浅议明挖地铁车站深基坑施工技术应用

1、    浅议明挖地铁车站深基坑施工技术应用    智学民摘要：地铁车站主体结构是否能够顺利实施，涉及深基坑作业。深基坑是系统工程，指开挖深度超过5m（含5m）的基坑的土方开挖、支护、降水工程;具有综合性强、区域性强、个性强、时空与环境效应及支护体系临时性特点，施工时必须监测。abstract： whether the main structure of the subway station can be implemented smoothly involves deep foundation pit operations. deep foundatio

2、n pit is a systematic project， which refers to excavation， support and precipitation engineering of foundation pits with excavation depth exceeding 5m （including 5m）; it has strong comprehensive and regional characteristics， strong personality， space-time and environmental effects and temporary supp

3、ort. it must be monitored during construction.关键词：深基坑;开挖;支护;降水;监测key words： deep foundation pit;excavation;support;precipitation;monitoring：tv551.4                                     ：a     

4、;                             ：1006-4311（2019）25-0215-030  引言深基坑包括降水、支护、开挖及监测。为创造干地作业条件，开挖前提前降水，地下水位变化导致土体变形，对建（构）筑物和地下管线产生影响，危及使用及安全;支护体系安全储备小，存在较大风险;开挖不合理导致支护体系变形过大、失稳引起基坑破坏;监测能及时发现降水、支护及开挖时存在的问题并加以解决。明挖地铁车站多为地下二层岛式结构，顺做法施工

5、，围护结构为地下连续墙+内支撑，地质条件多为砂土地层，深约15m。1  降水系统包括潜水泵与管井，重点是替浆清孔与洗井。1.1 基本要求管井井点降水提前20天进行，保持坑内水位低于开挖面1m。井点间距15m，数量及抽水强度根据地层含水量调整。降水井350mm，孔深至基底下8m;219mm钢管井管、滤管及沉砂管。坑外观测井300mm，108mmpvc井管。砂砾滤料510mm。潜水泵扬程大于40m，流量20m3/h。1.2 工艺流程施工准备钻孔清孔安放井管回填滤料封口洗孔安装水泵试抽水正常工作填埋井管封井1.3 方法及技术质量泥浆护壁循环成孔;泥浆浓度符合护壁及清孔要求。保证孔深及垂直度

6、，确保井管顺利安装。安管前替浆清孔，保证井管垂直度及钢筋骨架连接牢固;安管时不能转动或上下串动，防止滤网破损。安管后用砂砾在滤网与井管周围回填密实，井口3米黏土回填夯实;泥浆泵冲清水与空压机抽水洗井，清除孔壁、孔内和透水层中泥浆。洗井前后两次抽水量相差小于15%，洗井后沉渣不上升。安装水泵前测井深、沉渣厚度;洗井合格后，用缆绳将水泵吊入井内。潜水电机、电缆和接头绝缘，配置保护开关。安完后做单井试验性抽水，确定其出水量和降水深度。更换新水泵前清洗滤井、冲除沉渣。1.4 降水要求降水与开挖同向;避免降水速度过快引起孔内涌水;井管随开挖进度分段拆除。降水时，测量每口井流量与水位。坑内外设监控点，观测

7、降水时对周围环境和基坑影响。2  支护体系设四道支撑：第一道混凝土支撑;第二四道钢支撑（800mm，壁厚16mm）。钢支撑位置挖出后及时安装架设、施加预应力;先撑后挖，开挖一段支撑一段。2.1 钢支撑安装一端固定端，一端活動端，中间为标准管节;坑外分段拼装。接长时，接头处焊法兰盘和钢肋板，螺栓拧紧。整体两点吊装，吊点距端部0.2l。安装容许偏差1）两端标高差小于2cm及支撑长度1/600。2）挠曲度小于支撑长度1/1000。3）水平轴线偏差小于3cm。4）中心标高及同层支撑顶面标高偏差±3cm。各节点连好后施加预应力;两端设支托或吊挂，防止围护变形或施工撞击脱落。2.2 轴

8、力施加2台标定合格的200t千斤顶。千斤顶分级施加支撑轴力，一次施加大于设计值40%，后按设计值20%逐级增加;施加预应力后再次加固，端板处空隙用细石混凝土填实。2.3 技术及质量安全支撑位置墙面处理，支撑顶端及墙面受力均匀。架设前控制好端头托架标高，确保各支点在同一水平线;端部斜支撑焊好端面与三角钢板撑座。安装时端头、支撑、千斤顶各轴线在同一平面，对角顺序扳紧法兰螺栓。检查安装节点焊接质量及时加焊，合格后施加预应力;结构节点再检查一遍，确保安全可靠。预应力施加用超高油压泵站控制油压千斤顶，精度值±3t。加力前设定支撑轴力监测点，取得初始读数后加力;加力后测试实际预加力，控制预加力施

