地铁车站深基坑工程施工技术探讨

黎玉奇

黎玉奇广东省化州市建筑工程总公司广东化州525100

摘要:近年来，城市地铁建设发展较快，地铁车站的基坑工程的规模和开挖深度也越来越大，因此，对地铁车站基坑工程的施工技术有了更高要求。本文结合地铁车站深基坑工程实例，阐述了基坑开挖的施工安排和开挖方法，总结了边坡稳定、土方开挖、支撑体系的质量保证措施，确保了施工顺利进行，为地铁车站深基坑工程提供施工经验。

关键词:深基坑；开挖方法；边坡稳定；支撑体系；质量保证措施

Thesubwaystationofdeepfoundationpitengineeringconstructiontechnologytoexplore

LiYuJi

Pickto:inrecentyears,urbansubwayconstructiondevelopmentfaster,subwaystationfoundationpitengineeringofthescaleandcuttingdepthtoomoreandmorebig,therefore,thesubwaystationfoundationpitengineeringconstructiontechnologyhasahigherrequest.Combiningwiththesubwaystationofdeepfoundationpitengineeringexamples,thispaperexpoundstheconstructionoffoundationpitexcavationarrangementandexcavationmethods,sumsuptheslopestability,earthexcavation,supportingsystemofqualityassurancemeasures,toensuretheconstructionsmoothly,thesubwaystationfordeepfoundationpitprojecttoprovideconstructionexperience.

Keywords:deepfoundationpit;Excavationmethod;Slopestability;Supportsystem;Qualityassurancemeasures

近几年来，我国城市地铁建设发展迅速，地铁车站的建设也越来越多。地铁车站的基坑工程不仅规模不断扩大，而且开挖深度也越来越深。在地铁车站深基坑面临着技术风险高，地下障碍物多，施工条件复杂，难度大等诸多难题。在基坑施工中，如何组织开挖，不但影响工期、造价，而且还影响支护结构的安全和变形值，直接影响环境的保护，同时如何保证施工质量，也是一个难点。因此，地铁车站深基坑工程的施工技术也越来越受到重视。

1工程概况

某地铁车站工程，基坑开挖长度118.3m，宽度38.4m/28.7m，基底开挖标高－15.5m(局部－17.1m)，与地铁5号线在－1层，－2层垂直重叠部位长度26.4m，开挖土方量为46267m3，其中－1层土方为23954m3，－2层土方为22313m3。故本工程土方开挖属于深基坑开挖。

2水文地质条件

2.1地质条件

工程地势平坦，第四系覆盖层厚度较大。据勘察结果，60m以内土层为第四系全新世至早更新世沉积的疏松沉积物，以粘性土为主，间夹砂性土。

2.2水文条件

场区内地表水系极其发育，地表水由珠江水补给，水位标高变化主要受珠江水位、周围江湖水位及季节性降水影响。勘察期间测得:场区内潜水稳定水位标高为2.0m～2.5m；微承压水主要赋存于浅层粉土、粉砂夹粉土层中，富水性中等；微承压水水位标高为1.0m～1.5m，场区内承压水主要赋存于中部的粉土、粉砂层中，富水性中等；承压水水位变化一般在8m～12m。

3施工安排

根据本地区施工经验知，地表水、潜水及微承压水对深基坑工程建设有影响，当基坑开挖深度超过15m时，可能还会受承压水的影响。故在基坑进行开挖前，按照基坑降水方案，布置好降水井，实施降水。地铁－1层基坑土方用明挖法施工，基底标高为－7.9m，并按施工布置留出出土通道。由于－2层基坑基底标高为－15.5m(局部为－17.1m)，故现以－2层基坑开挖为例进行具体阐述。

3.1-2层基坑开挖方案

1)开挖原则:按照“时空效应”施工方法实施，采用“分区、分层、分段、对称、平衡”的开挖方法和“随挖随撑，以尽量减少基坑暴露时间为目的”的支撑方法作为主导思想，应用机械施工为主，人力施工为辅的开挖方式，每层、每段采用盆式挖土法进行具体施工；

2)开挖分区:根据设计图纸，地铁基坑开挖分区段划分，3号线基坑分B区，D区及C区(见图1)；

图1开挖分区图

3)开挖分层:根据3号线基坑布置方案，基坑－2层分两层开挖，第一层开挖深度1.6m，开挖标高为－9.5m；第二层开挖深度6.0m，开挖标高为15.5m，由于第二层开挖深度大，故又分成两小层，第一小层开挖深度3m，开挖标高为－12.5m；第二小层开挖深度3m，开挖标高为－15.5m；局部较深处分成第三层挖至基坑底设计标高，开挖深度1.6m，开挖标高为－17.1m。每个开挖区的各个开挖层均分成6m小段开挖；

4)总体上3号线基坑土方开挖由东西两端对称平衡地向5号线方向同时进行；机械挖不到的死角用人工翻挖，堆向坑下小挖掘机或坑上长臂挖掘机，设计坑底以上30cm厚的土方均采用人工清底，尽量减少机械对坑底土体的扰动。

