李小鋒

摘 要：在地鐵巖石工程中，運(yùn)用深基坑支護(hù)施工技術(shù)，是保障巖土工程具有較高質(zhì)量的重要措施之一。為了進(jìn)一步提升在地鐵巖土工程上的運(yùn)用深基坑支護(hù)施工技術(shù)，必須建立相應(yīng)的管理方法，以確保人員的生命和工程建設(shè)的質(zhì)量。對地鐵巖土工程深基坑支護(hù)施工技術(shù)進(jìn)行分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：地鐵；巖土工程；基坑支護(hù)；施工技術(shù)

中圖分類號：TV551.4? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：2096-6903（2023）07-0024-03

0 引言

地鐵項目的建設(shè)范圍和速度正在加速推進(jìn)，對促進(jìn)城市化進(jìn)程發(fā)展具有舉足輕重的作用。在實地鐵施工過程中，如何在巖土工程中做好深基坑支護(hù)已經(jīng)逐漸成為建筑行業(yè)首要解決的問題之一，其支護(hù)質(zhì)量將直接影響整個地鐵巖土工程的施工質(zhì)量，因此應(yīng)用恰當(dāng)?shù)纳罨又ёo(hù)施工技術(shù)十分必要。

1 工程概況

某地鐵巖土工程線路全長13.65 km，均為地下線，設(shè)車站8座，其中換乘站3座。項目沿線穿越多個地貌單元，地質(zhì)水文條件復(fù)雜，特殊性巖土廣泛分布，巖土工程問題較多，沿線周邊環(huán)境條件復(fù)雜。

此地鐵工程實現(xiàn)了與機(jī)場線的聯(lián)通，也因此得以在機(jī)場、火車站兩大交通樞紐之間建立無縫銜接，在極大程度上提升了乘客的流通效率，并滿足了乘客在城際、城內(nèi)、航空多種類型的不同出行需求，為加快當(dāng)?shù)匦聟^(qū)建設(shè)、促進(jìn)市區(qū)經(jīng)濟(jì)一體化提供支撐，進(jìn)一步提升自身國際化大都市的影響力。

2 深基坑工程特點及重難點

2.1 深基坑工程特點

工程附近的建筑物與地下管線位置和抵抗變形性能、施工場地實際情況會給深基坑設(shè)計和施工帶來較大影響。在實際進(jìn)行施工時，保護(hù)周圍建筑物與市政設(shè)施屬于其最明顯的特點之一。

2.2 深基坑工程重難點

雖然灌注樁施工技術(shù)已成熟，格構(gòu)柱制作沒有太多難度，雙軸單排套接一孔已經(jīng)成為極為普遍的施工方式。但在實際應(yīng)用時，仍要根據(jù)實際情況進(jìn)行施工，所以在工程中選擇哪種施工組合模式為地鐵巖土工程的重要任務(wù)之一。本項目的施工難點在于基坑開挖必定會引起鄰近基坑周圍土體的變形，而土體的變形是不均勻的，愈接近基坑中心的位置變形愈大，一般基坑開挖影響的范圍約為開挖深度的1.5～2倍。過量的變形將影響鄰近建筑物、構(gòu)筑物，可能導(dǎo)致開裂、傾斜，甚至坍塌。

3 深基坑支護(hù)施工技術(shù)

3.1 鉆孔灌注樁支護(hù)技術(shù)及施工步驟

某地鐵巖土工程的抗壓樁采用直徑Φ800鉆孔灌注樁，有效樁長暫定58 m，混凝土等級為C45以下，樁端進(jìn)入持力層⑤-2層中等風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖不小于4 m，09地塊260根?？拱螛恫捎弥睆溅?50鉆孔灌注樁，有效樁長暫定40 m，混凝土等級C30以下，樁端進(jìn)入持力層②-3層粉質(zhì)粘土與粉砂互層不小于24 m。支護(hù)均采用鉆孔灌注樁作為豎向圍護(hù)結(jié)構(gòu)，全區(qū)段Φ900×1 100 mm。

在施工時，鉆頭直徑應(yīng)等于樁的設(shè)計直徑，施工時錐形鉆頭夾角應(yīng)大于120°。鉆孔灌注樁施工前，必須試成孔，每種直徑數(shù)量不小于2個，以便核對地質(zhì)資料。檢驗所選設(shè)備、施工工藝及技術(shù)要求是否適宜，根據(jù)土層物性及分布情況確定合理的施工工藝。

3.1.1 選點

建議在現(xiàn)場設(shè)置第二個控制站。按施工場地將控制臺布置在安全、視野良好的地點，用鋼筋混凝土澆筑，并用十字形標(biāo)記。安裝完成后，應(yīng)借助設(shè)置標(biāo)識來加大防護(hù)。根據(jù)實際情況，設(shè)置2～3個控制站。所設(shè)置的控制區(qū)必須經(jīng)過業(yè)主和監(jiān)理復(fù)核，在其同意后才能投入運(yùn)行。利用全站儀器進(jìn)行測量和放樣。

