摘要：本文主要針對地鐵車站深基坑施工支護技術(shù)展開了探討，通過結(jié)合具體的工程實例，對工程的重點難點作了系統(tǒng)的分析，并對深基坑施工支護的技術(shù)作了詳細闡述，給出了一系列相應(yīng)的施工措施，以期能為有關(guān)方面的需要提供參考借鑒。

關(guān)鍵詞：地鐵車站；深基坑支護；施工技術(shù)

隨著我國城市地鐵建設(shè)發(fā)展的加快，地鐵車站的建設(shè)也越來越多。而在地鐵車站深基坑施工過程中，會面臨著技術(shù)風險高，地下障礙物多，施工條件復雜，難度大等諸多難題。因此，為了保障深基坑支護工程的施工質(zhì)量和防范施工事故的發(fā)生，我們就需要認真分析工程施工的重點難點，采取相應(yīng)措施進行鞏固施工，以保障深基坑工程的施工質(zhì)量。

1 工程概況

某地鐵車站為地下1層單柱雙跨側(cè)式車站，站臺寬6m，站中心頂板覆土2.7m，主體結(jié)構(gòu)標準段基坑開挖深度10.71m；站中心頂板覆土2.7m，主體結(jié)構(gòu)標準段基坑開挖深度17.02m。

2 場地地質(zhì)條件及周邊環(huán)境

2.1 工程地質(zhì)條件

本場地所在區(qū)域地勢略有起伏，場地地貌形態(tài)屬沖洪積三級階地。在勘探孔所揭穿范圍內(nèi)，場地地層自上而下由5個單元層組成，依次為：①單元層人工填土層；③單元層第四系全新統(tǒng)沖積的一般黏性土層；⑦單元層第四系上更新統(tǒng)沖洪積的老黏性土層；⑨單元層第四系上更新統(tǒng)沖洪積的圓礫、礫砂層；瑏瑥單元層白堊～下第三系風化泥巖、砂巖層。

2.2 水文地質(zhì)條件

擬建場地地下水類型可分為上層滯水和孔隙承壓水兩種類型。

（1）上層滯水主要賦存于①，③，⑦層中，接受大氣降水及周邊湖塘滲透補給，無統(tǒng)一自由水面。

（2）孔隙承壓水主要賦存于⑨單元層圓礫及中粗砂中，⑨單元層中承壓水水量豐富，與珠江有較密切的水力聯(lián)系。其水位變化幅度受珠江水位漲落影響，據(jù)現(xiàn)場抽水試驗結(jié)果，勘察期間實測承壓水水位埋深在4.92～5.10m，相當于標高20.100m左右。

2.3 周邊環(huán)境

主體基坑周圍主要建筑物為立交橋，橋樁為端承摩擦樁。在基坑開挖前，采取措施對橋梁樁基進行袖閥管注漿加固，提高樁基摩擦力。在基坑開挖時，通過布設(shè)在立交橋內(nèi)的沉降、傾斜監(jiān)測點，監(jiān)測建筑物變形，控制變形在允許范圍內(nèi)。

根據(jù)管線資料和現(xiàn)場調(diào)查，施工場地內(nèi)的地下管線密集，主要有給水、污水、雨水、電力、電信、熱力、燃氣、軍用光纜、高壓、路燈等管線，部分管線位于車站主體、出入口及風道結(jié)構(gòu)上方。為此，對基坑范圍內(nèi)的管線以及基坑周邊的重要管線實施遷改。對其他距基坑較近的地下管線，施工中應(yīng)加強監(jiān)測，并在給水、雨污水等重要管線下方預埋跟蹤注漿管，如發(fā)生沉降異常需及時進行填充注漿。

3 工程重點難點分析

（1）本工程規(guī)模大，車站主體基坑開挖面積達13500m2；基坑開挖深度變化較大，車站基坑開挖深度達17.02m，施工場地狹小，周邊環(huán)境復雜，對變形控制要求高。因此，基坑支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計，是本工程的一個重點和難點問題。

