié)體，由于固結(jié)體與混凝土的結(jié)構(gòu)類似，可以產(chǎn)生與混凝土較類似的作用效果。在施工過程中，鉆機操作需要錨固鎖定，鉆機的操作需要檢查和調(diào)整垂直度，并及時糾正偏差，鉆頭一般采用合金材料，施工完畢后，需對孔深和孔位進行檢查驗收，準備噴漿，在噴漿過程中需要對壓力和初凝時間等參數(shù)進行校對，確定施工工序和組織形式，對于噴射的施工工序應(yīng)首先啟動空壓機，然后啟動高空泵，當壓力達到要求時，再注漿，當噴漿到達鉆頭位置時開始旋轉(zhuǎn)提升作業(yè)。

3.3 化學(xué)噴漿加固技術(shù)

化學(xué)噴漿加固指的是將混凝土與水拌和成一定濃度的漿液，然后使用機械設(shè)備在高壓噴漿和攪拌的作用下，使混凝土漿液更加濃稠，其工作機理是噴漿在鉆孔附近形成柱狀漿體，由于漿體的作用，使鉆孔附近的土被充填壓實，密度變大，在噴漿的噴射過程中，由于地層中的地質(zhì)結(jié)構(gòu)的不同和空隙空洞的不規(guī)則，使噴漿在地層中形成方向交錯，形態(tài)各異的漿體結(jié)構(gòu)，在漿體與土壤層之間形成致密的聯(lián)絡(luò)，并沿鉆孔形成直徑各異的不規(guī)則的柱樁體，在樁體與土層的聯(lián)合結(jié)構(gòu)中形成較復(fù)雜的復(fù)合體，產(chǎn)生的共同作用可以起到提高承載力的效果?；瘜W(xué)噴漿加固的施工順序一般是先進行施工準備，包括前期測量和對漿體的制備過程，然后調(diào)整機械進行鉆機施工準備，開動機械進行鉆進作業(yè)，然后實行提升噴漿施工，當上升到設(shè)計標高時，需要對鉆孔進行復(fù)鉆，然后進行復(fù)拌，最后，當?shù)竭_設(shè)計標高時停機作業(yè)，然后進行下一個樁的重復(fù)循環(huán)作業(yè)。在施工作業(yè)中需要注意在提升噴漿的過程中，要使土壤和混凝土漿沿深度方向攪拌，并根據(jù)地質(zhì)情況決定提升速度，以得到較均勻的土樁，提升速度的選擇需要試樁總結(jié)而定。

3.4 深層攪拌樁復(fù)合地基加固技術(shù)

深層攪拌樁復(fù)合地基加固技術(shù)是指以水泥為固化劑，采用專用的深層施工工藝，使攪拌機械進入地下基礎(chǔ)并對地下基礎(chǔ)的軟土部位進行特定深度的施工作業(yè)的過程。起初，水泥或水泥漿在鉆頭葉片的不斷旋轉(zhuǎn)作用下，被充分混合均勻，然后，將鉆頭提升到相應(yīng)高度，使樁體的柱狀形成固化，當水泥中的硅酸鈣和鋁酸鈣、鐵酸鈣和硫酸鈣水化后，形成水化物的化合物，當遇到泥土中的二氧化硅和三氧化二鋁時，通過彼此間的離子交換生成水化硅酸鈣等密實程度較高的物質(zhì)，該類物質(zhì)凝結(jié)硬化，可以使軟土具有較強的硬度，形成的水泥土攪拌樁由于屬于柔性基礎(chǔ)，承載力受限于樁身強度。由于攪拌樁是樁間土、墊層、水泥土攪拌樁和基礎(chǔ)的協(xié)同作用下進行的，對于墊層的設(shè)置是形成攪拌樁復(fù)合地基的關(guān)鍵，墊層是由顆粒材料形成的，設(shè)置墊層后會在豎向荷載的作用下產(chǎn)生沉降變形，由于水泥土的沉降變形較大，水泥土的攪拌樁變形相對變形也較小，但是水泥土攪拌樁的樁頂應(yīng)力較大，影響攪拌樁樁體質(zhì)量的因素主要包括土壤的質(zhì)量以及水泥、外摻劑的性質(zhì)，當土壤酸性較大或泥炭土、有機物的含量較大時，會影響水泥與顆粒物之間的化學(xué)反應(yīng)，從而影響樁的后期強度。水泥強度等級與樁體質(zhì)量成正比，不同外摻劑對水泥土強度的影響則存在較大差異。

3.5 植筋式新舊基礎(chǔ)邊接技術(shù)

隨著地鐵車站地基加固技術(shù)的應(yīng)用范圍不斷拓寬，我國對新舊基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的聯(lián)合承載多采用2種形式：

（1）新舊結(jié)構(gòu)的上部不進行連接，而是采用在新舊結(jié)構(gòu)連接部位設(shè)縱向伸縮縫的構(gòu)造形式，此處較多地采用了剛性結(jié)構(gòu)面；

（2）植筋技術(shù)在加固工程中應(yīng)用的范圍較廣，所謂植筋，一般是在已有的混凝土結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的基礎(chǔ)上成空，然后用植筋膠將鋼筋與舊的混凝土黏結(jié)的過程。采用植筋式新舊基礎(chǔ)邊接技術(shù)可以增大載面的加固方式，對構(gòu)件影響較小，具有操作簡便，施工進展快，施工質(zhì)量容易得到保證的優(yōu)點，經(jīng)濟性較好，對未來的使用具有較好的前景和價值，唯一的不足之處在于，植筋膠的固化由于和環(huán)境溫度有關(guān)，因此，在環(huán)境較潮濕的情況下，植筋與混凝土的固化黏結(jié)強度較差，由于實際工程使用過程中的現(xiàn)場情況各異，因此，對實際情況的研究和把握要根據(jù)試驗取得，但是試驗結(jié)果與實際情況之間可能存在偏差，需要結(jié)合實際情況綜合考慮。

4 結(jié)束語

隨著我國各個城市的地鐵建設(shè)的不斷發(fā)展，對施工地基的要求越來越高，它不僅關(guān)系施工過程中安全施工的技術(shù)問題，更涉及使用階段的正常運行。論文針對地鐵施工地基加固技術(shù)和各自的施工機理、工序及優(yōu)缺點進行討論，以期對我國的城市地鐵加固系統(tǒng)提供參考。

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