在高程測量中，以控制點為基準(zhǔn)，設(shè)置一條封閉的水平路徑，利用自動水平計進(jìn)行觀測。水平高度的封閉誤差按照GB 50026-2020《工程測量規(guī)范》的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。根據(jù)樁位圖和控制點的聯(lián)結(jié)，計算出每一樁的理論坐標(biāo)資料，并上報監(jiān)理。在樁地放樣中，利用二點極坐標(biāo)測量方法進(jìn)行測量，而在 Toppon測距中，則使用測角、測距和定點技術(shù)。在其他控制區(qū)進(jìn)行檢查，防止出現(xiàn)較大的誤差。

3.1.2 埋設(shè)護(hù)筒

在工程施工中，采取二次驗算的方式進(jìn)行護(hù)管埋設(shè)，在測量的基坑中央插入一塊木頭作為標(biāo)記，根據(jù)實際情況將護(hù)管埋好，隨后再進(jìn)行檢驗。確定樁的正確定位，在護(hù)套上涂上紅色油漆，在定位時把標(biāo)志上的十字形拉直，并按照十字的中央對中對齊。為了保證實測資料的正確性，由兩個專業(yè)的測量專家對所測的樁進(jìn)行推算和校驗，并要求現(xiàn)場的標(biāo)定工作需要有專門的測量師協(xié)助進(jìn)行[1]。

在鉆井作業(yè)中，為了避免鉆井作業(yè)中遇到地面上的障礙而發(fā)生位移，需要對現(xiàn)場的勘測工作進(jìn)行至少一次的糾偏。在鉆孔時，要選擇合適的鉆具，在土壤部位采用三翼合金鉆具，其具有良好的導(dǎo)正性。根據(jù)鉆井的效果，可以按要求使用齒形鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔，以增加鉆井的工作效率。在鉆井過程中，為了避免發(fā)生鉆頭收縮，必須增大鉆頭的比重，即1.2～1.25倍，粘性約25Pa·s，采用低速鉆井，速度為2.5 m/h，加入鉆柱時要進(jìn)行鉆孔，以保證鉆孔尺寸不變。

3.1.3 安放鋼筋籠

鋼籠吊掛采用兩個吊點吊掛，將吊點位設(shè)于箍筋位置，吊運(yùn)時應(yīng)防止變形、彎曲，吊放時應(yīng)向孔的中央緩緩放下，以免與孔洞內(nèi)的孔洞發(fā)生撞擊。如果遇到阻力，不可用力松開，應(yīng)查清緣由，酌情處置。如果必須松開，應(yīng)將鋼筋籠抬起，再進(jìn)行橫孔施工。

鋼筋籠應(yīng)分節(jié)放置，并將灌漿管與鋼籠進(jìn)行捆綁或焊接，用起重機(jī)將第一節(jié)放進(jìn)鉆孔中。將第一節(jié)鋼筋籠插入鋼籠上方的箍筋下方后，將鋼籠暫時支撐在護(hù)套管上。隨后將第二節(jié)吊起，將兩端固定在一起，把兩節(jié)鋼梁固定在一起。在鋼筋籠全部放入洞中后，必須對其進(jìn)行定位，以保證其中心位置。

3.1.4 灌注混凝土

清孔結(jié)束后，驗收合格，應(yīng)在30 min內(nèi)進(jìn)行灌注混凝土，采用導(dǎo)管進(jìn)行水下頂托法灌注混凝土。根據(jù)孔深及導(dǎo)管直徑確定首灌混凝土放量，根據(jù)首灌放量選用合適的料斗。

根據(jù)本工程特點，料斗容量為不小于1.5 m?導(dǎo)管及料斗安放好后，在料斗底端放上隔水栓，用活塞堵住料斗口，隨后向料斗內(nèi)加混凝土，混凝土加滿后立即拉出隔水栓，使混凝土迅速下落，首灌混凝土必須確保導(dǎo)管埋深2 m左右。隔水栓拉出后應(yīng)繼續(xù)連續(xù)澆筑混凝土，當(dāng)出現(xiàn)混凝土下落困難時，要暫停加料，并上、下牽動導(dǎo)管。同時觀察孔口返漿情況，待混凝土順利下落后再向漏斗中加入混凝土[2]。在混凝土灌注后期，料斗內(nèi)混凝土面與孔內(nèi)混凝土面落差小，下料緩慢，此時應(yīng)及時上、下牽動料斗，讓混凝土順利灌注。