（2）擬建場地水文地質(zhì)條件復雜，①，③，⑦層中賦存上層滯水；⑨層圓礫及中粗砂中賦存承壓水，且水量豐富，與江水有較密切的水力聯(lián)系，其水位變化幅度受河水漲落影響。車站基坑坑底部分區(qū)域位于承壓含水層中，另一部分區(qū)域基坑坑底雖然位于⑨層之上，但相對隔水層厚度不足以抵抗承壓水壓力，在承壓水頭作用下易于發(fā)生坑底突涌，造成基坑失穩(wěn)、周邊環(huán)境破壞。因此地下水的控制是本工程的又一個重點和難點問題。

（3）基坑周圍道路、管線分布較多，作為武昌地區(qū)交通主干道的立交橋橫貫車站主體基坑。施工場地狹小，對環(huán)保要求高。因此，如何精心組織施工和技術(shù)管理，是保證車站主體結(jié)構(gòu)順利施工及周邊環(huán)境特別是立交橋安全的關(guān)鍵，也是本基坑工程控制的重點和難點。

4 基坑支護結(jié)構(gòu)設(shè)計

按照國家和基坑支護有關(guān)技術(shù)規(guī)范和規(guī)定，本車站基坑支護工程安全等級為一級，重要性系數(shù)1.1。為確?；颖旧?、基坑周邊地下管線、道路及立交橋的安全，支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計采用了排樁+預應(yīng)力錨桿（或內(nèi)支撐）、地下連續(xù)墻+內(nèi)支撐（或預應(yīng)力錨桿）的支護形式。具體設(shè)計情況如下：

（1）車站支護結(jié)構(gòu)設(shè)計基坑開挖深度8.95～14.46m不等。支護結(jié)構(gòu)采用φ800mm@1000mm鉆孔灌注樁，嵌固深度均為6.0m。支護結(jié)構(gòu)的水平受力體系，依據(jù)不同區(qū)域開挖深度的不同，分別采用3道預應(yīng)力錨桿（開挖深度14.46m處）、1道預應(yīng)力錨桿或者1道內(nèi)支撐（開挖深度8.95～11.0m處）。錨桿軸力設(shè)計值350，500，400kN，預加力200kN。

（2）車站支護結(jié)構(gòu)設(shè)計基坑開挖深度17.02m。主體支護結(jié)構(gòu)采用800mm厚地下連續(xù)墻，嵌固深度除滿足基坑穩(wěn)定性和變形控制要求外，還要求穿透承壓水層，進入強風化泥巖1.5m。支護結(jié)構(gòu)的水平受力體系采用3道內(nèi)支撐方案（局部的第1道內(nèi)支撐換成預應(yīng)力錨桿）。

（3）內(nèi)支撐設(shè)計支撐采用鋼筋混凝土/鋼支撐。鋼筋混凝土設(shè)計強度等級C30，截面尺寸為600mm×700mm，600mm×800mm，800mm×700mm和500mm×700mm。鋼支撐采用φ600×14鋼管支撐，鋼支撐預加力200kN，設(shè)計值為1300kN。

（4）錨桿設(shè)計錨桿采用抗拉強度設(shè)計值為1320MPa鋼絞線制作，錨桿長度除滿足一般設(shè)計要求外，還要求錨固段進入圓礫層不小于6m。

（5）臨時支撐立柱設(shè)計臨時支撐立柱坑底以上為500mm×500mm鋼格構(gòu)柱，坑底以下為φ1200mm鉆孔灌注樁，樁底標高以進入基坑底以下6.0m控制，格構(gòu)柱插入鉆孔灌注樁樁身4.0m。格構(gòu)柱采用4∟200×20和500×300×12@600鋼板制作，材料為Q235A鋼，焊條為E4300～E4313。鉆孔樁主筋凈保護層為50mm，樁身采用C30混凝土。整個基坑共設(shè)置臨時鋼立柱39根。

5 地下水控制

（1）由于基坑開挖區(qū)域地下賦存承壓水，且承壓水頭較高，因此為確?；蛹爸苓叚h(huán)境的安全，本工程采用深井降水法進行地下水控制?？紤]地下水位與珠江水位的密切相關(guān)性，降水能力按豐水期最高水位設(shè)計，保證降水后承壓水頭高度在開挖面以下≥1m，以達到地基加固、疏干坑底土層和降低承壓水頭高度的目的，防止基坑突涌及流砂變形，消除承壓水對基坑穩(wěn)定的危害。

