汪耀武

(咸寧職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖北咸寧 437100)

隨著我國(guó)城市建設(shè)的飛速發(fā)展，地鐵建設(shè)工程也越來越多。但是，地鐵工程基礎(chǔ)埋深往往都很大，從十幾米到幾十米，并且大多采用明挖法施工，又是在市區(qū)建設(shè)，由于建筑紅線所限不能采用放坡法施工。這就對(duì)基坑開挖施工提出了更高的要求。在施工過程中，需要采取加固措施對(duì)基坑進(jìn)行支護(hù)并加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，防止由于基坑開挖過程土體的卸荷作用導(dǎo)致土體產(chǎn)生過大的沉降、隆起或者基坑失穩(wěn)等事故的發(fā)生。本文以鄭州市某地鐵站為例，探討了施工過程中確?；臃€(wěn)定的措施，以期為類似工程項(xiàng)目施工提供技術(shù)參考。

1 工程概況

鄭州市地鐵眾意路站為5號(hào)線的第8座車站，位于商務(wù)外環(huán)路與眾意西路路口。車站應(yīng)用了地下兩層三跨(局部?jī)煽?島式結(jié)構(gòu)，站臺(tái)尺寸，車站外包總長(zhǎng)226.0m，標(biāo)準(zhǔn)段外包總寬20.1m，車站總建筑面積8581.56m2。

眾意路站位于鄭州市鄭東新區(qū)CBD區(qū)域附近，根據(jù)巖土勘察報(bào)告所提供的資料顯示，本站工程場(chǎng)地屬于A區(qū)地貌單元(黃河沖洪積平原)，場(chǎng)地30m深度范圍內(nèi)地層主要為第四系全新統(tǒng)(Q4)地層，0～20m主要地層為砂質(zhì)粉土、黏質(zhì)粉土、粉質(zhì)黏土，夾有粉砂、細(xì)砂，20-30m主要地層為中密-密實(shí)細(xì)砂。

2 基坑降水

眾意路地鐵站的地下水類型主要為第四系松散巖類孔隙潛水，粉砂、細(xì)砂和粉質(zhì)黏土等土層是含水層主要來源?？辈旖Y(jié)果表明，場(chǎng)地地下水位埋深在8.5～17.80m范圍內(nèi)，標(biāo)高73.72～84.24m，現(xiàn)狀水位位于車站頂板下約7m處。其中，東區(qū)地下水位埋深較淺，但是標(biāo)高較高。地下水位以年的幅度變化，地下水補(bǔ)給來源以徑流補(bǔ)給為主，徑流方向主要來自西、西南向東及東北方向，另外還有大氣降水補(bǔ)給等。

基坑降水采用落地式止水帷幕加坑內(nèi)管井的方式，在圍護(hù)樁外側(cè)15cm處設(shè)置三軸水泥攪拌樁，攪拌樁Φ850mm@600mm，坑內(nèi)設(shè)置1排Φ300mm@20m管井，端頭井處管井間距適當(dāng)減少，降水井深度超過結(jié)構(gòu)底板6m，同時(shí)在坑外設(shè)置2口觀測(cè)井及時(shí)掌握坑內(nèi)外水位變化情況，降水工作于基坑開挖前20天開始。

3 基坑開挖方案

3.1 基坑開挖施工流程

車站主體結(jié)構(gòu)采用明挖法施工，標(biāo)準(zhǔn)段基坑開挖深度約16.64m，基坑最大開挖深度在西端頭(小里程端)盾構(gòu)井處，開挖深度為18.88m。開挖土方量約70147方。圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用鉆孔灌注樁加內(nèi)支撐的支護(hù)形式，車站兩端盾構(gòu)井的圍護(hù)采用Φ1000mm@1200mm鉆孔灌注樁，外加1道混凝土支撐、2道壁厚為16mm、Φ609mm 的Q235鋼管撐、1道壁厚為16mm、Φ609mm 的Q235鋼管倒撐；車站標(biāo)準(zhǔn)段圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用Φ1000mm@1300mm鉆孔灌注樁，外加1道混凝土支撐、2道壁厚為16mm、Φ609mm 的Q235鋼管撐。圍護(hù)樁外側(cè)布置Φ850mm@600mm的三軸攪拌樁止水帷幕?；娱_挖施工流程見圖1。

