寬大異形基坑支護(hù)施工技術(shù)

內(nèi)容摘要：明挖法為地鐵施工較為常見施工方法，但是6線并行、跨度大、坑中有坑的異形基坑的明挖區(qū)間還是較為罕見。如何做好基坑土方開挖和各類基坑支護(hù)的銜接，加快施工進(jìn)度，保證基坑施工質(zhì)量和施工安全，是基坑施工的主要課題。

關(guān)鍵詞：寬大異形基坑； 二級(jí)基坑； 施工技術(shù)

1、工程概況

北京地鐵9號(hào)線郭公莊站站后折返線區(qū)間位于北京市豐臺(tái)區(qū)，正線區(qū)間出郭公莊站后設(shè)折返線并向南延伸，房山線區(qū)間在站臺(tái)外側(cè)，左右線在站臺(tái)北側(cè)分別設(shè)單渡線與9號(hào)線相接，房山線正線向南轉(zhuǎn)向西至世界公園站，郭公莊站南端約70m為車輛段出入線區(qū)間起點(diǎn)，車輛段出入線區(qū)間向南轉(zhuǎn)向東后進(jìn)入車輛段。區(qū)間平面圖見圖1郭公莊站站后折返線區(qū)間圍護(hù)結(jié)構(gòu)平面圖。

區(qū)間主體結(jié)構(gòu)橫向?yàn)榈叵乱粚酉湫慰蚣芙Y(jié)構(gòu)?；由罴s16～26m，采用φ1000@1400mm鉆孔灌注樁做為基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，樁頂設(shè)冠梁，樁間采用掛網(wǎng)噴射混凝土保持樁間土穩(wěn)定。沿基坑豎向設(shè)三至四道錨索，基坑內(nèi)底標(biāo)高不同處采用土釘墻作為二級(jí)基坑支護(hù)。

2、工程地質(zhì)、水文、環(huán)境情況

本段線路土層分布較為穩(wěn)定，自上而下依次為人工填土、新近沉積土層、第四紀(jì)晚更新世沖洪積地層。站后折返線區(qū)間結(jié)構(gòu)主要在圓礫層和圓礫卵石層，底板坐落在圓礫卵石層上。

本段線路受地質(zhì)成因與古河道控制，地下水類型為潛水。深部卵石層中賦存的地下水具弱承壓性。潛水賦存于中下部卵石層中，沿線潛水水位標(biāo)高在19.03～24.00m之間，水位埋深在21.49～28.30m之間。主要接受大氣降水補(bǔ)給和側(cè)向徑流補(bǔ)給，主要以人工開采方式排泄，受北京市地下水開采降落漏斗的控制，地下水流向自西向東北方向流動(dòng)。結(jié)構(gòu)底板埋深15～20m，地下水水位埋置較深遠(yuǎn)低于結(jié)構(gòu)底板，初步判斷可不考慮降水措施。

3、基坑圍護(hù)方案及施工方法

3.1基坑圍護(hù)方案

郭公莊車站站后折返線區(qū)間主體結(jié)構(gòu)型式為地下一層單跨或多跨箱形框架型式，采用明挖法施工，區(qū)間圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用Φ1000@1400mm鉆孔灌注樁加2～5道錨索的支護(hù)型式，基坑內(nèi)底標(biāo)高不同處采用土釘墻作為二級(jí)基坑支護(hù)。

3.2主要分項(xiàng)工程施工控制要點(diǎn)