3.2 格構(gòu)柱技術(shù)及步驟

3.2.1 制作格構(gòu)柱

構(gòu)柱在施工現(xiàn)場進(jìn)行制作，預(yù)制混凝土地板，格構(gòu)柱參照工程設(shè)計長和地基標(biāo)高，在設(shè)計標(biāo)高上標(biāo)注，為格構(gòu)柱的開挖提供依據(jù)[3]。裝配之前需要對角進(jìn)行調(diào)整，在下料的長度范圍內(nèi)容許誤差為±5 mm，局部變形容許誤差為±2 mm。接骨片的拼裝應(yīng)嚴(yán)格按照各橫梁的中軸線為參考，排列各嵌板的方位。為了確保立柱的豎直性，采用特殊的背模進(jìn)行搭接。焊接強(qiáng)度為3級，焊接厚10 mm。CO2氣體保護(hù)焊是一種比較理想的方法，因為其所需的保護(hù)性氣體成本較低，在進(jìn)行施工時，焊縫成型較好，再配以含有氧化劑的焊線，可以減少內(nèi)部缺陷，提高質(zhì)量。該項目所使用的方框柱是由4個400 mm×14 mm的等邊鋼筋進(jìn)行連接，其規(guī)格為420 mm×300 mm×10 mm，垂直距離600 mm，并且在角鋼和連接面板上都要進(jìn)行充分的焊。柱頭的角鋼采用內(nèi)外焊接的形式進(jìn)行焊接，角鋼與角鋼的材質(zhì)是一樣的，并且焊接角鋼的長度大于600 mm，接頭的兩端必須平整，并且端表面必須為橫向。為了將網(wǎng)架立柱的上端焊上一個雙向的吊圈，便于進(jìn)行網(wǎng)架的安裝。

3.2.2 焊接格構(gòu)柱

電焊選用ER-50型，在使用之前必須按照工廠證書要求進(jìn)行干燥處理，不得用損壞或生銹的線材。柱子應(yīng)整齊地堆放，不得高于兩層樓的高度，所用的導(dǎo)向桿應(yīng)在一條線上。立柱對焊時，節(jié)點要錯開，確保相同斷面上的角鋼節(jié)點不得大于50%，而相鄰的角鋼間距不得低于50 cm。在角鋼的焊接部位，角鋼角鋼筋的內(nèi)部采用同一材質(zhì)的短角鋼板進(jìn)行加固。

3.2.3 安裝鋼筋籠和格構(gòu)柱

在鋼筋籠頭和框架柱子的連接點上，每一條邊都要用10 m×1 m的長筋與網(wǎng)箱的縱向筋固定，每條的長度不少于10 mm，每一條都要有一個撓性的連接點，這樣才能進(jìn)行較大的調(diào)節(jié)。在進(jìn)行安全防護(hù)之前，要進(jìn)行鋼筋籠安裝，下面的鋼筋籠網(wǎng)要嚴(yán)格按上述方法進(jìn)行安裝。在進(jìn)行鉆孔時，要保證鉆孔與鋼筋籠的同軸性，同時要保證支架的穩(wěn)定[4]。在鋼絲網(wǎng)安裝完畢后，進(jìn)行網(wǎng)格柱調(diào)整架的施工，按照設(shè)計的需要，網(wǎng)格板的各個邊沿應(yīng)與軸線完全垂直或平行，除了在四面中央標(biāo)有“十”字標(biāo)記以使其對齊后，還要使其每側(cè)與軸線垂直或平行。

3.2.4 校正并固定格構(gòu)柱

將立柱的校準(zhǔn)架與鋼板進(jìn)行牢固地結(jié)合，調(diào)整校正框確保水準(zhǔn)，把網(wǎng)格柱放下，將其插到樁的預(yù)設(shè)高度低于3.0 m，然后將其兩側(cè)的兩個主要筋分別焊接在一起，進(jìn)行雙面焊，焊點至少為5 mm，然后在樁孔的中央用定位筋將其緊固。在下沉?xí)r，采用全站儀器進(jìn)行觀察，把架設(shè)好的立柱上部置于中間位置，在兩個點豎直后再進(jìn)入。保證每根的豎直角小于1/300，中間誤差不超過20 mm。在對框架柱進(jìn)行標(biāo)高的調(diào)控時，必須事先用水準(zhǔn)計測量出樁的高度，并按其嵌入的深度，在鋼柱上用紅色顏料標(biāo)示出格構(gòu)柱的標(biāo)高，并在其兩端分別焊上L220 mm×20 mm角鋼，并將其安裝在校正臺上。

3.2.5 截除格構(gòu)柱

根據(jù)工程施工條件和施工需要，為調(diào)節(jié)網(wǎng)架立柱的垂直度，使網(wǎng)架立柱的高度超過設(shè)計標(biāo)高。在進(jìn)行網(wǎng)格結(jié)構(gòu)柱體的制造時，應(yīng)在其設(shè)計高度上涂上顏料，以便于挖掘時，將其截去。在進(jìn)行切割時，要用水平尺檢查設(shè)計標(biāo)高和標(biāo)志位置的一致性，并進(jìn)行修正。