（2）根據(jù)主體基坑設(shè)計方案可知，該區(qū)域開挖深度不一，換乘節(jié)點及過軌通道、過軌風道、過軌管道處基底均已揭穿或局部揭穿含水層，降水設(shè)計按疏干考慮；其他未揭穿含水層區(qū)域降水設(shè)計按減壓考慮。由于換乘節(jié)點處采用落底式地下連續(xù)墻支護結(jié)構(gòu)，該支護結(jié)構(gòu)的存在理論上可將地下水的補給源切斷，因此該處降水方案是針對支護結(jié)構(gòu)漏水的情況而設(shè)計。

（3）整個車站場區(qū)共布設(shè)了降水井27口。結(jié)合場區(qū)實際地質(zhì)條件，降水井采用完整井，井深控制至基巖面（基巖面埋深>30m區(qū)域井深控制至30m）。經(jīng)驗算能夠滿足基坑施工降水要求。

（4）降水與土方開挖密切配合，降水施工遵循：支護結(jié)構(gòu)施工先行完成后再降水，降水隨開挖區(qū)域安排分區(qū)進行，降深隨開挖深度分段到位。結(jié)合武漢地區(qū)深基坑降水經(jīng)驗，基坑開挖前及開挖過程中采取對基坑內(nèi)進行動態(tài)降水，以提高土體的抗剪強度，基坑開挖至坑底時，確保承壓水水位在開挖面以下1.0m，并通過觀測井對降深進行觀測驗證，確?？拥撞话l(fā)生突涌。

（5）構(gòu)建完備高效的降水供配電系統(tǒng)。建立工地自發(fā)電站，布設(shè)網(wǎng)電、自發(fā)電雙回路，同時做好應(yīng)急演練，做到在停電情況下10min內(nèi)恢復供電，確保施工期間降水系統(tǒng)的有效工作。

（6）對于①，③，⑦層中的上層滯水，施工中采用明溝排水方法積極疏干，排水溝與集水井隨基坑開挖下降，保持溝底、井底與基坑底面的深度差。排水溝、井采取一定的抗?jié)B措施。

（7）樁間/墻隙采用袖閥管注漿止水，擴散半徑300mm，與灌注樁/地下連續(xù)墻咬合150mm。

6 關(guān)鍵施工技術(shù)

6.1 鉆孔灌注樁施工

本工程4號線車站主體基坑支護均采用800mm鉆孔灌注樁，樁身采用C30水下混凝土澆筑，樁間采用袖閥管注漿止水。支護樁樁底基本位于⑨2圓礫層，該層內(nèi)富含承壓水，同時由于車站場地位于某立交下方，部分樁位施工作業(yè)空間受到限制。針對上述特點，本工程支護樁施工采取如下施工方案：

（1）對于不受立交橋影響區(qū)域的支護樁，采用旋挖鉆機成孔，泥漿護壁濕法鉆進，泵吸反循環(huán)二次清孔，鋼筋籠采取一次成型、整體吊裝，導管法灌注水下混凝土工藝。

（2）立交橋下的支護樁，由于旋挖鉆機作業(yè)受限，故采用沖擊鉆機成孔，泥漿護壁，泵吸反循環(huán)二次清孔，鋼筋籠分段成型、分段吊裝、孔口對接，導管法灌注水下混凝土工藝。

（3）根據(jù)現(xiàn)場條件，為便于樁孔定位、泥漿管理和文明施工，鉆孔樁施工前利用地表土自立性，沿設(shè)計樁位挖設(shè)深約1.0m溝槽，并在樁外側(cè)1.5～2m施作高約30cm擋墻，而后施作鉆孔灌注樁，以將鉆孔樁施工中渣土、泥漿等擋在擋墻以內(nèi)。

（4）立交橋下現(xiàn)狀地面高程24.300～26.000m，橋下凈空6.5～8.0m，不能滿足沖擊鉆機和鋼筋籠吊裝作業(yè)的最小凈空要求，為此對橋下局部場地降低現(xiàn)狀地面高程，使橋下凈空≥10.0m，以利于支護樁施工。

