地铁车站深基坑支护特征及施工技术 陈晓明

发表时间:2021/6/17   来源:《基层建设》2021年第7期   作者:陈晓明
[导读] 摘要:在地铁基坑开挖工程中,如地下管线比较复杂、土层分布多样等一系列因素,都将给地下深基坑土方开挖施工带来直接影响。
        杭州市地铁集团有限责任公司  浙江省杭州市  310003
        摘要:在地铁基坑开挖工程中,如地下管线比较复杂、土层分布多样等一系列因素,都将给地下深基坑土方开挖施工带来直接影响。为了有效保障施工质量,需要根据当前地铁车站施工标准,明确地铁车站基坑施工技术重难点,结合实际情况,采取相应的施工工艺和技术,保证施工整体质量。鉴于此,文章对地铁车站深基坑支护的主要特点与具体施工技术应用进行了研究,以供参考。
        关键词:地铁车站;深基坑支护;技术措施
        1地铁车站深基坑支护特征分析
        (1)结构组成复杂。从使用功能的角度来看,地铁车站主要为乘客提供线路换乘的场所,因此设置多个通道和出口,导致内部结构组成更为复杂,对深基坑支护提出更高的要求。(2)地下管网影响明显。由于地铁车站通常建设在市区内,既有的市政管网成为施工作业的阻碍因素,深基坑施工常遇到与管线交汇的情况,如分布电力管道、给水管道等。针对此情况,承建方必须与相关部门积极沟通,根据实际情况提出相适应的技术方案。(3)施工难度大。地铁车站的基坑工程中开挖深度较大,且周边建有大量建筑物,在施工中若缺乏防护措施,易导致周边建筑失稳,且地面的不均匀沉降现象加剧。
        2地铁车站工程深基坑支护施工技术的具体应用
        2.1三轴搅拌桩施工
        三轴搅拌桩施工要点为:(1)选用Φ850@1200mm水泥土搅拌桩,使用三轴搅拌设备参与施工。(2)结合现场实际情况,对普通硅酸盐水泥的水灰比进行调整。(3)严格控制钻具的下沉速率与提升速率,确保水泥土搅拌的充分性与均匀性。如果钻具提升速度过快,会导致孔壁坍塌。(4)将相邻两桩的施工间隔时间控制在24h内,注重搅拌桩施工的连续性,防止产生冷接缝。一旦产生冷接缝,应在第一时间采取合理的补救处置措施,以提高搅拌桩的施工水平。(5)严格按照设计配比拌制水泥浆液,并使用过滤网对混合浆液进行过滤,将过滤后的浆液注入注浆池中备用,以免出现分层离析现象。(6)凡是搁置时间超过2h的浆液一律按废浆处理。(7)做好搅拌桩施工放线工作,将成桩垂直度偏差控制在允许范围内。(8)在搅拌桩施工过程中,对基坑位移幅度与沉降幅度实行动态监测,并根据监测结果,合理控制注浆速度与注浆压力。
        2.2钻孔灌注桩施工(水钻钻机施工)
        由于地铁项目施工场地的地质结构条件往往较为特殊,所以在钻孔灌注桩施工过程中,采用普通水钻钻机与旋挖桩协同施工。(1)为使围护桩强度达到设计要求,选用水下混凝土C35,采用导管开展水下浇注。将水下混凝土的粗骨料粒径控制在合理范围内,确保混凝土具有良好的和易性。(2)将成孔直径、超灌量及充溢系数等关键参数控制在合理范围内,注重混凝土浇灌的连续性。(3)将钢筋笼长度、直径、主筋间距、箍筋间距等关键参数控制在合理范围内。(4)将桩径、标定位置及成桩垂直度偏差控制在合理范围内。(5)成孔后,第一时间实施清孔处理,在混凝土浇灌前进行第二次清孔。(6)分节制作钢筋笼,将钢筋接头与基坑底面的距离控制在2m内,并采用焊接方式对钢筋笼加以处理。(7)严格参照标准规范进行混凝土试块的制作、养护与试验,直至混凝土试块强度达到标准要求。(8)规定槽内泥浆液面高出地下水位0.50m左右。
        2.3钢筋混凝土圈梁支撑施工
        钢筋混凝土梁轴线偏差不得超出8mm,浇筑作业中要控制好混凝土的温度变化,在浇筑完成后开始养护作业;钢筋搬运或吊装时,避免出现变形;支撑保护层和拉板保护层厚度分别控制在25mm和15mm;需要接受焊接施工的结构,在焊接前先要做好清洁作业,去除焊接材料或结构上存在的油污、杂物,以免降低焊接质量;临时支撑梁的制程节点3m范围内要利用箍筋进行加密处理;在圈梁和支撑结构分段浇筑作业中,须设置施工缝,位置可在1/3跨度处;为保证支撑梁质量,根据地质结构特征,开展混凝土垫层设计,垫层厚度控制在100mm内,并在上层铺设油毡,以达到阻隔效果。


