冀利強(qiáng)

（中鐵十六局集團(tuán)有限公司， 北京 101100）

地鐵車站深基坑施工具有特殊性，相比普通的建筑施工存在較大差異：一是工程建設(shè)規(guī)模較大，結(jié)構(gòu)形式及組成較為復(fù)雜；二是基坑開挖過程中伴有明顯的擾動(dòng)，對(duì)變形控制技術(shù)提出較高要求；三是地下管線分布密集，其中含有大量不可預(yù)見因素。安全是深基坑開挖的首要追求目標(biāo)，探討合適的開挖施工技術(shù)具有必要性。

1 工程概況

沈塘橋站位于文三路和文三支路T 型路口，與正處于運(yùn)營(yíng)狀態(tài)的2 號(hào)線沈塘橋站通道換乘，車站結(jié)構(gòu)沿文三路東西向布置。本站長(zhǎng)182m，標(biāo)準(zhǔn)段寬27m，深25.63m，頂板覆土厚度約4.0m，大、小里程均為盾構(gòu)雙始發(fā)。

基坑開挖深度25.6m，根據(jù)本車站的勘察資料得知，由上而下包含：①2 素填土、④1 淤泥質(zhì)粘土、④2 淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、④2-1 粘質(zhì)粉土、④3 淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、⑤2 粉質(zhì)粘土夾粉土、⑥2 淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、⑦夾粉砂、⑦1 粉質(zhì)粘土。

2 基坑土方開挖施工流程

2.1 主要施工流程

（1）以時(shí)空效應(yīng)理論為指導(dǎo)，合理組織基坑開挖和邊坡防護(hù)工作，明確具體單元數(shù)，及時(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)結(jié)果，以此為參考靈活調(diào)整施工參數(shù)[1]。開挖作業(yè)做到分層、分段，通過搭建鋼支撐的方式達(dá)到增強(qiáng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的效果。

（2）土方開挖時(shí)加強(qiáng)防護(hù)，以免對(duì)周邊環(huán)境造成不良影響，最大限度減小圍護(hù)結(jié)構(gòu)和邊坡位移。

（3）依據(jù)規(guī)范合理放坡，嚴(yán)格控制好開挖進(jìn)尺，以免出現(xiàn)掏挖現(xiàn)象。

（4）施作排水溝以疏導(dǎo)場(chǎng)地積水，針對(duì)地下水的處理可通過集水井抽排的方式實(shí)現(xiàn)。

（5）檢測(cè)開挖標(biāo)高并按照設(shè)計(jì)要求采取控制措施，及時(shí)掌握開挖情況，當(dāng)快要接近標(biāo)高時(shí)應(yīng)暫停施工，預(yù)留30cm 厚的土層，安排人員完成清底作業(yè)，超挖區(qū)可通過回填夯實(shí)的方式加以處理。

2.2 基坑土方開挖施工工藝

以支撐結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況為依據(jù)，確定合適的分層高度，以支撐中心標(biāo)高為準(zhǔn)，各層開挖控制在該標(biāo)高以下0.5m。以長(zhǎng)臂挖掘機(jī)為主要開挖設(shè)備，各工作面分別配備2 臺(tái)小型挖掘機(jī)，共同配合喂土，產(chǎn)生的土方裝車外運(yùn)，各層開挖深度≤2m。

分段：沿縱向分為若干個(gè)施工節(jié)段，各工作平臺(tái)為2 根支撐長(zhǎng)度，約6m。控制好開挖時(shí)間，小段土方≤過16h，期間需設(shè)置鋼支撐并施加預(yù)應(yīng)力。

縱向放坡：放坡系數(shù)設(shè)為1：3.0，考慮到地表水易沖刷坡面的情況，需在坡頂外側(cè)施作截水溝；對(duì)于開挖時(shí)間較長(zhǎng)的情況，為確保邊坡的穩(wěn)定性應(yīng)在該處采取保護(hù)措施。

本次基坑開挖深度大，是典型的深基坑施工項(xiàng)目，標(biāo)準(zhǔn)段開挖深度25.63m，以長(zhǎng)臂挖掘機(jī)為主要開挖設(shè)備，并配套小挖機(jī)用于輔助施工，考慮到長(zhǎng)臂挖機(jī)存在施工死角的問題，現(xiàn)場(chǎng)還增設(shè)了1 臺(tái)伸縮臂挖掘機(jī)，各設(shè)備相互配合，挖土并到達(dá)坑底。圖1 為主體結(jié)構(gòu)基坑開挖剖面圖。

圖1 主體結(jié)構(gòu)基坑開挖剖面圖

2.3 基坑土方開挖順序及分區(qū)

圍護(hù)結(jié)構(gòu)有助于維持基坑開挖穩(wěn)定性，選擇地連墻+內(nèi)支撐的方式。根據(jù)沈塘橋站基坑施工條件，于該處豎向設(shè)置7 道支撐，此部分施工選擇半幅蓋挖順筑法。此外，對(duì)于7#區(qū)間風(fēng)井基坑的圍護(hù)措施，除豎向設(shè)置6 道支撐外還增設(shè)了一道換撐，此部分選擇明挖順筑法。

