地铁车站深基坑支护施工技术要点

发表时间:2021/6/30   来源:《城镇建设》2021年2月第6期   作者:马波
[导读] 在地铁工程车站施工阶段,由于现场环境与地层结构复杂,容易出现基坑塌陷与地面沉降等突发状况,影响地铁车站结构质量,不利于落实安全生产目标。

        马波
        中铁隧道局集团建设有限公司   广西南宁   530000
        摘要:在地铁工程车站施工阶段,由于现场环境与地层结构复杂,容易出现基坑塌陷与地面沉降等突发状况,影响地铁车站结构质量,不利于落实安全生产目标。因此,本文对地铁车站中的深基坑支护施工技术及要点进行探讨,并提出深基坑支护施工质量控制措施,旨在为施工安全提供必要保证,实现工程预期建设目标。
        关键词:地铁车站;深基坑支护;施工技术;质量控制
        一、地铁车站深基坑支护施工技术要点
        1、三轴搅拌桩
        三轴搅拌桩技术是在深基坑现场同时控制长螺旋桩机对三处桩孔开展螺旋钻孔作业,在孔内喷灌适量的水泥砂浆,将水泥砂浆与地基土体进行强制性搅拌。土壤颗粒与水泥砂浆在接触搅拌过程中,将产生一系列物理化学反应,最终胶结形成整体性的搅拌桩,起到提高地基强度、止水挡土、基坑围护的多重作用,这既是一项软基处理技术,也是一项深基坑支护技术。而三轴搅拌桩支护技术的工艺流程为,施工放样、开挖沟槽、清除槽底障碍物、桩机就位安装、螺旋钻孔与清孔、通过桩机钻头向孔底喷灌水泥砂浆、重复上述步骤开展下一组桩施工。在施工时,首先,根据现场情况,选择适当规格尺寸的搅拌桩,调整水泥砂浆的稠度与水灰比,明确设定钻机钻进速度和孔底标高等参数。其次,在钻孔与注浆期间,定期对孔壁垂直度、孔深、基坑位移沉降量进行观测,根据测量值与设计值的差值采取纠偏措施。再次,尽可量连续性完成压浆搅拌作业,如果出现突发状况导致压浆中断时,在24h内采取补救措施来恢复施工,避免在桩体中形成冷接缝。而针对放置时间过长,未在搅拌后一定时间内使用的水泥砂浆,将其废弃处理,禁止直接使用。
        2、钻孔灌注桩
        钻孔灌注桩是通过机械或人力方式钻孔,在孔内放置钢筋笼与浇筑混凝土凝结硬化形成桩体来起到基坑支护效果的一种技术手段,支护机理与三轴搅拌桩技术相似,钻孔环节的技术要点与注意事项基本一致,重点预防塌孔、缩孔与桩孔偏斜问题出现即可。在施工时,需要掌握以下技术要点:第一,成孔检查。工作人员使用相关仪器设备,对成孔质量进行检查,检查内容包括孔壁垂直度、孔壁结构完好性、相邻桩孔间距、孔底标高与设计标高差值等。第二,清孔。在钻孔完毕后,采取吹入高压空气等方式,清扫孔底沉渣与孔壁上附着的杂质。随后,在钢筋笼安装结束后,开展二次清孔作业。第三,钢筋笼安装。将钢筋笼缓慢下放至桩孔底部,将钢筋笼与桩孔中心点保持重合状态,保持钢筋笼与孔壁间的安全间距。待钢筋笼到达安装位置后,对位置进行测量调整,将钢筋笼固定,避免在混凝土浇筑期间出现上浮现象。第四,水下混凝土灌注。在混凝土灌注期间,重点预防桩顶疏松、堵管、断桩问题的出现。以断桩为例,尽可量连续性完成混凝土灌注作业,严格控制混凝土灌注速度与灌注高度,禁止出现大幅度提升导管等不规范行为。
        3、锚杆支护
        锚杆支护技术是在深基坑边坡部位使用木件、金属件等材料制成杆柱,将杆柱打入深基坑壁面与边坡部位中提前钻设的孔洞内,在孔内灌注少量的水泥砂浆。如此,待砂浆凝结硬化后,杆柱凭借自身特殊构造与黏结作用来取得稳定岩土与边坡结构的效果,实现支护补强的技术目的。在应用锚杆支护技术时,一方面,结合工程现场情况与地质构造条件来选择适当类型的锚杆,如全长粘结型锚杆、摩擦型锚杆、端头锚固型锚杆等,不同类型锚杆的规格尺寸与材质有所不同。另一方面,在锚固段内每隔一定距离设置一处隔离架与紧箍环,在中心部位设置灌浆管,采取埋管灌浆方式一次性完成灌浆作业,直至孔口溢出砂浆。而在出现漏浆问题,或是存在土体过于松散的特殊状况时,开展二次注浆作业。


