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摘要:城市轨道交通是现代城市交通体系中重要组成部分,具有降低城市拥堵率、提高人们出行效率的优势,逐渐成为现代城市建设中不可或缺的基础建设,对其施工规模和质量要求不断提升,城市轨道交通车站起着连接、换乘的作用,必须做好车站深基坑质控工作。基于此,文章对城市轨道交通车站深基坑特点进行总结,对具体施工技术措施进行讨论,以期为提升深基坑施工技术水平,保障施工质量提供一定参考。
关键词:城市轨道交通;车站;深基坑;施工技术
城市轨道交通具有速度快、载量大、污染小、节约城市土地资源等特点,是现代城市发展的必然趋势,为避免在建成运行后,对周边建筑、居民等造成影响,保证安全性和稳定性,必须严控施工质量,特别是车站深基坑施工,瞬时承载量要求高,必须做好施工过程中围护支撑、土方开挖、降水排水等技术措施,在保障施工质量的同时,控制好施工进度,加快建设现代城市轨道。
1 城市轨道交通车站介绍及深基坑特点
城市轨道交通主要分为车站、区间和停车场三部分,其中,车站就是乘客上车、下车的地方,与公交车站具有同样功能;区间至车站之间的距离、车站与停车场之间的距离,涉及区间的施工技术较为复杂,通常会使用盾构机进行相关区间隧道施工技术;停车场指车辆停放的场所[1]。在车站、区间、停车场施工环节中,车站是十分重要的环节,其关键是保证车站深基坑施工质量。
城市轨道交通车站通常由主体车站及其附属部分组成,主体车站包含2个端头井和中部标准段,车站一般会根据周边情况和地形结构,在进行深基坑施工作业的时候,对于围护结构和支撑体系的施工技术要求相对较高,施工过程中涉及到的工序也比较多,也是整个施工过程中容易出现安全质量事故的地方,应当综合考虑施工情况,制定科学合理支护结构和施工方案,并加强施工过程中动态监测,确保施工过程准确无误,从而达到标准要求的施工质量。具体深基坑特点大致包含以下几点:(1)一般采用先主体车站结构,后附属结构的深基坑作业,多采用独立施工,避免两者同时同阶段施工;(2)基坑形状一般为狭长型,长度和宽度分别为100m以上、20m左右,深度需要根据设计要求和地形条件进行挖掘,一般较深,其2个端头井开挖深度超过标准段深度最少2m;(3)基坑开挖支撑多采用对撑形式,地下围护结构一般是和结构结合的二墙合一形式;(4)主体车站开挖时需要根据要求分段、分层开挖;(5)在对2个端头井施工时需要预留盾构机进出和吊装洞口。
此外,深基坑作业过程中,会对周边建筑、地下管网、城市道路等造成影响,导致土体结构变化、地下水位变化、地下管网破坏等情况,必须做好施工动态监测,并做好土方运输过程中防尘措施,尽可能降低对城市环境的影响[2]。
2 城市轨道交通车站深基坑施工技术措施
2.1 围护支撑体系
一方面,深基坑作业中,围护支撑体系能够固定冠梁和钢支撑,提升围护结构稳定性,避免以因支撑不牢固造成的安全事故,严重威胁人体生命健康,也会给企业带来经济损失,不利于社会稳定。在深基坑施工中,施工范围较小,作业空间有限,在这种情况下,通常会采用内支撑和围护桩的方式,综合考虑土体压力、土壤结构、围护桩直径,选择合适围护桩类型,倘若土体压力较大,围护桩间距离应当适当减少,倘若土体压力较小,围护桩直径应当适当增加[3]。
