地鐵巖土工程深基坑支護施工技術(shù)研究

鄧 勇

(中鐵十六局集團地鐵工程有限公司，北京 100100)

1 工程概況

成都地鐵10號線一期工程金花站，與12號線通道換乘，且在本站站前引入18號線，與全線檢修庫共同建設(shè)。該車站總長720.8 m，具體由車站主體、地下檢修庫以及右線明挖段構(gòu)成，采用的是島式車站形式，地下1、2層分別為站廳層與站臺層。該車站左線長238 m，右線301.8 m，標準段寬度26.05 m。

2 深基坑工程的特點

2.1 綜合性

施工區(qū)域內(nèi)巖土與土壤等物質(zhì)所表現(xiàn)出的多樣化特性。大量工程經(jīng)驗表明，地鐵工程深基坑施工中易出現(xiàn)三大類問題，即變形、強度不足與滲漏。而在上述問題的影響下，將對整體施工進度造成影響，作為技術(shù)人員需高度注重對各項問題的研究，通過事前預(yù)防的方式有效解決深基坑施工問題。

2.2 隱蔽性與復(fù)雜性

地鐵工程施工具有明顯的系統(tǒng)性，施工人員與設(shè)備均是重要的影響因素，作為工程管理者，有必要創(chuàng)建一套可行的制度，引導(dǎo)每位施工人員通過規(guī)范化的方式完成各環(huán)節(jié)施工[1]。除此之外，地下環(huán)境施工更為復(fù)雜，存在諸多不確定因素，地質(zhì)構(gòu)造、巖石特性等都表現(xiàn)出明顯的差異性，加之城市地下管線的大量鋪設(shè)，在施工周邊區(qū)域很容易遇到各類電纜，上述提及的因素均會對深基坑施工造成影響，因此，進一步提升了地鐵工程的整體復(fù)雜性。

2.3 區(qū)域性

在建筑事業(yè)持續(xù)發(fā)展之下，深基坑工程的重要性愈發(fā)凸顯，已經(jīng)成為我國巖土領(lǐng)域較為關(guān)鍵的組成部分。不同于常規(guī)施工環(huán)境的是，基坑工程表現(xiàn)出極為明顯的區(qū)域性特征，從而強化了區(qū)域內(nèi)巖石與土壤的差異性問題。不僅于此，即便是在同一城市范圍內(nèi)，土壤巖石也會表現(xiàn)出不同的特性，在同一項目的施工作業(yè)中也會遇到多類工程環(huán)境，成為阻礙施工作業(yè)順利進行的主要因素，從而加大了質(zhì)量控制難度。對此，施工人員需要準確地認知這一問題，在日常工作中嚴格遵循既定的規(guī)章制度，提升各項操作行為的規(guī)范性，以高效的方式完成深基坑施工作業(yè)。

3 地鐵車站的深基坑支護技術(shù)

3.1 土方開挖技術(shù)

3.1.1 明挖法

經(jīng)調(diào)查得知，在國內(nèi)的地鐵工程中，明挖法被廣泛應(yīng)用于巖土施工中，若要有效應(yīng)用該方法，其基本前提在于所在施工區(qū)域較為平坦且開闊?？傮w上，明挖法對于地質(zhì)環(huán)境提出較為苛刻的要求，若要順利推動各環(huán)節(jié)施工作業(yè)，支撐工作必不可少，通過合理的支撐方式給挖掘施工創(chuàng)設(shè)穩(wěn)定的環(huán)境。而在明挖法施工作業(yè)時，還可有效控制施工成本，在一定程度上提升了企業(yè)的經(jīng)濟效益。

但值得注意的是，基于明挖法展開施工作業(yè)時，伴隨相關(guān)環(huán)節(jié)的持續(xù)推進，自然地質(zhì)環(huán)境構(gòu)造將受到嚴重影響，從而出現(xiàn)地下水位上升等不良問題?；诖?，施工技術(shù)人員需要立足于工程實際情況，制定科學(xué)的規(guī)章制度，提升挖掘施工各環(huán)節(jié)的規(guī)范性，在最大程度上給施工作業(yè)創(chuàng)設(shè)穩(wěn)定的環(huán)境，以便提升工程質(zhì)量。

3.1.2 蓋挖法

雖然明挖法在我國的地鐵巖土工程中取得廣泛應(yīng)用，但部分地鐵工程的施工環(huán)境尤為復(fù)雜，周邊存在大量既有建筑物，且路面車輛運行繁忙，此時若依然采取明挖法施工作業(yè)，將帶來諸多安全隱患。在此背景下，蓋挖法被應(yīng)用于工程中，其優(yōu)點在于大幅降低對周邊環(huán)境的影響，給原有建筑以及道路的正常使用提供了穩(wěn)定環(huán)境，同時可有效控制施工噪音，能夠從多個角度減少負面影響，提升了整個施工作業(yè)的安全性。相較于明挖法而言，若基于蓋挖法施工作業(yè)，則在一定程度上加大了施工難度，為順利完成深基坑的施工，需得到更多成本的支持，因此，效率與經(jīng)濟效益上相對欠佳。

