*通訊作者：袁浩，1987年12月，男，漢族，安徽宿州人，在新疆北新巖土工程勘察設(shè)計(jì)有限公司工作，現(xiàn)任新疆北新路橋集團(tuán)股份有限公司烏市東進(jìn)場(chǎng)高架道路綜合管廊工程4標(biāo)段項(xiàng)目主任，工程師，本科。研究方向：市政工程施工技術(shù)。

摘? ? 要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)的交通運(yùn)輸壓力也在與日俱增，除了路面交通外，越來(lái)越多的地下軌道交通設(shè)施被建設(shè)起來(lái)，地鐵的規(guī)模和數(shù)量都在不斷增長(zhǎng)。深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)關(guān)系著地鐵深基坑支護(hù)的穩(wěn)定性，如何優(yōu)化深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，節(jié)約資金投入，縮短工期，降低其建設(shè)過(guò)程對(duì)周邊環(huán)境的影響成為重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題。基于此，本文研究了地鐵工程深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)的相關(guān)問(wèn)題，并對(duì)其施工技術(shù)作了詳細(xì)探討，希望能夠豐富理論知識(shí)，為相關(guān)人士提供借鑒。

關(guān)鍵詞：地鐵工程;深基坑支護(hù);支護(hù)設(shè)計(jì)

Abstract： With the development of economy， China’s transportation pressure is also increasing day by day. In addition to road transportation， more and more underground rail transit facilities have been built and the scale and number of subways are increasing. The design of deep foundation pit support structure is related to the stability of subway deep foundation pit support. How to optimize the design of deep foundation pit support structure， save capital investment， shorten the construction period and reduce the impact of its construction process on the surrounding environment has become a key concern. Based on this， this paper studies the related problems of deep foundation pit support design of subway engineering， and discusses its construction technology in detail， hoping to enrich theoretical knowledge and provide reference for relevant personnel.

Keywords： Subway engineering; Deep foundation pit support; Supporting design

一、引言

科學(xué)的設(shè)計(jì)方案是指導(dǎo)施工建設(shè)的關(guān)鍵，地鐵深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其支護(hù)施工技術(shù)至關(guān)重要，施工單位和設(shè)計(jì)人員要不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，采取科學(xué)可靠的施工技術(shù)，以安全施工、低成本投入、高質(zhì)量完工的思路指導(dǎo)工程建設(shè)，不斷提升深基坑施工的安全性和建設(shè)效率，促進(jìn)城市地鐵施工建設(shè)。

二、地鐵車(chē)站深基坑項(xiàng)目的特點(diǎn)和現(xiàn)狀

（一）基坑周?chē)h(huán)境復(fù)雜

地鐵站大多設(shè)置在人口緊密的市中心，這樣的設(shè)置才能充分發(fā)揮地鐵的便利性。然而，在這些交通要道，地下的管道非常密集，深基坑支護(hù)的施工很容易對(duì)周?chē)ㄖ牡叵鹿艿喇a(chǎn)生破壞，尤其是一些比較老舊的地下管道，所產(chǎn)生的影響可能更大。

（二）地質(zhì)條件復(fù)雜

地鐵的路程一般都很長(zhǎng)，因此，地下挖掘的深度和長(zhǎng)度都很大，而且地下的地質(zhì)情況多種多樣。以西藏為例，眾所周知，西藏的地貌大多是高山及巖石，在這些路段上進(jìn)行施工，施工難度比較大，有可能會(huì)出現(xiàn)許多問(wèn)題。

（三）基坑越挖越深

目前的人口越來(lái)越多，許多城市的地鐵線路也越來(lái)越廣，地鐵站也越建越多，很多地區(qū)的地鐵站已經(jīng)有了3～4層，3～4層的地鐵站的地下深度大多在20～25米，這些數(shù)據(jù)足以證明地鐵的開(kāi)發(fā)導(dǎo)致挖掘的基坑越來(lái)越深[1]。

（四）施工場(chǎng)地狹小

由于很多的地鐵站實(shí)施地點(diǎn)非常狹窄，因此，施工范圍非常小，這就要求提高基坑支護(hù)的質(zhì)量。

三、地鐵深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則

施工開(kāi)始之前的工程設(shè)計(jì)應(yīng)該考慮到以下原則。

第一，嚴(yán)格控制施工成本，但是不可因?yàn)榭刂瞥杀荆霈F(xiàn)“豆腐渣工程”，成本的控制不僅要嚴(yán)格，還要科學(xué)合理，節(jié)省應(yīng)該節(jié)省的資金。

