地鐵車(chē)站深基坑的基本條件及施工技術(shù)研究

周 委，程 然

中交一公局第三工程有限公司，北京 101102

1 工程概況

兆麟公園站為地下三層11m島式站臺(tái)車(chē)站，屬于地鐵3號(hào)線二期的第19座站，具體位置在友誼路與地文街、井街交叉路口東側(cè)。車(chē)站總建筑面積為13516.11m2；全長(zhǎng)150m；標(biāo)準(zhǔn)段寬度為19.9m；車(chē)站軌面埋深約為22.77～22.5m；車(chē)站中心里程處覆土約為3.5m；共設(shè)計(jì)了4個(gè)出入口（其中1個(gè)預(yù)留）、1個(gè)安全出口（兼消防通道）及2組風(fēng)亭，無(wú)障礙出入口與2號(hào)出入口結(jié)合設(shè)置。

2 基坑開(kāi)挖技術(shù)要求

該地鐵車(chē)站基坑開(kāi)挖方法選擇明挖法，編制科學(xué)的開(kāi)挖方案，確定施工流程和開(kāi)挖作業(yè)的先后順序，統(tǒng)籌各項(xiàng)資源，協(xié)調(diào)時(shí)間與空間效益，確?；娱_(kāi)挖效率與質(zhì)量。加強(qiáng)施工質(zhì)量管理與安全管理，把握開(kāi)挖技術(shù)要求，具體如下。

（1）開(kāi)槽支撐與先撐后挖。在正式進(jìn)行基坑開(kāi)挖前，必須施作鋼支撐，并且必須在地下連續(xù)墻、冠梁及支撐達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，才能夠開(kāi)展基坑開(kāi)挖作業(yè)。分區(qū)、分段、分層、對(duì)稱(chēng)開(kāi)挖。綜合考慮基坑縱向邊坡放坡的地質(zhì)情況、周邊建筑物等因素確定基坑開(kāi)挖作業(yè)的安全坡度，遵循“分區(qū)、分段、分層、對(duì)稱(chēng)開(kāi)挖”原則，控制開(kāi)挖深度和開(kāi)挖量，其中開(kāi)挖深度應(yīng)保持在2m以下，嚴(yán)禁超挖。

（2）排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。為了防止基坑底部出現(xiàn)積水，在縱向放坡開(kāi)挖前和完成基坑開(kāi)挖作業(yè)后應(yīng)做好排水工作，開(kāi)挖前在縱向放坡坡頂位置設(shè)計(jì)截水溝壑擋水土堤，并設(shè)計(jì)基坑排水系統(tǒng)和集水井。

（3）限時(shí)作業(yè)。每一工礦開(kāi)挖作業(yè)和鋼支撐施作的時(shí)間應(yīng)控制在16～20h。

（4）開(kāi)挖方法。以機(jī)械開(kāi)挖為主，輔助人工開(kāi)挖，其中人工開(kāi)挖的對(duì)象為在基坑底部位置預(yù)留出的厚300mm的土層，避免干擾基坑坑底土體，且實(shí)施挖土作業(yè)的機(jī)械設(shè)備及運(yùn)輸車(chē)輛嚴(yán)禁在鋼支撐上活動(dòng)運(yùn)行。

（5）渣土處理。采用自卸車(chē)將渣土轉(zhuǎn)運(yùn)堆放在預(yù)先設(shè)計(jì)好的位置，避免影響基坑正常開(kāi)挖作業(yè)。

（6）監(jiān)督與量測(cè)。加強(qiáng)對(duì)基坑開(kāi)挖作業(yè)的監(jiān)督與量測(cè)，控制基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變形量，保證基坑的穩(wěn)定性與安全性。

3 開(kāi)挖及出土方法

3.1 基坑開(kāi)挖流程

基坑開(kāi)挖作業(yè)需要統(tǒng)籌施工現(xiàn)場(chǎng)各項(xiàng)資源，協(xié)同設(shè)備、人員安排，充分發(fā)揮出時(shí)間與空間的優(yōu)勢(shì)，加強(qiáng)開(kāi)挖技術(shù)要點(diǎn)的控制，確定最佳的開(kāi)挖方案和流程。