3.3 雙軸深攪樁技術(shù)及步驟

某地鐵巖土工程基坑全區(qū)段采用單排Φ700×500 mm雙軸深攪樁作為止水帷幕，采用套接一孔法施工工藝。第一批施工在監(jiān)管人員監(jiān)管下施工，確定實際水泥投放量、漿液水灰比、漿液泵送時間、攪拌下沉及提升時間、樁長以及垂直度控制方法，并確定雙軸深攪樁的正常施工控制標(biāo)準(zhǔn)。漿液水灰比0.45～0.55，水泥摻入量為15%，其中每兩攪一噴為7.5%，并應(yīng)根據(jù)實際情況摻入適量早強(qiáng)劑等外加劑。樁體施工每樁位為兩攪一噴工藝，連續(xù)施工，相鄰樁間歇不得超過10 h，且噴漿攪拌時鉆頭的提升速度不得大于0.6 m/min，下沉速度不得大于0.6 m/min。

首先，清理開挖地區(qū)的多余物體進(jìn)行開挖施工。施工場地應(yīng)事先平整，清除樁位處障礙。在施工全過程中，要安排施工現(xiàn)場的搶險隊伍，并準(zhǔn)備好相關(guān)的施工工具和物資，隨時觀察施工進(jìn)度，一旦出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象，立即采取措施。

其次，進(jìn)行試成樁試驗在大規(guī)模工程之前，應(yīng)按照設(shè)計的規(guī)定進(jìn)行試樁，并在現(xiàn)場監(jiān)督人員的監(jiān)督下完成。此工序的目標(biāo)是測定雙軸攪拌樁的下陷速率和攪拌器轉(zhuǎn)速，保證均勻沉降和均勻起重。在攪動和提起過程中，不能在鉆孔中引起壓力引起周圍基礎(chǔ)的下沉，在3個試樁過程中，要依據(jù)成樁工藝、水泥漿液配合比以及注漿泵的工作流率來確定其所選擇的轉(zhuǎn)速，以保證樁的成樁品質(zhì)。

再次，進(jìn)行施工。在施工過程中需要嚴(yán)格控制單樁水泥摻入量?，F(xiàn)場按水灰比0.6配制漿液，并通過調(diào)整設(shè)備下沉及提升噴漿速度控制單樁用漿量，進(jìn)而確保單樁水泥用量以滿足設(shè)計要求。雙軸攪拌樁機(jī)頭下沉速度與攪拌提升速度應(yīng)控制在0.6 m/min以內(nèi)，并保持勻速下沉與勻速提升。攪拌提升時不應(yīng)使孔內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓造成周邊地基沉降。

最后，進(jìn)行抗壓實驗。每臺班留置一組試塊，即每天兩組，進(jìn)行單軸抗壓強(qiáng)度試驗，以檢測樁身強(qiáng)度。

4 深基坑支護(hù)施工管理措施

4.1 提高施工管理效果

首先，提高安全管理能力。對于大型建設(shè)項目，必須開挖深埋藏過深的基坑。在開挖時，既要考慮到地面的高度，又要考慮到周圍建筑物的安全，所以在進(jìn)行施工之前，必須進(jìn)行事先的安全評估，采取行之有效的安全措施。其次，保證周圍建筑的安全，對周圍的建筑、管道進(jìn)行安全維護(hù)，盡可能不對其不造成任何損壞。最后，營造一個良好的生態(tài)環(huán)境。在施工過程中，由于開挖和搬運(yùn)會造成較多的污染，為保證周圍居民的生命健康，必須合理布置好施工時間，避免在晚上施工，以免產(chǎn)生噪聲。

4.2 根據(jù)工程重點進(jìn)行施工管理

在加大力度進(jìn)行施工質(zhì)量教育的基礎(chǔ)上，根據(jù)項目的主要節(jié)點、重要工藝和關(guān)鍵環(huán)節(jié)，制定了施工的質(zhì)量控制要點。制定出一套完整的施工技術(shù)和質(zhì)量管理體系，進(jìn)行提前的管理，做到預(yù)防，確保各項目、各重要環(huán)節(jié)的質(zhì)量。

5 結(jié)束語

在地鐵巖石工程中，深基坑支護(hù)施工的好壞直接關(guān)系到整個工程的順利實施和質(zhì)量。為此，工程負(fù)責(zé)人必須在實際工作中積極了解并鉆研深基坑支護(hù)技術(shù)，并對該技術(shù)進(jìn)行改造和創(chuàng)新，以保證其在工程應(yīng)用中能夠產(chǎn)生相應(yīng)的效果，以此保證施工質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

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