        4、钢支撑
        钢支撑是使用角钢、钢管与H型钢的构件连接形成特定形状的支护结构,发挥着阻挡基坑倒塌与支撑地铁涵洞隧道的支护作用。与其它支护技术相比,钢支撑支护技术的工序流程较为繁琐,对钢构件安装精度与结构稳固性有着严格要求,但是,所使用钢支撑构件具有回收利用价值,可以循环使用,均摊后的深基坑钢支撑支护成本较为低廉,得到施工企业的青睐。而在钢支撑结构安装期间,定期对钢支撑构件的两侧标高、垂直度、水平位置进行测量调整,将各项参数的偏差值控制在允许范围内,如将支撑中心点与顶面标高差值控制在30mm以内,将钢支撑水平轴线差值控制在100mm内。
        5、地下连续墙
        地下连续墙是在深基坑四周地面挖设一条适当宽深度的槽体,在槽内安装钢筋笼,灌注适量混凝土浆料,待混凝土凝结硬化后,即可形成具有较高强度与良好承载性能的单元槽段。随后,重复上述步骤,在工程现场修建若干数量的混凝土单元槽段,通过接头管将独立的单元槽段连接形成整体性的墙体结构,同时发挥挡土、防渗、承重、截水的支护作用。根据实际应用情况来看,地下连续墙技术具有结构刚度大、强度高、使用功能完备的优势,极为适用于城市区域内的地铁车站工程,具备组合应用逆作法的施工条件。在应用地下连续墙技术时,必须做好导墙定位与防护工作,禁止出现槽口土壁破坏问题而影响到墙体结构性能。其次,严格控制导墙深度,将导墙深度保持在1.3m左右,要求墙顶高出周边地面10cm左右,如果墙体高度不足,地表径流与积聚雨水容易通过墙顶渗入深基坑。而在墙段接头处理环节,提前在单元槽段端部设置适当直径的钢管作为锁口管,待混凝土凝固后匀速拔出缩口管,设置刚性接头,将相邻单元槽段联接为整体性结构。
        二、地铁车站深基坑支护施工质量控制措施
        1、施工监测
        在深基坑施工期间,受到施工扰动、外力碰撞、地质活动等因素影响,支护结构的实际支护力会不断下滑,产生一定的位移量与变形量。在支护结构达到使用寿命,或是变形位移量超标时,无法发挥出应有的支护作用,存在安全隐患。因此,在深基坑施工期间,需要持续对支护结构状态进行监测,监测项目包括变形量、位移量、内力状态等,在必要情况下,对支护结构进行补强加固处理,或是组织人员设备退场,在问题得到妥善解决后恢复正常施工。
        2、基坑抽排水
        为避免出现基坑底部突涌水等问题,取得理想的基坑支护效果,需要采取抽排水措施,保持深基坑内与支护结构周边环境的干燥状态。例如,在深基坑四周布置若干数量的降水井、集水井、排水沟、截水沟等排水设施,阻断地表径流流向深基坑作业面。同时,定期开展抽水作业,使用抽水泵等设备抽除深基坑内积聚的雨水与地下水,将地下水位保持在安全范围。在必要情况下,采取地下连续墙支护技术,或是组合应用地下连续墙与其他支护技术,地下连续墙主要发挥截水与防渗作用。
        结语:
        综上所述,为有效应对地铁车站深基坑现场复杂的环境条件,在保证生产安全的条件下顺利开展施工活动。因此,必须结合工程情况合理选择深基坑支护技术种类,深入了解各项深基坑支护技术的操作要点,重点预防断桩、冷接缝、漏浆等技术问题的出现,以此来创造良好的施工条件。
        参考文献:
        [1]徐世佳.地铁车站深基坑支护施工技术[J].现代物业(中旬刊),2019(08).
        [2]黄志刚.地铁车站深基坑支护施工技术研究[J].科技展望,2016,26(28).
        [3]施冠洲.谈地铁车站深基坑支护施工技术[J].房地产世界,2021(04):.
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