地鐵車站深基坑開挖施工技術

冀利強

（中鐵十六局集團有限公司， 北京 101100）

地鐵車站深基坑施工具有特殊性，相比普通的建筑施工存在較大差異：一是工程建設規(guī)模較大，結構形式及組成較為復雜；二是基坑開挖過程中伴有明顯的擾動，對變形控制技術提出較高要求；三是地下管線分布密集，其中含有大量不可預見因素。安全是深基坑開挖的首要追求目標，探討合適的開挖施工技術具有必要性。

1 工程概況

沈塘橋站位于文三路和文三支路T 型路口，與正處于運營狀態(tài)的2 號線沈塘橋站通道換乘，車站結構沿文三路東西向布置。本站長182m，標準段寬27m，深25.63m，頂板覆土厚度約4.0m，大、小里程均為盾構雙始發(fā)。

基坑開挖深度25.6m，根據本車站的勘察資料得知，由上而下包含：①2 素填土、④1 淤泥質粘土、④2 淤泥質粉質粘土、④2-1 粘質粉土、④3 淤泥質粉質粘土、⑤2 粉質粘土夾粉土、⑥2 淤泥質粉質粘土、⑦夾粉砂、⑦1 粉質粘土。

2 基坑土方開挖施工流程

2.1 主要施工流程

（1）以時空效應理論為指導，合理組織基坑開挖和邊坡防護工作，明確具體單元數(shù)，及時掌握現(xiàn)場監(jiān)測結果，以此為參考靈活調整施工參數(shù)[1]。開挖作業(yè)做到分層、分段，通過搭建鋼支撐的方式達到增強圍護結構穩(wěn)定性的效果。

（2）土方開挖時加強防護，以免對周邊環(huán)境造成不良影響，最大限度減小圍護結構和邊坡位移。

（3）依據規(guī)范合理放坡，嚴格控制好開挖進尺，以免出現(xiàn)掏挖現(xiàn)象。

（4）施作排水溝以疏導場地積水，針對地下水的處理可通過集水井抽排的方式實現(xiàn)。

（5）檢測開挖標高并按照設計要求采取控制措施，及時掌握開挖情況，當快要接近標高時應暫停施工，預留30cm 厚的土層，安排人員完成清底作業(yè)，超挖區(qū)可通過回填夯實的方式加以處理。

2.2 基坑土方開挖施工工藝

以支撐結構的實際情況為依據，確定合適的分層高度，以支撐中心標高為準，各層開挖控制在該標高以下0.5m。以長臂挖掘機為主要開挖設備，各工作面分別配備2 臺小型挖掘機，共同配合喂土，產生的土方裝車外運，各層開挖深度≤2m。

分段：沿縱向分為若干個施工節(jié)段，各工作平臺為2 根支撐長度，約6m?？刂坪瞄_挖時間，小段土方≤過16h，期間需設置鋼支撐并施加預應力。

縱向放坡：放坡系數(shù)設為1：3.0，考慮到地表水易沖刷坡面的情況，需在坡頂外側施作截水溝；對于開挖時間較長的情況，為確保邊坡的穩(wěn)定性應在該處采取保護措施。

本次基坑開挖深度大，是典型的深基坑施工項目，標準段開挖深度25.63m，以長臂挖掘機為主要開挖設備，并配套小挖機用于輔助施工，考慮到長臂挖機存在施工死角的問題，現(xiàn)場還增設了1 臺伸縮臂挖掘機，各設備相互配合，挖土并到達坑底。圖1 為主體結構基坑開挖剖面圖。

圖1 主體結構基坑開挖剖面圖

2.3 基坑土方開挖順序及分區(qū)

圍護結構有助于維持基坑開挖穩(wěn)定性，選擇地連墻+內支撐的方式。根據沈塘橋站基坑施工條件，于該處豎向設置7 道支撐，此部分施工選擇半幅蓋挖順筑法。此外，對于7#區(qū)間風井基坑的圍護措施，除豎向設置6 道支撐外還增設了一道換撐，此部分選擇明挖順筑法。