（5）為避免相鄰支護樁施工對成樁質(zhì)量的影響，鉆孔樁施工時采取隔樁跳打，相鄰樁施工間隔時間不得小于24h。

（6）樁間土護壁采用掛網(wǎng)噴射80mm厚C20混凝土，鋼筋網(wǎng)片采用φ8@200×200。要求鋼筋網(wǎng)應(yīng)與樁體鋼筋連接牢固。

（7）根據(jù)場地內(nèi)地下管線的分布以及管線遷改的進展，首先安排施工場地中部立交主橋和匝道橋合圍區(qū)域內(nèi)的支護樁，待管線遷改完畢后再施工匝道橋外車站北側(cè)支護樁，最后在車站地下連續(xù)墻施工完成后施工主橋外車站南端支護樁。其間按就近調(diào)度的原則穿插進行格構(gòu)立柱樁的施工。

（8）鉆孔灌注樁施工采用1臺德國寶峨BG25C型旋挖鉆機和2臺沖擊鉆機同步作業(yè)，根據(jù)樁位布置分段設(shè)置泥漿循環(huán)系統(tǒng)，鋼筋籠在現(xiàn)場鋼筋加工區(qū)集中制作，混凝土采用合格廠家供應(yīng)的商品混凝土。

6.2 地下連續(xù)墻施工

車站主體支護結(jié)構(gòu)采用800mm厚地下連續(xù)墻，共50幅，其中有13幅地下連續(xù)墻處于立交橋下。按所處部位的不同分單層墻和雙層墻。地下連續(xù)墻標準槽段幅寬有5.0m和6.0m兩種，接頭采用H型鋼剛性接頭，嵌固深度除滿足設(shè)計要求外還要求穿透承壓水層，進入強風化泥巖1.5m。本工程地下連續(xù)墻施工采取下述施工方案。

（1）對于不受立交橋影響區(qū)域的地下連續(xù)墻，采取液壓抓斗和沖擊鉆配合成槽，液壓抓斗撩抓法清底，正循環(huán)二次清孔，鋼筋籠現(xiàn)場整體制作、整體吊裝入槽，導管灌注水下混凝土的方法施工。

（2）對于立交橋下的地下連續(xù)墻，由于液壓抓斗作業(yè)受限，故采用沖擊鉆機樁排成槽施工工藝。鋼筋籠分節(jié)制作，各節(jié)鋼筋籠在同一鋼筋平臺上整體預接成型，分節(jié)吊裝入槽，槽口拼接?；炷敛捎脤Ч軡仓禄炷恋姆椒?。

（3）單層地下連續(xù)墻由于墻頂標高為-8.0m，為避免已施工槽段上部空槽對相鄰槽段施工的影響，采取將已施工槽段接頭H型鋼加長至與導墻頂平齊，待該槽段施工完畢后回填土至導墻頂?shù)姆椒ㄊ┕ぁ?/p>

（4）由于立交橋下現(xiàn)狀地面高程24.300～26.000m，橋下凈空6.5～8.0m，不能滿足沖擊鉆機和鋼筋籠吊裝作業(yè)的最小凈空要求，為此需對局部場地降低現(xiàn)狀地面高程，使橋下凈空達到10.0m，以利于橋下地下連續(xù)墻的施工。

（5）為避免相鄰槽段施工對地下連續(xù)墻質(zhì)量的影響，采取跳挖施工，分先澆槽段與后澆槽段施工，先澆槽段設(shè)工字鋼接頭，后澆槽段于先澆槽段強度達70%以上再開始挖槽施工。

（6）地下連續(xù)墻施工在主橋外車站南側(cè)場地的地下管線遷改完畢后進場。由于立交橋阻隔使得施工場地狹小，為實現(xiàn)橋下區(qū)域的地下連續(xù)墻與不受立交橋影響區(qū)域的地下連續(xù)墻同步實施，以保證工期，首先實施與橋下區(qū)域相接的兩幅地下連續(xù)墻，然后沖擊鉆機進場與液壓抓斗平行作業(yè)，全面展開地下連續(xù)墻的施工。

