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1、地铁深基坑施工技术与风险管理 摘 要:地铁深基坑在地铁施工中越来越常见,以北京地铁某车站换乘厅深基坑为例,对深基坑的围护桩和冠梁及钢支撑施工、土方开挖作了详细介绍,同时对地铁深基坑的施工管理作了一定的归纳总结,对于类似深基坑工程具有重要借鉴意义。关键词:地铁深基坑施工技术土方开挖施工管理 随着经济社会的发展,地铁已经成为我国许多城市不可缺少的交通设施。而地铁深基坑工程具有开挖难度大、费用高、降水困难及周围环境影响大等特点,它已经成为地铁建设中的一大难题。深基坑工程质量的好坏,直接影响到
2、基坑工程的造价和安全。深基坑施工对保护周边建筑的安全具有重大的经济效益和社会效益。笔者以北京某车站换乘厅深基坑为例,系统的阐述了深基坑的施工技术和风险管理。 1 工程概况 北京地铁某车站换乘厅采用明挖法施工,换乘厅设计结构型式为单跨三层矩形结构,换乘厅结构长71.4m,宽13.4m,结构覆土厚度平均约3.5m,结构最大埋深为28.848m,基坑南侧为城市主路,车流量大,行车荷载容易对基坑土体造成扰动;结构开挖范围内土体较为松散、自稳性较差;开挖范围内地下水位较高,降水作业存在一定困难;施
3、工场区面积狭小,施工风险及难度大。本场区地质条件自上而下人工堆积层为杂填土、粉土填土,第四纪沉积层为粉土、细砂、粉砂、卵石、圆砾,第三纪岩层为砾岩。地下水类型为潜水,水位标高为41.2m左右(埋深约8.2～8.5m),含水层为卵石、圆砾层。换乘厅明挖结构基坑周围有多条重要的市政管线,基坑北侧DN400上水管线距换乘厅北侧结构外墙2.5m,Φ900雨水管线距基坑北侧结构外墙约3.0m,根据风险分级规定为二级环境风险工程。 2 基坑围护支撑体系2.1 围护桩 地铁深基坑支护方式包括地下连续墙
4、+支撑、围护桩+支撑、土钉+喷射混凝土等支护形式,受场地限制一般采用围护桩+内支撑的支护体系,根据土体侧压力、地下水位情况确定围护桩类型、桩径及间距。围护桩施工一般采用冲击钻、旋挖钻、全套管回转钻、人工挖孔等工艺。冲击钻、旋挖钻对地质条件比较苛刻,在砂卵石、软土地层中成孔难度较大,且噪音大、污染环境、工艺落后,很难在市区施工中推广;全套管回转钻成孔速度快,精度高、污染轻,适用于所有地层,是目前围护桩施工中值得大力推广的先进工艺。本工程基坑围护结构采用Φ1000@1500钻孔灌注素混凝土咬合桩。本
5、基坑围护结构采用Φ1000@1500钻孔灌注桩+Φ1000@1500素混凝土桩,在保证基坑围护的同时进行隔断地下水,实现基坑无水作业。2.2 冠梁施工 钻孔灌注桩施工完成后,进行冠梁处土方开挖施工,土方开挖采用挖掘机或装载机直接将土方装车运走,开挖至设计冠梁底标高后进行冠梁及砖挡墙施工,冠梁以上土方开挖采用自然放坡形式。待挡墙施工完毕后对挡墙背后采用粘土回填并夯实至地面。冠梁施工前需将钻孔桩桩头凿除,清洗、调直桩顶钢筋,冠梁主筋应与桩顶锚固筋焊接,以保证结构的整体性。2.3 钢支撑
6、 精选范本,供参考！深基坑钢管内支撑体系是保证深基坑稳定关键因素,根据土体侧压力值确定钢管直径、管壁厚度等参数。角部支撑由于受力复杂是内支撑体系控制的关键环节,为防止角部支撑滑动应安装防滑装置。在基坑开挖过程中充分利用“时空效应”,钢支撑的安装和预应力的施加应控制在12h以内。施工中应作到随挖随撑,防止开挖深度与钢支撑架设不匹配造成基坑监测值变化异常,影响基坑稳定。本工程基坑竖向内支撑设5道钢支撑,1道底撑换撑,钢支撑采用Φ609mm钢管,管壁厚度12mm,第一道支撑于桩顶冠梁上,水平间距6
7、m,其他钢支撑水平间距3m。钢支撑施工配合土方施工展开。钢管支撑在基坑旁提前拼装,开挖到钢管支撑标高时,安装三角托架,架设钢围檩。钢围檩与钻孔灌注桩之间预留60mm的水平通长空隙,其间用C30细石混凝土添嵌,及时用龙门吊装安设钢围檩与钢管横撑,通过液压千斤顶对钢管支撑活动端端部施加预应力。 3 土方开挖3.1 基坑开挖原则 基坑开挖按照“分层分段开挖,随挖随撑,开挖与支撑结合”的原则,采取竖向分层、纵向分段的措施开挖,及时支撑,减少围岩土体暴露区域和时间。基坑开挖中设置集水槽,集水槽随开
8、挖随加深,将基坑中积水及时抽出,保证土方开挖无水作业。3.2 基坑开挖部署 土方开挖采用竖向分层、纵向分段拉槽、横向扩边的原则,每1层每1段土方施工中,在横断面跨中开中槽,由车站东端开始沿纵向挖掘;由中槽向两侧开挖面进行开挖作业。中槽的大小首先要满足挖掘机回转弃土的要求,同时要尽可能多地保留两侧土体,以支撑围护结构,减小对周边环境的扰动,并满足钢支撑施作要求。中槽开挖至4m后架设钢支撑,然后横向扩边拓展,挖至钻孔桩附近时人工配合,以免机械开挖破坏围护桩。当放坡开挖至坡脚线附近运输车辆无法