主體結構基坑開挖施工中優(yōu)先從兩側端頭開挖，再逐步轉向基坑中間區(qū)域，綜合考慮變形縫和施工縫的布設方案，合理劃分開挖單元，其中沈塘橋站主體結構為8 個，7#區(qū)間風井主體處設為1 個單元。

2.4 基坑土方開挖設備

地連墻強度滿足要求后做好基地的加固施工作業(yè)，隨后持續(xù)3～4 周的預降水處理，前述準備工作落實到位后方可開挖基坑土方。對于工作面數(shù)量的設置，沈塘橋站基坑開挖共包含2 個工作面，7#區(qū)間風井基坑為1 個，各自的施工裝置配備方式保持一致，每個工作面以PC300SC-5 型長臂挖掘機為主要施工設備，并輔以1 臺伸縮臂挖掘機以及2 臺小型挖機，根據預估的土方開挖量，使用的運輸車數(shù)量約30 輛。

3 基坑鋼支撐架設方案

（1）鋼筋砼支撐設置。①考慮到基坑開挖過程中易發(fā)生失穩(wěn)的情況，增設鋼筋砼支撐，創(chuàng)造安全的施工環(huán)境[2]；②形成鋼筋砼支撐體系后，將此部分與墻體鋼筋搭接，設置組合鋼模板并完成該處的澆筑作業(yè)；③按如下流程設置鋼筋砼支撐：測量放樣→開鑿基面→原材料加工并制作鋼筋→支立模板→澆筑砼→養(yǎng)護。④冠梁、砼支撐兩處選擇組合鋼模板的方式，模板拼縫處易發(fā)生漏漿，需加強對該處的質量控制，提高其嚴密性?，F(xiàn)場綁扎鋼筋，在拌和站集中生產后轉移到施工場地，要求單次澆筑長度至少達到30m，此處利用滾漿法完成澆筑作業(yè)，再使用插入式振動器處理，提高混合料的密實性，最后灑水養(yǎng)護。

（2）支撐施工。①清理樁頂，該處堆積的余土應得到有效處理，浮漿鑿毛，再使用清水深度沖洗，使其保持潔凈的狀態(tài)；②綁扎鋼筋；③設置側模，選擇的是組合鋼模板，為滿足快速脫模要求，在設置模板前需均勻涂抹脫模劑。④采取分段澆筑的方式，各段長度設為30m，灑水養(yǎng)護至少持續(xù)14d。

（3）支撐拆除。結束層板和傳力帶兩部分的澆筑作業(yè)后，檢驗其強度情況，若為設計強度的100%即可將預先設置的鋼筋砼支撐拆除，采取人工手持風鎬的方式，并割斷鋼筋。鑿除時各段長度控制為2～4m，利用吊車將鑿除所得物吊運至場地上方，進一步使用振動錘處理，形成小塊后裝車外運。

4 車站深基坑開挖變形控制措施

（1）創(chuàng)建三維模型并展開有限元分析，模擬基坑開挖過程中圍護結構的穩(wěn)定情況以及周邊環(huán)境狀況，明確設計方案中的不足之處并加以改進。

（2）根據基坑開挖的施工需求編制專項方案，建設方、設計方共同論證，經過審批后方可投入使用。

（3）加強對圍護結構質量的控制，包含泥漿配比、泥皮刷壁質量、成槽垂直度等方面，保證基坑施工的安全性。

（4）基坑開挖觸及到的土層包含淤泥質粘土、砂質粉土等，其特點在于高壓縮性、低承載力，對此選擇基底裙邊和抽條加固的方式。切實做好加固作業(yè)對維持圍護結構穩(wěn)定性的意義重大，在正式加固前需要進行試樁，根據實際結果靈活調整施工參數(shù)。施工現(xiàn)場要有專員監(jiān)管，從各項細節(jié)入手把控施工質量。

5 結束語

社會持續(xù)發(fā)展的大環(huán)境下，城市地鐵建設規(guī)模逐步擴大，但受既有建（構）筑物、地質條件、地面交通等多方面因素影響，導致地鐵施工難度加大，此問題在地鐵車站深基坑施工中體現(xiàn)得更為明顯。深基坑開挖工作量較大，必須以實際情況為立足點，采取相適應的加固措施，營造安全的基坑開挖施工環(huán)境，推動地鐵車站深基坑建設工作。