3.2.1圍護(hù)樁施工

（1）鉆孔

①圍護(hù)樁施工前應(yīng)準(zhǔn)確定位，防止侵入結(jié)構(gòu)，影響結(jié)構(gòu)施工。

②根據(jù)地質(zhì)情況，選擇正確的成孔施工工藝，是保證成孔的關(guān)鍵。

③合理選擇鉆頭直徑，有效控制成孔直徑，控制施工成本。

④根據(jù)地層狀況，調(diào)整泥漿濃度，保證孔壁穩(wěn)定。

⑤嚴(yán)格控制成孔深度，保證圍護(hù)樁埋置深度，確?；臃€(wěn)定。

（2）鋼筋籠制作安裝

①鋼筋籠必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖下料制作，焊接牢固。

②鋼筋籠采用汽車吊整節(jié)吊裝。吊裝時(shí)應(yīng)采用多點(diǎn)吊裝，吊點(diǎn)加強(qiáng)焊接，防止鋼筋籠變形。

③鋼筋籠應(yīng)準(zhǔn)確定位，懸吊牢固，做好鋼筋籠防上浮措施。

（3）圍護(hù)樁水下混凝土

①水下混凝土必須連續(xù)灌注，混凝土到場(chǎng)必須進(jìn)行驗(yàn)收，檢查混凝土的和易性、坍落度。

②混凝土灌注導(dǎo)管的提升必須保證導(dǎo)管埋置深度，防止斷樁。拆管時(shí)導(dǎo)管拔出不要過快，防止泥漿灌入樁心。

③嚴(yán)格控制混凝土灌注高度，保證樁頂混凝土質(zhì)量。

3.2.2土方開挖

基坑土方開挖根據(jù)基坑深度、寬度不同，可采取臺(tái)階法和拉槽式開挖，土方開挖后應(yīng)即時(shí)施作樁間網(wǎng)噴混凝土支護(hù)，架設(shè)鋼圍檁、鋼支撐或施工錨索。

3.2.3樁間網(wǎng)噴混凝土

（1）鋼筋網(wǎng)片采用膨脹螺栓固定在圍護(hù)樁上，安裝牢固，防止網(wǎng)噴混凝土傾覆。

（2）噴射混凝土表面應(yīng)大面平整，便于防水施工。

3.2.4錨索

（1）根據(jù)地層選擇鉆機(jī)成孔，保證成孔質(zhì)量和施工進(jìn)度。

（2）嚴(yán)格安裝施工圖和規(guī)范要求進(jìn)行錨索下料加工，保證錨索長度。

（3）嚴(yán)格控制注漿量，保證錨孔注漿飽滿。

（4）嚴(yán)格控制錨索張拉和鎖定拉力。

3.2.5鋼圍檁安裝

（1）鋼圍檁分段安裝，節(jié)段間需等強(qiáng)連接，保證鋼圍檁連續(xù)。

（2）鋼圍檁與圍護(hù)樁間空隙必須采用細(xì)石混凝土回填密室。

（3）必須采取防墜落懸吊措施。

4、工程重點(diǎn)難點(diǎn)及應(yīng)對(duì)策略

4.1施工重點(diǎn)

⑴確?；臃€(wěn)定性是施工重點(diǎn)

由于采用明挖法施工，基坑施工期間的安全是本工程的一個(gè)重點(diǎn)，因此關(guān)鍵是要確保明挖基坑的穩(wěn)定，不出現(xiàn)坍塌事故，特別要注意以下幾點(diǎn)：

①為保證基坑安全，必須作好基坑滲流截堵措施，基坑周圍地表硬化，并作好相應(yīng)的排水溝，確保地表排水順暢，特別應(yīng)防止地表積水下滲。

②基坑開挖過程中，嚴(yán)格土方開挖管理，強(qiáng)調(diào)內(nèi)支撐及時(shí)施作。

③由于車站主體基坑采用多層接力開挖法，因此需要考慮沿基坑縱向的邊坡穩(wěn)定，防止在坑內(nèi)沿基坑縱向產(chǎn)生滑坡，導(dǎo)致基坑坍塌。

④在所有的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目中，特別強(qiáng)調(diào)對(duì)圍護(hù)樁水平變形的監(jiān)測(cè)和支撐軸力的監(jiān)測(cè)，并根據(jù)圍護(hù)樁水平變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)調(diào)整支撐措施。

（2）圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工是重點(diǎn)

車站主體圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用灌注樁+預(yù)應(yīng)力錨索的形式作為支護(hù)體系。在卵石層中施工預(yù)應(yīng)力錨索、灌注樁，其施工難度較大，圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量及進(jìn)度是本工程的一個(gè)重點(diǎn)，需要采用合適的施工工藝和施工機(jī)械設(shè)備進(jìn)行施工。