圖1 基坑開挖施工流程圖

開挖時(shí)先進(jìn)行一期交通疏解，圍擋車站東西兩端，眾意西路口保留雙向六車道加兩個(gè)非機(jī)動(dòng)車道。首先進(jìn)行軍便梁處圍護(hù)樁、止水帷幕及降水井施工，待冠梁支撐完成并達(dá)到80%強(qiáng)度后開始軍便梁施工，并進(jìn)行二期交通疏解。車站兩端均為始發(fā)端，采用拉槽式方式從車站東西兩端進(jìn)行拉槽開挖。

(1)挖除首層土至冠梁底，進(jìn)行冠梁和第一道混凝土撐施工，出土口位置預(yù)留兩處混凝土支撐暫不澆筑，保留支撐下土方作為出土坡道連接地面。

(2)混凝土撐強(qiáng)度達(dá)到80%強(qiáng)度后，從出土坡道處(軍便梁東側(cè)10m)向兩端頭井掏槽，清除第二層土方(混凝土撐下4.5m)作為出土通道和挖機(jī)工作空間。第一道支撐已架設(shè)，按設(shè)計(jì)可整體挖除此層土方，考慮盡快能為拉槽施工車輛出土提供工作空間，第二層土方先掏槽，待縱向槽整體拉通后，可以進(jìn)行后續(xù)拉槽施工后，開始進(jìn)行第二層土方槽兩側(cè)土方開挖。

圖2 第二層土方掏槽斷面圖

(3) 車站兩端各配置2臺(tái)挖機(jī)進(jìn)行拉槽施工，槽寬5m，坡度以15度為宜，不宜大于20度。拉槽開挖遵循“水平分層、縱向分段、先撐后挖”原則，同時(shí)兩側(cè)應(yīng)預(yù)留土體防護(hù)，橫向兩側(cè)預(yù)留土體平臺(tái)寬不小于2m，坡度1:1，根據(jù)每層開挖土體土質(zhì)情況可適當(dāng)加大放坡系數(shù)。

3.2 鋼支撐架設(shè)

在基坑施工時(shí)，鋼支撐可以起到保持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，避免鉆孔后圍護(hù)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)過大變形等重要作用。鋼支撐兩端均支撐于腰梁(鋼圍檁)上。為保證基坑安全，鋼支撐架設(shè)時(shí)應(yīng)按設(shè)計(jì)要求施加預(yù)加力。另外，為防止?jié)B水和流砂等現(xiàn)象，基坑開挖后應(yīng)迅速澆注支撐體系中底板混凝土墊層。鋼圍檁采用兩根I45b型工字鋼加綴板組焊而成，鋼牛腿采用等邊L75×8角鋼焊接而成。鋼支撐采用Φ609mm鋼管，壁厚t=16mm，支撐系統(tǒng)均采用Q235-b鋼。鋼支撐分節(jié)制作，不同鋼支撐主要分為3m、6m和9m三種標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度。管節(jié)間主要是采取法蘭盤螺栓的方式進(jìn)行連接，端部安裝有預(yù)加軸力裝置。為保證鋼支撐施工的精準(zhǔn)性，鋼支撐制作完成后需要先進(jìn)行預(yù)拼裝，鋼支撐之間靠一根長(zhǎng)度為1.5m的活動(dòng)端頭連接，端頭有30cm的可調(diào)整余量。

車站基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)中倒撐也采用Φ609mm，t=16mm的鋼管支撐，該部位底板施工期間，側(cè)墻一并施工至第三道鋼支撐下500mm，待結(jié)構(gòu)強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，架設(shè)倒撐并拆除第三道鋼支撐，然后繼續(xù)施工負(fù)二層側(cè)墻和中板，待中板強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%，拆除第二道支撐并向上施工主體結(jié)構(gòu)，倒撐可根據(jù)施工進(jìn)度適時(shí)拆除。

4 施工監(jiān)測(cè)