9、加准确。按设计分级加载和现场观测墙体加载反应确定加载速度。施加预应力至设计值后塞紧钢楔块再拆除千斤顶。预加力后，开挖时禁止碰撞钢支撑;定期监测，发现异常及时补加预应力。预应力加设前后12h内，加密监视频率，发现预应力损失或围护结构变形速率无明显收敛时，复加预应力至设计值。支撑发现挠度增大或钢楔松动，重新施加轴力。3  开挖遵循“竖向分层、纵向分段、先撑后挖、限时平衡”原则。3.1 工艺流程施工准备第一道混凝土支撑开挖第一层土方墙面找平安装第二道钢支撑开挖第二层土方墙面找平安装第三、四道钢支撑开挖各层及剩余土方墙面找平人工清底地基承载力验收施工垫层进入下一流水段3.2 基本要求坑外用长

10、臂挖机装车，坑内液压反铲配合，渣土车运输。开挖纵向分段，临时放坡小于1：1.2;适当高度设置台阶，每开挖层坡脚设一横向截水沟。阶梯状开挖遵循“从上到下，分层、分段，留土护坡，阶梯流水开挖，垫层及时浇筑”原则。竖向分层最深4m，超过4m分二层或多层开挖。3.3 作业顺序首层开挖至第一道支撑下0.2m，施工第一道混凝土支撑。第二层及以下各层开挖至本层钢支撑底部下0.5m，架设钢支撑;中部掏槽，倒退开挖，边坡1：1，两侧土台宽度大于3m。最后一层机械开挖至基底以上0.20.3m，中部掏槽，倒退开挖，边坡1：1，两侧土台宽度大于3m。3.4 开挖施工分层分段对称开挖，每层台阶开挖时先在横断面跨中纵向拉

11、槽，台阶两侧预留34m宽反压土体护坡，每层台阶长度6m。建筑基坑支护技术规程强条规定：当基坑开挖面上方支撑未达到设计要求时，严禁向下超挖土方。3.4.1 首层开挖开挖至支撑梁底，施做垫层，浇筑混凝土。3.4.2 分层开挖第一道混凝土支撑满足强度后，在顶部布设工作平台及通道。每层挖至钢支撑底部下0.5m，进行支撑安装和预应力施加。放坡开挖，反铲倒运，长臂挖机挖装。后一段开挖须在前一段支撑安完后进行;第二四层每段开挖后，8h内完成2根支撑安装并施加预应力。最后一层开挖每段控制在3m，支撑安装1根。靠近墙体0.5m及基底0.20.3m保护层用人工开挖，基底平整后施做垫层。分层开挖如图1所示。3.4.

12、3 出土第一台反铲置于台阶上，挖掘该台阶以下土体，挖土甩放在上一层台阶，由上一层台阶反铲接力;每层台阶反铲负责该台阶面到下一台阶面的土方，坑外长臂挖机负责装车。剩余土体用吊机吊出。3.5 技术及质量安全坑内积水为原地层含水及雨水。每段开挖时超前设置一集水坑，将积水汇入，集中排至坑外，确保开挖面不浸水。缩短无支撑暴露时间，减少土体扰动范围;随挖随撑并及时施加预应力;加载卸载过程中围护结构受力要符合要求;支撑完成才能进行下一层土方开挖。开挖时严禁碰撞已架设钢支撑。渗漏水用坑内砂土反压、双液浆封堵或导管引排。开挖时加强基坑内外观察及监测，出现异常立即处理。开挖至第一道支撑4m以下时，全天巡视。4&#

13、160; 监测城市轨道交通地下工程规定在施工阶段对支护结构、周围岩土体及周边环境进行监测。内容包括监测项目、监测频率和监测报警。4.1 监测项目围护结构整体位移量测、基坑内外地表沉降、钢支撑轴力、地下水位、地物变形、开裂情况。4.2 监测频率及巡视频率4.2.1 监测频率（基坑围结护构、周边环境）开挖期间：深度小于5m时，1次/3天;深度大于5m小于10m，1次/2天;深度大于10m小于15m时，1次/天;深度大于15m时，2次/天。开挖后：17天，1次/天;715天，1次/2天;1530天，1次/周;穩定后1次/月。当出现下列情况之一时，提高监测频率1）数据达到报警值;数据变化量大或速率加快

14、。2）超深、超长开挖或未及时加撑。3）附近地面荷载突然增大或超过设计限值。4）底部、坡体或支护结构出现管涌、渗漏或流砂。5）支护结构出现开裂;地面出现突然较大沉降或严重开裂。6）邻近建（构）筑物出现突然较大或不均匀沉降、严重开裂。7）基坑及周边大量积水、长时间连续降雨、管道泄漏。4.2.2 巡视频率每次监测实施时安全巡视，每天巡视一次，特殊情况加密频率。监测值突然增大或到预警值，现场引起注意;到警戒值时及时调整施工参数。4.3 监测报警4.3.1 当出现下列情况之一时，立即报警当数据达到报警值。支护结构或周边土体位移出现异常，基坑隆起或陷落。支撑体系出现过大变形、压屈迹象。周边建（构）筑物结构、周边地面出现突发裂缝。4.3.2 当出现下列情况之一时，立即停止施工围护结构及其背后土体坍塌、滑移及开裂。数据不断增大趋势。地表沉降过大，超过控制基准或出现明显裂缝并不断发展。时态曲线长时间没有变缓趋势。地铁