預(yù)應(yīng)力錨索成孔鉆機(jī)采用DHR80-A1型鋼套管鉆機(jī)鉆進(jìn)成孔；鉆孔樁采用旋挖鉆機(jī)成孔，在①～②5層采用普通鉆頭鉆進(jìn)，在卵石⑤層及卵石⑦層采后短螺旋鉆頭鉆進(jìn)。

施工過程中根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工情況，組織足夠數(shù)量的上述各種施工機(jī)械，確保滿足業(yè)主進(jìn)度要求。

⑶施工組織管理與協(xié)調(diào)是重點(diǎn)

由于受拆遷影響，實(shí)際開工日期比合同工期滯后很多，為滿足業(yè)主節(jié)點(diǎn)工期要求，需多項(xiàng)專業(yè)交叉施工，施工組織協(xié)調(diào)工作量大，如何統(tǒng)籌安排，精心組織，優(yōu)化配置，減少矛盾，使得每個(gè)工作面協(xié)調(diào)推進(jìn)，每道工序銜接緊湊，安全、優(yōu)質(zhì)、按期完成施工任務(wù)，是本工程的又一項(xiàng)重點(diǎn)。

主要對(duì)策：

①項(xiàng)目經(jīng)理對(duì)資源分解和進(jìn)度調(diào)節(jié)全面負(fù)責(zé)，選派有經(jīng)驗(yàn)的施工技術(shù)人員、管理人員和技術(shù)熟練的專業(yè)施工隊(duì)伍。

②在組織機(jī)構(gòu)中設(shè)立前期專項(xiàng)工作部，負(fù)責(zé)對(duì)外的專項(xiàng)工作協(xié)調(diào)。

③建立值班經(jīng)理和值班工程師制度及早例會(huì)制度，做到每班、每個(gè)工點(diǎn)都有值班管理人員和技術(shù)人員在施工現(xiàn)場(chǎng)，及時(shí)處理施工中出現(xiàn)的各種問題，強(qiáng)化施工現(xiàn)場(chǎng)管理，保證施工井然有序。

④優(yōu)化施工方案，采取有效措施，保證質(zhì)量、安全和工期目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，在施工過程中充分考慮各專業(yè)工程之間的協(xié)調(diào)配合問題，做到組織有序合理施工，避免相互沖突。

4.2技術(shù)重點(diǎn)

（1）基坑陽角處兩側(cè)錨索容易造成相互干擾

策略：如圖2所示，與陽角處第一樁相鄰的錨桿，與鋼圍檁水平夾角51°。錨桿與鋼圍檁水平夾角由此樁向兩側(cè)漸變至90°。每根錨桿調(diào)整水平夾角1°。

（2）土方開挖，一級(jí)基坑中施工二級(jí)基坑。地基層高低起伏，且部分為回填土。

策略：

①開挖前準(zhǔn)備工作：熟悉圖紙，不斷跟進(jìn)加密基坑內(nèi)高程點(diǎn).開挖前提前在圍護(hù)壁畫出開挖槽底標(biāo)高，以便控制。

②基坑內(nèi)底標(biāo)高不同處采用土釘墻作為二級(jí)基坑支護(hù)。嚴(yán)格控制每層的開挖深度，杜絕超挖。

③當(dāng)房山線下穿段施工完成，結(jié)構(gòu)達(dá)到回填條件，開始土方回填?；靥钭裱謱踊靥?，碾壓密實(shí)的原則。

6、總結(jié)：

地鐵區(qū)間工程采用明挖法比較廣泛。對(duì)于寬度大，深度深的明挖基坑采用圍護(hù)樁+錨索進(jìn)行維護(hù)，既能有效的克服重型鋼支撐支護(hù)的吊裝和結(jié)構(gòu)施工時(shí)支撐轉(zhuǎn)換的難題，又能克服架設(shè)支撐后對(duì)結(jié)構(gòu)施工的影響。該圍護(hù)方法加快了施工進(jìn)度，保證施工質(zhì)量，確保施工安全，對(duì)于深大基坑的支護(hù)設(shè)計(jì)和施工具有指導(dǎo)作用。

羅文江 1980年10月11日 漢族 貴州省平壩 工程師。