        2.4钢抛撑施工
        钢支撑材料以无缝钢管为主,在支撑端头设置一定厚度的封头钢板,安装完成后检查各节点质量。在盆式开挖区域内地下结构中设置抛撑牛腿,要求其施工强度达到80%以上。合格后开始钢管抛撑的施工,开挖深度在设计标高的0.5m以下;在预应力处理中,施加的预应力要分级开展,观察各节点在应力施加后的变化情况,确定节点连接稳固与否及制成结构质量。设置的支撑结构须严格按照图纸规范要求进行安装和拆卸;钢支撑的预应力会随着温差的变化而变化,工作人员需要做好预应力装置检查,在超出标准规范要求时进行及时调整。
        3深基坑支护作业的注意事项
        3.1避免造成环境污染
        由于地铁车站的施工地点常处于城市的繁华地段,车站周边的其他附属建筑物较多,而且车流量较大。在这种情况下,在深基坑支护作业过程中应当充分考虑各项环保指标,比如施工过程中产生的废泥浆,作业机械产生的施工噪声等,施工单位应采取针对性的环境保护措施,以避免给周边群众的正常生活造成影响。
        3.2避免破坏地下管线
        由于城市地下管线分布密集,像电缆、光纤、给排水管道等线路贯穿于城市地下的每一个区域,因此在深基坑支护施工开始前,技术人员首先应对地下管线的准确位置进行勘测,如果基坑开挖施工与管线布设出现冲突,则要及时更改开挖方案,以避免破坏地下管线。
        3.3避免发生沉降事故
        由于基坑的开挖深度较大,如果基坑的位置与周边建筑物的间隔距离过小,建筑物则极易发生沉降,从而酿成严重后果。因此,为了避免此类事故的发生,施工单位应在开工之前,及时获取施工地点的水文信息、地质结构信息,以便合理选择支护方法。
        3.4完善施工方案
        为了保证顺利地完成地铁车站基础施工作业,需要全面完善施工方案,将施工方案和进度计划缜密性提高。在开展深基坑施工作业中首先需要全面制定相应的施工计划和施工组织方案,根据工程实际情况完善相关方案,加强施工方案和施工组织的审核,各个部门加强沟通,尽量避免施工过程中出现变更。相关工作人员需要详细勘察施工现场,深入了解工程地质条件和地形情况,了解当地的气候等自然环境,将勘察结果详细记录。设计人员根据勘察的详细数据合理设计施工方案。其次,设计人员根据勘察结果和工程特点合理选择深基坑支护技术,判断施工方式,做好施工流程的详细制定,不断完善设计方案。
        3.5注重降排水降
        排水工作直接影响着深基坑施工的稳定性,是深基坑支护技术应用中需要重点关注的内容。不良地下水会侵害深基坑支护结构,会影响周围土体稳定性,为此,施工过程中要严格控制降排水作业,将支护施工条件提升。比如排水沟是当前常用的降排水方式,可以通过合理设置排水沟将不良水体及时排除避免严重影响深基坑支护作业,同时也要合理地制定降水方案积极应对地下水的威胁。
        结语
        通过上述工程实例可以看出,深基坑支护技术在地铁项目施工中的应用要结合车站主体结构所在区域的地质结构、地下水位、土壤、土质等信息来确定支护技术类型。因此,施工单位应在实际施工中不断汲取经验教训,并对深基坑支护技术进行优化和创新,以提升地铁车站主体结构的安全性和稳定性。
        参考文献:
        [1]黄雷.地铁岩土工程深基坑支护施工技术简述[J].冶金与材料,2020,40(4).
        [2]郭杰.地铁车站深基坑支护施工技术[J].珠江水运,2019(10).
        [3]陈伟.地铁车站深基坑开挖及施工技术研究[J].现代物业(中旬刊),2019(8).
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