主體結(jié)構(gòu)基坑開挖施工中優(yōu)先從兩側(cè)端頭開挖，再逐步轉(zhuǎn)向基坑中間區(qū)域，綜合考慮變形縫和施工縫的布設(shè)方案，合理劃分開挖單元，其中沈塘橋站主體結(jié)構(gòu)為8 個(gè)，7#區(qū)間風(fēng)井主體處設(shè)為1 個(gè)單元。

2.4 基坑土方開挖設(shè)備

地連墻強(qiáng)度滿足要求后做好基地的加固施工作業(yè)，隨后持續(xù)3～4 周的預(yù)降水處理，前述準(zhǔn)備工作落實(shí)到位后方可開挖基坑土方。對(duì)于工作面數(shù)量的設(shè)置，沈塘橋站基坑開挖共包含2 個(gè)工作面，7#區(qū)間風(fēng)井基坑為1 個(gè)，各自的施工裝置配備方式保持一致，每個(gè)工作面以PC300SC-5 型長(zhǎng)臂挖掘機(jī)為主要施工設(shè)備，并輔以1 臺(tái)伸縮臂挖掘機(jī)以及2 臺(tái)小型挖機(jī)，根據(jù)預(yù)估的土方開挖量，使用的運(yùn)輸車數(shù)量約30 輛。

3 基坑鋼支撐架設(shè)方案

（1）鋼筋砼支撐設(shè)置。①考慮到基坑開挖過程中易發(fā)生失穩(wěn)的情況，增設(shè)鋼筋砼支撐，創(chuàng)造安全的施工環(huán)境[2]；②形成鋼筋砼支撐體系后，將此部分與墻體鋼筋搭接，設(shè)置組合鋼模板并完成該處的澆筑作業(yè)；③按如下流程設(shè)置鋼筋砼支撐：測(cè)量放樣→開鑿基面→原材料加工并制作鋼筋→支立模板→澆筑砼→養(yǎng)護(hù)。④冠梁、砼支撐兩處選擇組合鋼模板的方式，模板拼縫處易發(fā)生漏漿，需加強(qiáng)對(duì)該處的質(zhì)量控制，提高其嚴(yán)密性。現(xiàn)場(chǎng)綁扎鋼筋，在拌和站集中生產(chǎn)后轉(zhuǎn)移到施工場(chǎng)地，要求單次澆筑長(zhǎng)度至少達(dá)到30m，此處利用滾漿法完成澆筑作業(yè)，再使用插入式振動(dòng)器處理，提高混合料的密實(shí)性，最后灑水養(yǎng)護(hù)。

（2）支撐施工。①清理樁頂，該處堆積的余土應(yīng)得到有效處理，浮漿鑿毛，再使用清水深度沖洗，使其保持潔凈的狀態(tài)；②綁扎鋼筋；③設(shè)置側(cè)模，選擇的是組合鋼模板，為滿足快速脫模要求，在設(shè)置模板前需均勻涂抹脫模劑。④采取分段澆筑的方式，各段長(zhǎng)度設(shè)為30m，灑水養(yǎng)護(hù)至少持續(xù)14d。

（3）支撐拆除。結(jié)束層板和傳力帶兩部分的澆筑作業(yè)后，檢驗(yàn)其強(qiáng)度情況，若為設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100%即可將預(yù)先設(shè)置的鋼筋砼支撐拆除，采取人工手持風(fēng)鎬的方式，并割斷鋼筋。鑿除時(shí)各段長(zhǎng)度控制為2～4m，利用吊車將鑿除所得物吊運(yùn)至場(chǎng)地上方，進(jìn)一步使用振動(dòng)錘處理，形成小塊后裝車外運(yùn)。

4 車站深基坑開挖變形控制措施

（1）創(chuàng)建三維模型并展開有限元分析，模擬基坑開挖過程中圍護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定情況以及周邊環(huán)境狀況，明確設(shè)計(jì)方案中的不足之處并加以改進(jìn)。

（2）根據(jù)基坑開挖的施工需求編制專項(xiàng)方案，建設(shè)方、設(shè)計(jì)方共同論證，經(jīng)過審批后方可投入使用。

（3）加強(qiáng)對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)質(zhì)量的控制，包含泥漿配比、泥皮刷壁質(zhì)量、成槽垂直度等方面，保證基坑施工的安全性。

（4）基坑開挖觸及到的土層包含淤泥質(zhì)粘土、砂質(zhì)粉土等，其特點(diǎn)在于高壓縮性、低承載力，對(duì)此選擇基底裙邊和抽條加固的方式。切實(shí)做好加固作業(yè)對(duì)維持圍護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的意義重大，在正式加固前需要進(jìn)行試樁，根據(jù)實(shí)際結(jié)果靈活調(diào)整施工參數(shù)。施工現(xiàn)場(chǎng)要有專員監(jiān)管，從各項(xiàng)細(xì)節(jié)入手把控施工質(zhì)量。

5 結(jié)束語

社會(huì)持續(xù)發(fā)展的大環(huán)境下，城市地鐵建設(shè)規(guī)模逐步擴(kuò)大，但受既有建（構(gòu)）筑物、地質(zhì)條件、地面交通等多方面因素影響，導(dǎo)致地鐵施工難度加大，此問題在地鐵車站深基坑施工中體現(xiàn)得更為明顯。深基坑開挖工作量較大，必須以實(shí)際情況為立足點(diǎn)，采取相適應(yīng)的加固措施，營(yíng)造安全的基坑開挖施工環(huán)境，推動(dòng)地鐵車站深基坑建設(shè)工作。