3.2 冠梁施工

（1）冠梁開(kāi)挖作業(yè)。冠梁施工應(yīng)遵循分段施工原則，嚴(yán)格遵循施工規(guī)范，保證冠梁各段接縫處理效果。圍護(hù)部位土體開(kāi)挖作業(yè)采用空壓機(jī)機(jī)械開(kāi)挖和人工開(kāi)挖兩種開(kāi)挖方式，先完成頂冠梁施工溝槽，并在溝槽兩側(cè)預(yù)留出50cm寬的操作面，確保底面標(biāo)高不小于冠梁底面標(biāo)高，配合人工開(kāi)挖的方式完成槽底開(kāi)挖找平。

（2）冠梁鋼筋制作及安裝。為了保證冠梁鋼筋制作效率和安裝效果，工作人員應(yīng)該根據(jù)相關(guān)技術(shù)規(guī)程開(kāi)展作業(yè)。同時(shí)，在連接鋼筋混凝土圍檁與圍護(hù)墻時(shí)，應(yīng)該先確定安裝位置，確定安裝位置后，才能夠剝露出鋼筋混凝土圍檁，實(shí)施焊接及澆筑施工。

（3）冠梁模板制作與加固。冠梁模板通常采用竹膠板，模板加固多選擇架設(shè)腳手架與配合拉桿的方式，該地鐵車(chē)站基坑開(kāi)挖施工中，冠梁模板加固腳手架采用Ф48mm鋼管，同時(shí)配合拉桿實(shí)現(xiàn)加固，鋼管配置方式為雙根雙向，豎向間距控制在1m以下。

（4）混凝土澆筑。在試驗(yàn)室進(jìn)行混凝土配方試驗(yàn)，根據(jù)配比加入各類(lèi)材料，充分拌制，遵守混凝土澆筑施工標(biāo)準(zhǔn)。完成冠梁混凝土澆筑作業(yè)后，應(yīng)開(kāi)展灑水或覆蓋養(yǎng)護(hù)，檢查混凝土強(qiáng)度，確定混凝土強(qiáng)度、剛度等性能達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，才能夠開(kāi)展下一道施工工序，進(jìn)行基坑開(kāi)挖作業(yè)。

（5）開(kāi)挖施工。根據(jù)設(shè)計(jì)好的開(kāi)挖深度開(kāi)展土方開(kāi)挖作業(yè)，分層作業(yè)，嚴(yán)禁超挖。采用回填基坑原土的方式加強(qiáng)鋼筋混凝土支撐梁和墊層，同時(shí)選擇在圍檁梁和支護(hù)結(jié)構(gòu)連接位置預(yù)埋設(shè)鋼筋，采用斜向焊接加固的方式，將二者緊密連接。

（6）支撐固定。根據(jù)設(shè)計(jì)方案選擇支撐固定方式，將鋼筋混凝土支撐梁設(shè)置為預(yù)起拱，采用安裝拉桿螺絲的方式加固支撐和圍檁梁的側(cè)模。

（7）縮短混凝土混凝時(shí)間。為了統(tǒng)籌資源，發(fā)揮出時(shí)空效應(yīng)，達(dá)到控制施工工期的目的，可優(yōu)化施工計(jì)劃，并在拌制混凝土?xí)r加入一定量的早強(qiáng)劑，做好混凝土養(yǎng)護(hù)，縮短混凝土凝固時(shí)間。

（8）混凝土支撐拆除。根據(jù)施工標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范，應(yīng)在完成車(chē)站主體結(jié)構(gòu)施工后及時(shí)拆除混凝土支撐，采用分段（分段長(zhǎng)度小于2m）切除拆落的方式，應(yīng)用履帶吊將支撐方木、腳手架及鋼支撐結(jié)構(gòu)吊裝到運(yùn)輸汽車(chē)。

（9）保障施工安全。為了提升施工的安全性，避免工作人員在支撐梁上作業(yè)和行走時(shí)出現(xiàn)安全事故，應(yīng)設(shè)置基坑施工防護(hù)設(shè)施，如防護(hù)欄桿等。

