地鐵深大基坑支護土方開挖施工研究

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摘要：地鐵工程地下停車場基坑規模均較深大，且有些項目位于城市中心，緊鄰基坑四周為已建成的市政道路及管線，如何確保基坑開挖安全，控制好基坑變形顯得尤為重要。本文結合工程實例，針對深大基坑支護和土方開挖的施工方法和施工技術要素，對地鐵深大基坑工程的開挖施工進行分析探討。

關鍵詞：地鐵工程；深大基坑支護；土方開挖施工

引言

地鐵停車場主要功能為列車停車列檢、系統綜合維修、物資存儲及相關辦公配套等。廈門地鐵2號線高林停車場的工程項目基坑工程重點在于基坑深大，且緊鄰城市重要道路環島干道，道路下燃氣、給水、電力等管線眾多。為了保證地鐵基坑支護結構的安全穩固并減少對鄰近建構筑物的變形影響，那么就必須合理布置的基坑支護結構，靈活選擇深大基坑支護的具體形式以及施工技術手段。施工人員針對基坑支護結構在進行合理布置的過程中，關鍵就是要保證在施工過程中控制好施工參數確保基坑支護總體結構的穩固性，并且還要妥善處理深基坑的排水施工與降水施工相關要點。高林停車場地表現狀為高林公園，現狀場地為棄土而成，高差較大，場地內最高處約31.9m，最低處約9m，臨近基坑四周現狀多為多層住宅、廠房及市政道路，房屋密集，各類管線眾多。停車場為全地下停車場，呈北偏西至南偏東布置，西側為環島干道。停車場長度約490m，寬度約140m，工程基坑深約10.0～17.6m。基坑底位于<11-1-3>殘積硬塑狀砂質粘性土、<17-1>全風化花崗巖。主體基坑采用明挖法施工，支護結構為鉆孔灌注樁+2/3道錨索組合支護和局部邊坡土釘墻支護體系。下表給出本工程深大基坑支護以及土方開挖的幾個主要工程量表，用以體現本工程的規模：

1地鐵深大基坑支護和土方開挖施工技術要點

高林停車場位于已建成城市區域，周邊環境復雜，基坑開挖前，應收集和了解工程地質和水文地質資料，并進行現場踏勘，了解工程現場實際情況，調查是否有存在實際情況與設計條件不符的情況。地鐵停車場對限界要求嚴格，應控制好是施工尺寸誤差，因此，灌注樁施工不得侵入內部襯砌，放線需根據施工工藝、施工水平、施工誤差等進行適當外放。樁身混凝土必須連續施工，對澆筑工程中的一切故障均應記錄備案。嚴格按設計要求和施工規范控制施工允許誤差并實時監測沉降變形和水平位移。本工程基坑樁錨支護體系安全等級為一級，重要性系數γ=1.1；土釘墻支護等級為二級，重要性系數γ=1.0。基坑樁錨支護變形控制保護等級為一級，其余為二級。基坑變形控制保護等級為一級，地面最大沉降量≤0.15%H且≤40mm；圍護結構最大水平位移≤0.15%H。基坑變形控制保護等級為二級，地面最大沉降量≤0.3%H；圍護結構最大水平位移≤0.4%H且≤50mm。基坑開挖前地下結構外圍樁必須封閉，應提前30天進行坑內預降水、疏干，以加固坑內土體，基坑降水水面控制在基地以下2.0m。土方開挖的順序必須與設計工況一致，應分段分層均衡開挖，隨開挖隨支撐。為防止水土流失，基坑每開挖2m內及時進行樁間掛網抹平，特別是廈門春夏季雨水較多，應特別注意。一般在開挖至基坑地面標高以上300mm處，改用人工開挖至基底，及時鋪設混凝土墊層封底，以減少對基底地基土的擾動，因本工程的重要性，為了更為保險，在開挖至基坑地面標高以上500mm處，即停止機械開挖，組織各方驗收后改用人工開挖至基底。

2降水排水施工

對于高林停車場地鐵基坑工程而言，需要保證基坑排水設施與基坑降水設施滿足工程安全標準。施工人員對工程深基坑所在區域的土層特征應經過全面的現場勘測，確保基坑支撐部位的土層結構與設計、地勘相符，然后才能進入基坑降排水的施工處理環節。具體來講，地鐵深基坑工程的降排水施工涉及如下要點：