（7）地下連續(xù)墻的施工采用1臺德國寶峨GB35型液壓抓斗成槽機以及4臺沖擊鉆機。其中2臺沖擊鉆機和液壓抓斗成槽機配合用于不受立交橋影響區(qū)域的地下連續(xù)墻施工，另外2臺沖擊鉆機用于立交橋下作業(yè)空間受限制區(qū)域的地下連續(xù)墻施工。根據(jù)成槽方法的不同分別設(shè)置泥漿循環(huán)系統(tǒng)，鋼筋籠在現(xiàn)場鋼筋加工區(qū)集中制作，混凝土采用合格廠家供應(yīng)的商品混凝土。

6.3 袖閥管注漿止水

本工程鉆孔樁樁間和地下連續(xù)墻墻隙均采用袖閥管注漿止水，主要對圓礫層進行注漿。注漿擴散半徑300mm，與鉆孔灌注樁、地下連續(xù)墻咬合150mm。

（1）樁間/墻隙袖閥管注漿止水施工在鉆孔樁和地下連續(xù)墻施工形成注漿止水的連續(xù)作業(yè)面后穿插進行。

（2）袖閥管注漿止水施工順序按逐步加密的原則，同一排上的注漿孔采用間隔跳躍式注漿順序，注漿方法采用一次鉆孔由下而上后退式注漿法。注漿完畢后，應(yīng)對注漿孔用不透水材料及時封堵。

（3）注漿施工采用XY-100型工程鉆機成孔，400L高速攪拌機進行漿液拌制，KBY-50/70型雙液注漿機進行注漿。

（4）注漿漿液采用水泥-水玻璃雙液漿，注漿參數(shù)依據(jù)經(jīng)驗及地質(zhì)情況可按表1選取，并應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場注漿試驗及施工具體情況加以調(diào)整。

表1 注漿參數(shù)

6.4 預應(yīng)力錨桿施工

本工程基坑支護結(jié)構(gòu)的水平受力體系采用混凝土內(nèi)支撐+預應(yīng)力錨桿方案，除車站南側(cè)過軌通道處設(shè)置3道錨桿外，其他部位均為1道錨桿。錨桿采用抗拉強度設(shè)計值為1320MPa的φ15.2鋼絞線制作，傾角為25°，錨具采用OVM15錨具，錨桿成孔直徑150mm。錨桿長度除滿足一般設(shè)計要求外還要求進入圓礫層≥36m。

（1）預應(yīng)力錨桿根據(jù)基坑分層開挖的進展從上往下依次逐層施工。當土方開挖到每層錨桿位置以下500mm時，安裝該層錨桿及腰梁。當預應(yīng)力錨桿錨固體強度達到15MPa或設(shè)計強度的75%后，可按設(shè)計要求對錨桿進行張拉鎖定。為避免相鄰錨桿張拉的相互影響，采用“跳張法”進行張拉。當該層錨桿全部完成張拉鎖定后，方可繼續(xù)往下開挖。

（2）針對本工程地質(zhì)特點和錨桿較長，采用三翼鉆頭配備高壓泥漿泵水循環(huán)鉆進工藝。錨桿成孔采用YTM-87型專用土錨鉆機，專用配套千斤頂張拉。

（3）預應(yīng)力錨桿采用二次注漿法。一次注漿采用灰砂比為0.5～1，水灰比為0.4～0.45的水泥砂漿，水泥采用42.5級普通硅酸鹽水泥，注漿壓力控制在0.5～1.5MPa。一次注漿待漿液從孔口流出后停止注漿，待一次注漿初凝后且漿液強度達到5.0MPa可進行二次注漿。二次注漿為劈裂注漿，漿液采用水灰比為0.45～0.5純水泥漿，注漿壓力控制在2.0～3.0MPa，要穩(wěn)壓2min。為了使二次注漿達到設(shè)計的效果，在一次注漿時必須將錨固段完全注滿漿。

6.5 內(nèi)支撐施工

本工程主體基坑均采用了鋼筋混凝土支撐，截面尺寸為600mm×700mm，600mm×800mm，800mm×700mm，500mm×700mm；人行過軌通道基坑第2，3道支撐為鋼支撐。鋼筋混凝土支撐采用C30現(xiàn)澆混凝土，鋼筋保護層厚度50mm；鋼支撐采用φ600mm×14mm鋼管支撐，鋼支撐預加力200kN，設(shè)計軸力值1300kN。