另一方面,在深基坑围护支撑体系搭建中,最好选用钢支撑结构,切实提升支撑的稳定性;针对复杂角度支撑结构容易松动的问题,应当在安装环节增加防滑装置,避免支撑结构发生松动,导致安全事故发生。以杭州地区某城市轨道交通车站深基坑施工为例,本站主体基坑采用明挖顺作法施工,车站总长229.96m,地下二层岛式车站,主体采用双柱三跨钢筋混凝土箱型框架结构。车站标准段宽度为21.7m,基坑深度在15.23m左右,盾构井基坑宽度为25.8m。开挖深度约17.23m。标准段基坑采用800mm厚地下连续墙+4道内支撑的围护方案,其中第1道为混凝土支撑,2、3、4道为钢支撑。盾构段大、小里程段均采用1道混凝土撑+4道钢支撑。这种支撑方式能够有效解决在深厚砂土条件下支撑稳定困难问题,确保施工顺利进行。同时,施工人员要做好施工过程中动态监测,因为临时围护支撑体系的结构模式会导致其预应力受到一定损失,并且随着长期开挖过程,支撑轴力也会不断损失,部分钢支撑结构还会出现轴力完全丧失的情况,导致整体围护支撑结构轴力重新分配,造成部分钢支撑结构发生屈服,甚至会导致整体围护支撑结构发生倾塌事故,造成严重安全事故。针对这种情况,可以采用钢支撑轴力自动补偿技术,也就是在每根钢支撑端部安装或者内嵌液压千斤顶支撑段,通过液压控制站和PLC控制系统对每根钢支撑的轴力进行远程监控和灵活调整,实现深基坑施工由受力控制到变形控制的转变。
此外,围护支撑体系只是起到一个临时支撑作用,当深基坑开挖竣工后便失去了使用价值,需要在设计阶段便考虑到拆卸的便捷程度和简单程度,尽可能简化围护支撑体系结构;实际施工中,采用人工开挖、机械施工相互结合的方式,根据具体施工情况,适当采用冲击钻、旋挖钻等机械。
2.2 土方开挖技术
在深基坑土方开挖过程中,会严重影响周边土体结构,应当谨慎选择施工技术和机械,尽可能将人工影响降至最低。首先,做好井点降水效果检查工作,当降水效果满足施工要求后,才能根据施工区段内各控制桩点基本测量数据,包括GPS网点、高程控制点、精密导线点等进行土方开挖工作;其次,在开挖到桩顶后,要避免挖掘机直接从桩头上方碾压的方式,尤其一些桩头较为密集的地区,要将超过地面的桩头部分直接清理,避免桩基被挖掘机撞倒,并且,为防止超挖问题,要明确开挖深度,并随时监测开挖情况[4];然后,倘若开挖深度达到设计标高,当开挖到设计的标高后,为提高基底标高精确度,确保土层稳定性,在完成标高设计工作后,落实人工清底操作;最后,在采用机械进行土方开挖时,特别是坑底和桩边开挖环节,更应当做好及时清理工作,为后续作业奠定良好基础。此外,要做好开挖过程中质量控制,对于开挖后暴露出的土壤和岩石进行检验,确保与前期调查一致;确保基坑开挖深度、范围和长度、标高、动态坡坡度与设计一致;确保场地水文情况正常,地表水和地下水排放顺利;确保基坑周边没有超载情况,倘若有超载情况,及时分析超载发散和分布特征。
3 结束语
综上所述,随着我国城市轨道交通建设数量和规模不断扩大,相关施工技术也会越来越成熟和先进,为确保城市轨道交通车站施工质量,应当综合考虑施工情况,选择科学合理施工方案,采用适宜围护支撑体系和土方开挖技术,为深基坑施工质量提供保障。
参考文献:
[1]王杰.探究城市轨道交通车站深基坑施工中的相关技术措施[J].建材与装饰,2018,10(No.519):269-270.
[2]张强.浅谈城市轨道交通工程施工技术要点和管理地铁车站深基坑开挖及支护方法探析[J].建筑工程技术与设计,2018,(015):4269,3723.
[3]崔庆九,邴立华,战均国.城市轨道交通工程深基坑施工中的相关技术措施研究[J].建材发展导向(下),2020,018(003):251.
[4]范兆东.对地铁深基坑支护结构设计及支护施工技术的探讨[J].四川水泥,2020,No.284(04):324-324.