2.1排水設施布置

基坑降水井主要選擇口徑較大的降水井設施，降水井的布置應根據地下水量情況，保證縱向與橫向的基坑降水井滿足地鐵深基坑的降水需求。例如本工程基坑內部的排水井在進行施工布置時，降水井的間隔大致為25mx18m，單口降水井面積不超過400㎡。根據有關規范及現場經驗，對于深基坑內部的降水深度應當至少限定在坑底0.5米的深度范圍，避免不良的水文條件給基坑降水過程造成阻礙。從深基坑的工程排水設施角度來講，布置基坑專用排水設施的基本宗旨在于杜絕深基坑內部產生積水的安全隱患，因此必須做到合理分配截水溝與排水溝所在的施工區域位置。對于基坑邊坡的安全等級應當予以正確的劃分，并且借助專用的基坑排水設施與抽水設施來排除基坑內部的多余降水。施工人員具體在布置深基坑的基礎排水設施體系時，必須保證基坑工程的施工開挖線與排水設施具有一致的方向，并且將排水管道放置在深基坑的適當區域部位[1]。例如對于主水溝在進行布置與實施的過程中，應當選擇防水性能優良的基坑結構施工材料，然后將其鋪設在深基坑的防水溝內部。在市政管網連接于深基坑主水溝的基礎上，應當能夠充分滿足良好的深基坑排水工程效果，匯集深基坑工程的水源，增強基坑排水運行系統的安全保障。

2.2施工排水

基坑排水過程主要集中于深基坑內部，因此在挖掘排水溝的過程中，必須保證沿著橫向的分段開挖土方順序來進行施工處理，并且應當設置縱向的坡腳開挖施工線。此外，對于深基坑所在區域的周邊部位以及坡頂部位都應當實施全面的工程排水處理，如局部放坡位置通過開挖臺階的施工技術手段予以完成。基坑排水溝在匯集基坑內部水流的情況下，應當在坡頂部位借助于專門的抽水裝置或者水泵裝置來抽取水流，確保主排水溝能夠匯集排水管運送的基坑內部降水，抽水時做好工作壓力、水位、抽水量的記錄，發現抽水量及水位降值與設計不符，及時調整降水方案。施工人員對于集水井最好布置在坡頂的部位，同時還要保證主水溝的施工結構材料強度及排水坡度。

3冠梁及砼支撐施工

高林停車場的地鐵深基坑項目涉及鋼筋混凝土的梁體結構施工，為了保證結構受力的合理性，一般設計是選擇在頂端的地下圍護樁的部位來布置鋼混梁，充分保證鋼混梁的完整性與安全性，充分保障基坑支護的工程安全。有些情況下，往往因為不夠重視，現場施工人員在地下圍護樁未保證達到最基本的支護工程強度即開始進行基坑開挖，這種情況項目管理人員應該重點管理，工程施工單位必須等待其滿足了施工強度的基本要求，才能繼續從事深基坑開挖等重要施工環節。對于捆扎鋼筋的施工步驟在開展之前，施工人員對于混凝土的樁頭多余部分必須全面進行切除處理，避免混凝土灌注樁體頂部因浮渣，強度不滿足設計要求的情況。砼支撐結構以及冠梁結構施工的基本宗旨在于連續進行施工操作，施工人員對此必須提前限定好的施工間隔距離（本工程限定為25-30米）。施工冠梁時要確保將冠梁土體全部開挖，并且還應當保證與設計標高標高相符。在成型加工鋼筋結構的環節中，必須充分考慮到搭接鋼筋接頭以及綁扎鋼筋的施工步驟，對于鋼筋接頭應當保留必要的搭接施工長度。此外，施工人員還需全面清理鋼構件與冠梁結構的表層部位，徹底清除表層附著的混凝土碎屑。為了杜絕結構表層的裂縫后果，那么需要運用灑水潤濕的方式規范的實施結構養護操作。

4地下圍護樁施工

高林停車場的基坑屬于深大基坑，施工過程中應控制好地下圍護樁的施工，確保滿足最基本的地鐵基坑開挖處理前提條件，并通過各方條件驗收。施工人員對于地下圍護樁所在區域的土體在實施分層開挖與分段開挖的過程中，一般至少需要保證滿足300mm以上的基底垂直開挖深度（本工程按500mm控制），并且對于土體開挖的工程施工狀況予以全面的檢查。在整個施工過程中應按設計要求及施工有關規范按頻率做好施工變形和水位監測，實時掌握施工數據。在確保滿足基坑降水處理以及支撐混凝土強度的工程技術標準前提下，提前規劃好出土通道，出土通道土體壓實度必須滿足土方車荷載要求。

5結束語

經過分析可見，高林停車場的地下深大基坑工程具有較為復雜的工程總體特征，客觀上形成較大的基坑工程施工處理難度。為了充分保證深基坑支撐結構的安全性及穩固性，應當因地制宜，根據基坑所處的地段情況、天氣情況等采取合適的深基坑施工工藝手段，并充分考慮到地鐵深基坑工程結構本身的特殊性控制好限界等對工藝有影響的參數。對于開挖土方、設置錨固支撐結構以及處理基坑排水與降水等各個施工環節都要給予全面的重視，加強全過程監控，不斷分階段總結經驗，不斷改進深大基坑項目現有的施工工藝手段。

參考文獻

[1]楊佳奇.地鐵深基坑支護和土方開挖施工分析[J].建筑技術開發,2019,46(24):129-130.

作者：蘇世榮 單位：廈門軌道交通集團有限公司