3.3 腰梁、混凝土支撐施工

（1）混凝土支撐施工流程。混凝土支撐施工流程包括鋼筋監(jiān)測(cè)、鋼筋加工制作和安裝拆除。詳細(xì)的施工內(nèi)容及流程如圖1所示。

圖1 混凝土施工內(nèi)容及流程

（2）混凝土支撐施工技術(shù)措施。根據(jù)基坑開(kāi)挖方案開(kāi)展土方開(kāi)挖作業(yè)，開(kāi)挖到第一道鋼筋混凝土支撐梁墊層底面位置后，實(shí)施鑿開(kāi)與鋼筋混凝土支撐墊層施工。其中，支撐模板選擇木模板，為了便于后續(xù)拆模作業(yè)，施工人員應(yīng)在安裝模板前，在模板上涂抹隔離劑。混凝土澆筑方式采用一次現(xiàn)澆，并重視混凝土養(yǎng)護(hù)，控制養(yǎng)護(hù)時(shí)間，不得少于14d。

3.4 鋼支撐架設(shè)及拆除

（1）內(nèi)支撐施工原則。①內(nèi)支撐施工應(yīng)遵循“隨挖隨撐”的原則，并控制基坑無(wú)支撐暴露時(shí)間，暴露時(shí)間不得超出8h。②基坑底部位置預(yù)留出厚300mm的土層，實(shí)施人工開(kāi)挖找平。③加強(qiáng)施工技術(shù)管理，遵守施工流程，達(dá)到快速開(kāi)挖和開(kāi)挖支撐的目的。

（2）鋼支撐支撐施工方法。①鋼支撐制作：土方開(kāi)挖作業(yè)與鋼支撐支撐的施作保持在同一頻率。其中，結(jié)合基坑尺寸和鋼支撐特點(diǎn)確定材料類(lèi)型并進(jìn)行組配，要在支撐前加工處理好法蘭盤(pán)與加勁箍，完成單根鋼支撐組裝作業(yè)。②鋼支撐裝配件與預(yù)埋件的選擇：鋼支撐支撐施工要應(yīng)用的裝配件主要是固定端和活動(dòng)端支座，而主要用到的預(yù)埋件為平整鋼板，平整鋼板根據(jù)預(yù)埋施工規(guī)范埋設(shè)在地下連續(xù)墻上。③支撐位置線的確定：每一工況開(kāi)挖作業(yè)進(jìn)行到支撐架設(shè)位置，應(yīng)及時(shí)確定支撐位置線。④鋼支撐安裝：鋼支撐安裝采用吊裝的方式，可根據(jù)施工實(shí)際情況選擇汽車(chē)吊或龍門(mén)吊，將鋼支撐吊裝至預(yù)埋鋼板位置，調(diào)整預(yù)埋鋼板、千斤頂軸線以及鋼支撐活動(dòng)端頭的位置，繼而開(kāi)展安裝作業(yè)。吊車(chē)安裝鋼支撐示意圖如圖2所示。

圖2 吊車(chē)安裝鋼支撐示意圖

（3）鋼支撐拆除。①由設(shè)計(jì)單位出具書(shū)面通知書(shū)，并保證混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求，即混凝土強(qiáng)度達(dá)80%后，才能開(kāi)展拆除作業(yè)，同時(shí)要嚴(yán)格按照拆除規(guī)范和順序。鋼支撐拆除具體順序如下：第四道鋼支撐拆除→第三道鋼支撐拆除→第二道鋼支撐拆除→第一道鋼支撐拆除。②鋼支撐拆除作業(yè)在懸空的環(huán)境下進(jìn)行吊起拆除作業(yè)，為了確保施工安全，設(shè)置臨時(shí)腳手架，同時(shí)選擇在鋼支撐活動(dòng)端頭位置設(shè)計(jì)2臺(tái)100t千斤頂，與鋼支撐安裝施工預(yù)應(yīng)力相反，對(duì)鋼楔施加軸力，使鋼楔出現(xiàn)松動(dòng)，移除鋼楔，拆除鋼支撐。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，為了緩解城市交通壓力，我國(guó)越來(lái)越多的城市都在建設(shè)地鐵工程，而在地下環(huán)境下開(kāi)展地鐵車(chē)站深基坑施工，需面臨的情況較為復(fù)雜，因此施工人員需首先分析基坑深基坑開(kāi)挖作業(yè)的基本條件，然后采用恰當(dāng)?shù)氖┕ぜ夹g(shù)，以此確保項(xiàng)目整體施工質(zhì)量滿足預(yù)期要求。