第二，所采用的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)該要求安全性高、質(zhì)量高，這樣才能進(jìn)一步保證周邊建筑的穩(wěn)定。

第三，工程的實(shí)施應(yīng)該嚴(yán)格按照施工設(shè)計(jì)施行，保證所設(shè)計(jì)的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)與實(shí)際工程相配套。

相關(guān)的設(shè)計(jì)人員應(yīng)該嚴(yán)格按照上述的三條原則進(jìn)行圖紙的設(shè)計(jì)，可根據(jù)具體情況進(jìn)行分析，可做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

四、地鐵深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析

（一）前期的工程勘察分析

創(chuàng)造安全的深基坑施工環(huán)境是首要目標(biāo)，經(jīng)前期勘察后掌握施工現(xiàn)場(chǎng)的整體情況，對(duì)地下水分布的分析，以此為基礎(chǔ)提出適應(yīng)于深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的可行設(shè)計(jì)方案，以便為后續(xù)施工提供引導(dǎo)，確保結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，從源頭上消除安全隱患[2]?？辈旃ぷ骱w的覆蓋面較廣。其中，巖土勘察是重點(diǎn)內(nèi)容，有助于掌握現(xiàn)場(chǎng)的巖土性質(zhì)，為支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的制定提供指導(dǎo)。

（二）設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備分析

首先，根據(jù)地鐵深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的基本施工要求，收集與之相關(guān)的參考資料，并結(jié)合實(shí)際勘察結(jié)果來(lái)做好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，以便給支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供依據(jù);其次，分析與工程主體有關(guān)的勘察資料，如平面布置圖等，并以此為參考確定合適的支護(hù)類(lèi)型，從而為地鐵深基坑提供可靠的支護(hù);最后，地鐵深基坑支護(hù)施工中應(yīng)得到大量設(shè)施的支持。因此，施工單位需對(duì)其展開(kāi)全方位的檢查，并將設(shè)計(jì)前的各項(xiàng)準(zhǔn)備工作落實(shí)到位。

（三）深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

從深基坑施工的現(xiàn)場(chǎng)情況出發(fā)，選擇合適的支護(hù)類(lèi)型，此項(xiàng)工作是確保深基坑支護(hù)合理性的必要前提;根據(jù)支護(hù)技術(shù)應(yīng)用狀況，如鋼板樁、鉆孔灌注樁等都是較為典型的支護(hù)結(jié)構(gòu)，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況合理選擇;由高水平的設(shè)計(jì)人員完成本次深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)工作，并完善設(shè)計(jì)方案，以提高其可行性。

五、地鐵深基坑支護(hù)施工技術(shù)探討

（一）基坑開(kāi)挖

基坑縱向開(kāi)挖施工采取分層分塊的方式開(kāi)展作業(yè)，自南朝北后退式挖掘;橫向則采取盆式開(kāi)挖法，每處臺(tái)階、每一層土方均嚴(yán)格遵守先中部成槽、后朝兩側(cè)擴(kuò)展的原則開(kāi)展施工。

土方開(kāi)挖應(yīng)當(dāng)在灌注樁與冠梁都滿(mǎn)足設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求之后才能開(kāi)展。在基坑開(kāi)挖前期使用縱向放坡的方式進(jìn)行，坑中土方倒運(yùn)處理，縱向坡度比低于1∶7，屬于第一和第二節(jié)段;在開(kāi)挖后期，縱向坡比超過(guò)了1∶7，屬于第三～七節(jié)段;基坑縱向開(kāi)挖的每一節(jié)段長(zhǎng)度為6 m，縱向坡比1∶2，臺(tái)階高度不超過(guò)3 m，臺(tái)階開(kāi)挖工作后退式進(jìn)行，且臺(tái)階長(zhǎng)度大于5 m;基坑橫向開(kāi)挖時(shí)，首先進(jìn)行中槽挖掘，槽底部寬6 m，坡比為1∶0.75，若為雜填土層，則坡比設(shè)為1∶2。