3.2 鋼板樁支護技術(shù)

鑒于深基坑的復(fù)雜性，為了營造一個足夠安全的施工環(huán)境，有必要對熱軋型鋼采取有效處理措施，使其成為具備更高強度的鋼板樁[2]。在現(xiàn)階段的施工作業(yè)中，鉗口式與鎖扣式處理應(yīng)用較為廣泛，在此基礎(chǔ)上將處理后的鋼板連接起來，從而構(gòu)成了具有完整性的板樁墻。在深基坑施工作業(yè)中，通過板樁墻的合理應(yīng)用，能夠發(fā)揮出優(yōu)良的擋土、擋水效果，可提升深基坑施工安全性。而縱觀當前的地鐵工程，鋼板截面的形式無外乎U形與直腹板形兩種，盡管鋼板樁的施工作業(yè)較為簡單，但很容易受到外力影響，隨之出現(xiàn)使用效果下降的情況，因此，需得到工程技術(shù)人員的高度重視。

3.3 深層攪拌樁支護技術(shù)

此項技術(shù)對于施工環(huán)境提出較高要求，即深度需在7 m內(nèi)，否則將會影響應(yīng)用效果。此外，基坑邊緣的設(shè)置需足夠合理，應(yīng)與紅線保持適當?shù)木嚯x。施工中使用到大量水泥材料，從本質(zhì)上看，此類材料具有較強的特殊性，將其應(yīng)用于深基坑支護工作中，可發(fā)揮出優(yōu)良的擋土效果。

3.4 排樁支護技術(shù)

重點處理基坑周邊區(qū)域，在該處施工出大量鋼筋混凝土樁孔。在整個擋土結(jié)構(gòu)的構(gòu)成要素中，鉆孔樁發(fā)揮出的作用不容忽視。實際施工中，樁列間距需得到合理的控制，若出現(xiàn)距離不當?shù)那闆r，則會對樁列的使用效果造成影響。背樁是構(gòu)成鋼筋混凝土樁必不可少的一個部分，此環(huán)節(jié)施工以高壓注漿的方式為宜，且要嚴格控制注漿質(zhì)量。

3.5 土釘墻支護技術(shù)

合理應(yīng)用土釘墻支護技術(shù)的關(guān)鍵在于所在區(qū)域的土質(zhì)，即施工該區(qū)域的土地應(yīng)足夠堅硬，在此基礎(chǔ)上方可彰顯出該技術(shù)應(yīng)用效果。相較于其他技術(shù)而言，土釘墻技術(shù)所需的施工時間相對更短，對成本的需求量較小，且施工中不會占用過多的土地面積。但土釘墻支護技術(shù)也存在局限性，不具備優(yōu)良防水能力，易受到水體的持續(xù)性破壞，這也表明在應(yīng)用該技術(shù)時防水工作至關(guān)重要。以某項目為例，施工區(qū)域內(nèi)的土層具有較好的穩(wěn)定性，工程人員經(jīng)勘察后最終選定為土釘墻支護技術(shù)，基于此技術(shù)實現(xiàn)對成本的控制。但在施工之前并未做好防水工作，各項排水基礎(chǔ)設(shè)施不夠完善，當遇到大雨天氣時，將會出現(xiàn)較為明顯的積水現(xiàn)象，隨之影響了土釘墻使用效果，加大了工程隱患，而對于施工企業(yè)而言也將面臨較大的經(jīng)濟損失。土釘墻支護流程如圖1所示。

圖1 土釘墻支護流程

3.6 地下連續(xù)墻支護技術(shù)

通過設(shè)置地下連續(xù)墻的方式，可發(fā)揮出優(yōu)良的防水效果，可被應(yīng)用于多數(shù)軟土施工環(huán)境中[3]。在行業(yè)技術(shù)水平持續(xù)提升之下，地下連續(xù)墻取得廣泛應(yīng)用，可實現(xiàn)對基坑的防護，此外還為側(cè)墻體系的建設(shè)提供了指導(dǎo)。將地下連續(xù)墻支護技術(shù)應(yīng)用于深基坑中，還可有效控制土地變形現(xiàn)象，因此，是一種具有較強適應(yīng)性的深基坑支護方法。地下連續(xù)墻支護如圖2所示。

圖2 地下連續(xù)墻支護

4 結(jié)束語

地鐵工程施工環(huán)境復(fù)雜，其中以深基坑施工尤為關(guān)鍵，合理應(yīng)用支護技術(shù)是創(chuàng)設(shè)安全施工環(huán)境的關(guān)鍵。在實際施工中，相關(guān)單位需要從實際情況出發(fā)，在準確掌握施工地質(zhì)環(huán)境的前提下，綜合對比應(yīng)用效果、成本等多項需求，確定與實際情況相適應(yīng)的基坑支護技術(shù)，從而提升深基坑支護質(zhì)量，給工程施工提供安全的環(huán)境，為后續(xù)環(huán)節(jié)的施工作業(yè)創(chuàng)設(shè)良好基礎(chǔ)，助力于地鐵巖土工程的發(fā)展。

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