4.1 監(jiān)測(cè)項(xiàng)目

為了確保施工期間的結(jié)構(gòu)及建筑物的穩(wěn)定和安全，結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙和該地段地質(zhì)條件、支護(hù)類型、施工方法等特點(diǎn)確定監(jiān)測(cè)項(xiàng)目和使用的監(jiān)測(cè)儀器?；颖O(jiān)測(cè)項(xiàng)目見表1，圍護(hù)結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)斷面見圖3。

圖3 圍護(hù)結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)斷面示意圖

表1 基坑監(jiān)測(cè)項(xiàng)目匯總表

4.2 監(jiān)測(cè)變形控制標(biāo)準(zhǔn)

基坑施工過程中要對(duì)地表沉降、圍護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移等項(xiàng)目進(jìn)行監(jiān)測(cè)。施工進(jìn)程是決定各項(xiàng)目監(jiān)測(cè)周期的重要依據(jù)，一般情況下監(jiān)測(cè)間隔時(shí)間可以是2-3天，但是在基坑降水或者土方開挖等荷載變化較大階段，必須每天進(jìn)行監(jiān)測(cè)甚至每天要測(cè)量幾次。如果發(fā)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)異?；蛘攥F(xiàn)場(chǎng)有較大裂縫等事故征兆，必須馬上加大監(jiān)測(cè)頻率，進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)。同時(shí)，要進(jìn)行預(yù)警，并將監(jiān)測(cè)結(jié)果及時(shí)向建設(shè)單位、施工單位和監(jiān)理單位等有關(guān)部門報(bào)告。監(jiān)測(cè)變形控制標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2 監(jiān)測(cè)變形控制標(biāo)準(zhǔn)

5 確?；臃€(wěn)定措施

(1)規(guī)范施工操作流程

嚴(yán)格按照制定好的基坑工程施工組織設(shè)計(jì)進(jìn)行規(guī)范施工，如有變更必須重新進(jìn)行審批。施工前要對(duì)工人進(jìn)行技術(shù)交底，以提高安全和規(guī)范意識(shí)；為避免變形過大，引起周圍管線或者建筑物破壞，基坑挖土應(yīng)采用分層開挖和分段開挖等方式。基坑開挖后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行支護(hù)和墊層施工，以減小土體位移。

(2)充分做好基坑排水

為了避免在開挖過程中導(dǎo)致浸水，于坡頂外建擋水堤，以免地面積水沖刷坡面，同時(shí)可以防止基坑外排水回流。基坑內(nèi)除了設(shè)置排水溝，還要設(shè)置集水井，各層施工之前，通過污水泵及時(shí)排出污水，以免積水影響施工。另外還需在基坑外側(cè)開挖排水溝，避免地面的積水流入基坑。

(3)加強(qiáng)變形監(jiān)測(cè)

基坑變形監(jiān)測(cè)有利于及時(shí)發(fā)現(xiàn)基坑施工過程中存在的安全隱患，因此要加強(qiáng)對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)形變以及地表沉降等項(xiàng)目的監(jiān)測(cè)，并且根據(jù)施工實(shí)際情況適時(shí)調(diào)整監(jiān)測(cè)頻率。如果發(fā)現(xiàn)監(jiān)測(cè)結(jié)果異常，如果有必要應(yīng)該采取有效的手段，避免出現(xiàn)大幅度的變形。當(dāng)變形達(dá)到報(bào)警值時(shí)，要立即發(fā)出預(yù)警，并聯(lián)合多方商議采取緊急加固措施。

(4)縱向邊坡防護(hù)

施工中針對(duì)縱向邊坡防護(hù)，如果邊坡停置時(shí)間較短或者針對(duì)普通土質(zhì)，可以直接將水導(dǎo)入排水溝中，或在坡面上鋪設(shè)彩條布；掛網(wǎng)抹面法則適用于停置時(shí)間較長(zhǎng)的夾砂層土質(zhì)邊坡，即于坡面鋪設(shè)鋼絲網(wǎng)，并插入1m的鋼筋，將鋼絲網(wǎng)固定起來，然后在網(wǎng)上鋪設(shè)厚5cm的M7.5標(biāo)號(hào)水泥砂漿作為防護(hù)層。