中槽挖掘結(jié)束之后再對(duì)側(cè)部土方陸續(xù)開(kāi)挖，在挖掘時(shí)需盡可能地保持對(duì)稱(chēng)，當(dāng)挖掘到鉆孔灌注樁周邊時(shí)，替換成人工施工的方式，防止機(jī)械施工給樁體帶來(lái)?yè)p壞。為了提升基坑附近的穩(wěn)定程度，其附近的反壓土寬度應(yīng)當(dāng)大于2 m[3];基坑開(kāi)挖施工過(guò)程中，需要設(shè)下測(cè)量觀察點(diǎn)對(duì)開(kāi)挖情況進(jìn)行隨時(shí)監(jiān)察。當(dāng)使用機(jī)械設(shè)備挖掘到基底深度為0.3 m的部位時(shí)，改為人工方式來(lái)處理開(kāi)挖、平整和清理等工作，防止出現(xiàn)基坑超挖問(wèn)題，并盡可能地減輕土層擾動(dòng)。此外，疏通坑底積水，及時(shí)設(shè)置墊層，最大程度上避免基坑大面積和長(zhǎng)時(shí)間的暴露在外。

（二）三軸攪拌樁施工

選用φ850@1200 mm水泥土攪拌樁，使用三軸攪拌設(shè)備參與施工。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，對(duì)普通硅酸鹽水泥的水灰比進(jìn)行調(diào)整。嚴(yán)格控制鉆具的下沉速率與提升速率，確保水泥土攪拌的充分性與均勻性。如果鉆具提升速度過(guò)快，會(huì)導(dǎo)致孔壁坍塌。將相鄰兩樁的施工間隔時(shí)間控制在24小時(shí)內(nèi)，注重?cái)嚢铇妒┕さ倪B續(xù)性，防止產(chǎn)生冷接縫。一旦產(chǎn)生冷接縫，應(yīng)在第一時(shí)間采取合理的補(bǔ)救處置措施，以提高攪拌樁的施工水平。

嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)配比拌制水泥漿液，并使用過(guò)濾網(wǎng)對(duì)混合漿液進(jìn)行過(guò)濾，將過(guò)濾后的漿液注入注漿池中備用，以免出現(xiàn)分層離析現(xiàn)象。凡是擱置時(shí)間超過(guò)兩小時(shí)的漿液一律按廢漿處理。做好攪拌樁施工放線工作，將成樁垂直度偏差控制在允許范圍內(nèi)。在攪拌樁施工過(guò)程中，對(duì)基坑位移幅度與沉降幅度實(shí)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，并根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果，合理控制注漿速度與注漿壓力。

（三）鉆孔灌注樁施工

為使圍護(hù)樁強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求，選用水下混凝土C35，采用導(dǎo)管開(kāi)展水下澆注。將水下混凝土的粗骨料粒徑控制在合理范圍內(nèi)，確?；炷辆哂辛己玫暮鸵仔?將成孔直徑、超灌量及充溢系數(shù)等關(guān)鍵參數(shù)控制在合理范圍內(nèi)，注重混凝土澆灌的連續(xù)性;將鋼筋籠長(zhǎng)度、直徑、主筋間距、箍筋間距等關(guān)鍵參數(shù)控制在合理范圍內(nèi);將樁徑、標(biāo)定位置及成樁垂直度偏差控制在合理范圍內(nèi);成孔后，第一時(shí)間實(shí)施清孔處理，在混凝土澆灌前進(jìn)行第二次清孔;分節(jié)制作鋼筋籠，將鋼筋接頭與基坑底面的距離控制在2米內(nèi)，并采用焊接方式對(duì)鋼筋籠加以處理;嚴(yán)格參照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行混凝土試塊的制作、養(yǎng)護(hù)與試驗(yàn)，直至混凝土試塊強(qiáng)度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。

（四）旋挖樁施工

鉆孔完成后進(jìn)行基本尺寸、孔底沉渣厚度、持力層的檢查，要求孔底沉渣厚度在50毫米以?xún)?nèi);按照現(xiàn)有工藝要求以連續(xù)灌注的方式，注重泥漿灌注質(zhì)量;鋼筋籠埋設(shè)位置要精準(zhǔn)，實(shí)施固定處理，防止灌漿時(shí)鋼筋籠上浮[4]。采用焊接工藝增強(qiáng)鋼筋籠的連接效果;泥漿灌注時(shí)，導(dǎo)管掩埋深度應(yīng)在2米以上，拔管時(shí)導(dǎo)管深入在1.5米以上;控制混凝土灌注量，按照灌注次數(shù)確定用量;檢查施工質(zhì)量并做好詳細(xì)記錄。