3.2土方外运

1)根据广州市政府相关规定，弃土只能在晚上23:00至早上5:00之内外运，以防堵塞交通及影响市容；

2)用20台15t自卸翻斗车在晚上外运，则可完成土方任务；

3)为保证市内清洁，防止车辆漏、掉泥土，要对运输车斗进行改造。

4挖土方法

4.1基坑开挖前的准备工作

1)清除基坑范围内障碍物，修好基坑出土道路及施工场地范围内运输便道；

2)做好地面排水及基坑降水工作，确保降水效果；

3)按工程监测要求，作好各种不同类型的测点布置，并测设各测点的初始数据；

4)按设计要求完成冠梁施工，并达到设计强度。

4.2基坑开挖具体方法

1)基坑-2层上部第一层(1.6m厚)开挖用EX200挖掘机直接在基坑内挖土，自卸车直接在路基箱上退到基坑内运土出坑，开挖标高为-9.5m，与大基坑高差按1∶1放坡，坡底距冠梁边设置1.5m宽平台，组织3号线冠梁施工，冠梁采用C30早强混凝土浇筑，确保浇筑完7d内，混凝土强度达到设计强度的85%，使其具备安装钢支撑的条件，安装一道钢支撑；

2)第二层1小层(3m厚)待支撑安装完成后，在钢支撑间沿横向方向设铺路基箱，作为挖掘机及自卸车行走道路，EX200挖掘机退回基坑内挖土，自卸车由路基箱上退到基坑内运土出坑用；

3)第二层2小层(3m厚)用EX200挖掘机站在基坑周边挖土，基坑内用铲斗容量为0.4m3挖掘机喂土给基坑边上挖掘机，装车运土出坑；

4)局部较深处，第三层开挖采用长臂挖掘机在连续墙外侧基坑边上，挖掘机长臂伸入基坑内挖土出坑，下部采用铲斗容量为0.4m3挖掘机负责水平方向集土工作，基坑外利用－1层基础承台架设200mm厚路基箱作为运土道路；

5)在各层每小段开挖时，均采用盆式开挖法施工；先挖中间部位土方至设计开挖面，在连续墙边每侧留出6m宽度土方，待中间部位土方开挖完成后，开挖两侧预留部位土方，每小段土方开挖至设计基坑底标高后，立即施工基础垫层及基础底板钢筋混凝土结构；

6)在前期，站房－1层土方开挖结束前，尽可能利用站房预留出土通道进行出土；基坑内至基坑顶在基坑东南侧设置了1条进出坡道，最后基坑内剩余土方可由坡道运出基坑。

5施工质量保证措施

5.1边坡稳定保证措施

1)根据施工经验，分层开挖，放坡坡度，在即时开挖时，一般不小于1∶3，本次施工采用1∶2；施工间隙时段过长时，坡度设为1∶3，层与层之间设置平台，平台宽度3m；总放坡坡度约为1∶4；

2)在冠梁顶上砌高50cm的挡水墙，防止地表水流入基坑并用钢管架刷警戒漆做防护围栏；

3)一般土质土坡，覆盖彩条布，让水直接流入排水沟以避免大量水渗入土中；4)在坡顶与坡脚处设置排水沟，及时用水泵抽水。

5.2土方开挖质量保证措施

1)每层土方开挖前，降水必须把地下水位降到基底标高以下2m～3m，并且土方达到相应的固结要求后才能开始开挖；

2)挖土时防止超挖，水准仪随时测量挖土标高，严格控制土方开挖造成相邻区的土方高差；

3)基坑开挖接近基坑底300mm时，配合人工清底，不得超挖或扰动基底土；

4)必须采用非对称开挖部分，建议对靠近地铁车站两侧土体进行加固，加固以深度6m，宽度5m左右为宜，待加固体达到一定强度后再开挖。

5.3支撑体系质量保证措施

1)支撑体系要通过比较支撑刚度、挡墙刚度、开挖形状和土的力学性质等综合确定；

2)3号线基坑设置1道钢支撑，采用φ609mm钢管，在转角处设置厚为300mm的钢筋混凝土角撑与钢支撑对应；

3)钢支撑的施工要求紧随挖土的施工作业，随挖随撑，无支撑挖土的暴露时间控制在8h～12h内，无特殊情况下，严禁超过16h并根据情况制定应急方案，并且遵循先撑后挖的施工原则；

4)每组钢支撑安装后必须施加预应力，预应力的施加严格按照设计要求进行。挖好每小段土方后，在8h内安装好支撑，12h～14h内观测预应力损失及地下连续墙等围护结构水平位移情况，会同有关各方商定附加预应力的实施。

6结语

总而言之，地铁车站深基坑工程涉及领域广，施工技术难度大。本工程根据现场地理位置、土质条件、基坑开挖深度和周围环境的特点，采用“分区、分层、分段、对称、平衡”的开挖方法和“随挖随撑”的支撑方法，从边坡稳定、土方开挖、支撑体系三方面进行严格质量保证，施工过程中未出现质量及安全事故，工程进展顺利，达到了预期目标，为同类工程的施工提供了宝贵经验。

参考文献

[1]姜伟等，某地铁车站深基坑工程管线悬吊施工技术[J].建筑技术,2011.06

[2]王永新,淤泥质地质条件下地铁车站深基坑施工控制技术研究[D].南交通大学,2003年