（1）內(nèi)支撐的施工根據(jù)土方開挖的進展，在基坑土方分層開挖至支撐底面時及時施作。

（2）鋼筋混凝土支撐利用施作的C15混凝土墊層作底模，側(cè)模采用12～15mm膠合板制作的定型模板拼裝。鋼筋在現(xiàn)場加工制作，采用商品混凝土，混凝土攪拌車運至施工現(xiàn)場，泵送入模澆筑。

（3）鋼支撐采用定型產(chǎn)品，現(xiàn)場預拼后采用塔式起重機吊裝就位，2×200t組合千斤頂進行預加軸力的施加。

（4）內(nèi)支撐體系拆除時，應(yīng)避免瞬間預加應(yīng)力釋放過大而導致結(jié)構(gòu)局部變形、開裂。利用主體結(jié)構(gòu)換撐時，主體結(jié)構(gòu)的混凝土強度應(yīng)達到設(shè)計強度75%后，方可拆掉對應(yīng)的上一道支撐或錨桿。

6.6 土方開挖

（1）土方開挖前，基坑周邊地面應(yīng)做好排水溝，避免地面水流入基坑內(nèi)；同時地面需作硬化處理，防止地表水滲入基坑；不得在基坑周邊設(shè)置如廁所、沖涼房等易漏水設(shè)施?；娱_挖過程中，基坑內(nèi)需設(shè)置排水溝和集水井；雨季施工需加強排水設(shè)施，防止地基土被水浸泡。

（2）在基坑開挖過程中，充分利用時空效應(yīng)原理，掌握好“分層、分塊、對稱、平衡、限時”5個要點，遵循“分層開挖、先撐后挖、嚴禁超挖”的施工原則，及時設(shè)置內(nèi)支撐或錨桿，按設(shè)計要求施加預加軸力，維護基坑穩(wěn)定，限制基坑周邊土體的位移，進而保證周邊建筑物的穩(wěn)定與安全。

（3）基坑開挖分區(qū)進行，每個開挖區(qū)內(nèi)分塊、分層均勻開挖。根據(jù)車站主體基坑功能區(qū)、開挖深度的不同，將基坑劃分為5個開挖區(qū)域，逐次開挖。

（4）由于基坑正處立交橋下方，特別是連接梨園和徐東方向的主橋車流量相對較大。為確保主橋安全，在開挖主橋兩側(cè)基坑時，需對稱開挖，嚴格控制兩側(cè)基坑的開挖高差。

（5）基坑開挖到距坑底300mm時，需用人工清底開挖，避免擾動基底土體或超挖。清底完成后及時施作混凝土墊層進行封閉。

7 基坑監(jiān)測

為確?；雍椭苓叚h(huán)境的安全，本工程建立了一套嚴密、科學的監(jiān)控量測體系，對施工過程中基坑支護結(jié)構(gòu)、基坑周邊環(huán)境進行全過程跟蹤監(jiān)測。根據(jù)監(jiān)測信息，分析、判斷、預測施工中可能出現(xiàn)的各種安全隱患，及時調(diào)整施工和設(shè)計參數(shù)，實現(xiàn)信息化施工，以確保工程安全及質(zhì)量?；颖O(jiān)測項目、測點布置、測試儀器等如表2所示。

通過信息化施工，本工程在整個施工過程中，各項監(jiān)測指標均在限定的安全范圍內(nèi)，有力地保證了基坑工程的安全及主體結(jié)構(gòu)的順利施工。

8 結(jié)語

綜上所述，地鐵車站深基坑工程涉及領(lǐng)域廣，施工技術(shù)難度大。為此，我們必須要重視地鐵車站深基坑支護工程的施工，認真分析工程施工存在的重難點，并采取相應(yīng)措施保障工程的施工質(zhì)量，從而為整個地鐵車站的施工打下堅實基礎(chǔ)。

參考文獻：

[1]陳虎成.地鐵車站深基坑支護技術(shù)措施的探討[J].中華民居（下旬刊）.2013（11）.

[2]許蘭蘭、朱麗.某地鐵車站深基坑支護施工技術(shù)[J].江蘇建筑.2013（01）.