（五）鋼筋混凝土圈梁支撐施工

鋼筋混凝土梁軸線偏差不得超出8毫米，澆筑作業(yè)中要控制好混凝土的溫度變化，在澆筑完成后開(kāi)始養(yǎng)護(hù)作業(yè);鋼筋搬運(yùn)或吊裝時(shí)，避免出現(xiàn)變形;支撐保護(hù)層和拉板保護(hù)層厚度分別控制在25毫米和15毫米;需要接受焊接施工的結(jié)構(gòu)，在焊接前先要做好清潔作業(yè)，去除焊接材料或結(jié)構(gòu)上存在的油污、雜物，以免降低焊接質(zhì)量;臨時(shí)支撐梁的制程節(jié)點(diǎn)3米范圍內(nèi)要利用箍筋進(jìn)行加密處理;在圈梁和支撐結(jié)構(gòu)分段澆筑作業(yè)中，須設(shè)置施工縫，位置可在1/3跨度處;為保證支撐梁質(zhì)量，根據(jù)地質(zhì)結(jié)構(gòu)特征，開(kāi)展混凝土墊層設(shè)計(jì)，墊層厚度控制在100毫米內(nèi)，并在上層鋪設(shè)油氈，以達(dá)到阻隔效果[5]。

（六）鋼拋撐施工

鋼支撐材料以無(wú)縫鋼管為主，在支撐端頭位置設(shè)置12毫米厚度的封頭鋼板，安裝完成后檢查各節(jié)點(diǎn)質(zhì)量。在盆式開(kāi)挖區(qū)域內(nèi)地下結(jié)構(gòu)中設(shè)置拋撐牛腿，要求其施工強(qiáng)度達(dá)到80%以上。合格后開(kāi)始鋼管拋撐的施工，開(kāi)挖深度在設(shè)計(jì)標(biāo)高的0.5米以下;在預(yù)應(yīng)力處理中，施加的預(yù)應(yīng)力要分級(jí)開(kāi)展，觀察各節(jié)點(diǎn)在應(yīng)力施加后的變化情況，確定節(jié)點(diǎn)連接穩(wěn)固與否及制成結(jié)構(gòu)質(zhì)量[6]。設(shè)置的支撐結(jié)構(gòu)須嚴(yán)格按照?qǐng)D紙規(guī)范要求進(jìn)行安裝和拆卸;鋼支撐的預(yù)應(yīng)力會(huì)隨著溫差的變化而變化，工作人員需要做好預(yù)應(yīng)力裝置檢查，在超出標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求時(shí)進(jìn)行及時(shí)調(diào)整。

當(dāng)相應(yīng)結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度不低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度時(shí)，便可將支撐拆除。在進(jìn)行拆除施工時(shí)，要先使用履帶式起重器連接鋼支撐兩側(cè)，同時(shí)在鋼管端部千斤頂座上安設(shè)千斤頂，使用千斤頂逐漸為管撐卸下荷載，當(dāng)充分卸荷以后，將鋼支撐端部和冠梁/鋼圍檁中間的鋼斜楔移除[7];其后，對(duì)千斤頂減壓，并且要在完全減壓之后再將千斤頂挪走;再使用起重機(jī)吊上管撐，將其帶離施工現(xiàn)場(chǎng)。

六、結(jié)束語(yǔ)

總而言之，地鐵的出現(xiàn)有效緩解了交通壓力和出行問(wèn)題，使得人們的生活更加便捷，作為人們通勤必備的交通方式，地鐵的建設(shè)也受到社會(huì)各界的廣泛關(guān)注，深基坑支護(hù)相關(guān)技術(shù)作為地鐵工程建設(shè)的重要技術(shù)必須予以重視，在建設(shè)前相關(guān)人員要做好考察，建設(shè)時(shí)要及時(shí)關(guān)注現(xiàn)場(chǎng)，保障地鐵建設(shè)的安全性。

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