明挖地铁车站深基坑施工技术应用

李洋

摘要：深基坑开挖作为一种较为常见的施工方法，其开挖和支护方式的选择对最后的施工结果产生的影响很大。基于此，以徐州市地铁2号线一期3标奔腾大道站为依托，对明挖地铁车站深基坑施工技术的应用进行探讨分析，希望能给类似的施工人员带来一些借鉴与参考。

关键词：地铁明挖车站；深基坑开挖；支护技术；施工方法

0   引言

明挖法具有施工难度相对低、质量有保障、作业效率高、支撑稳定性好等诸多优点。在具体项目建设过程中，必须结合实际，认真编制施组及专项方案，明确施工计划，对各项主要资源进行统筹协调，抓好各工序、各环节的施工作业管控，进而促进地铁车站建设施工顺利开展。本文结合徐州城铁二号线的地铁明掘车站深基坑支护技术，对其在施工中的应用进行了探讨和分析。

1   工程概况

徐州市地铁2号线一期3标奔腾大道站施工段，起点里程为K3+025.958-K3+232.458，车站全长206.5 m。该站为两层岛式地下车站，平台为11m。车站设有4个进出站、2个挡风墙。在车站的南端和北端分别设置了18.83m的盾构起始井和18.24m的盾构接收井。该站设在公路边，采用明挖法施工，使用φ1000@750 mm（700）套筒咬合桩进行围护。

2   机械设备选型

本站咬合桩所通过的地层主要包括1-1层填充土、2-3-3层黏土、2-3-4层黏土、2-5-1层粘质粉土，2-5-2层黏质粉土，5-3-4黏土；地下水包括充填体潜水、第四系2-5-2组弱承压水和5-3-4组深部承压水。针对本车站水文地质情况选用旋挖钻机进行施工，配置全套、全旋钻、钢制套管，可在潜水层取土成孔，在承压水层捞渣成孔。

3   深基坑施工工艺流程及施工要点

3.1   工艺流程

单桩施工过程咬合桩设计有2种类型，即 A（荤）、 B（素）桩，A型单桩施工工艺流程如图1所示。排桩法施工流程一般为B1—B2—A1—B3—A2—B4—A3……，如图2所示。

3.2   施工场地平整

地面、地下混凝土及沥青铺面采用凿岩机破碎，人工配合清除，残渣用CAT320型挖掘机机装车，用自卸汽车运输到弃土场。利用CAT320型挖掘机对软弱土层进行开挖，然后用黏土进行充填，再用小型机械进行分层压实[1]。

3.3   导墙施工

导墙为钢筋混凝土构造，导墙剖面如图3所示。其宽度为4m，厚度为40cm。采用φ10mm@200mm单层双向钢筋网，混凝土强度等级为C30。导墙施工施工流程如下：

3.3.1   测量放样

以施工经验为基础，将咬合桩外放120mm，使用全站仪以地面导线控制点为基础，进行实地放样，并将护桩做好，将其作为导墙施工的控制中线。

3.3.2   导墙沟槽开挖

在桩位放样合格后，就可以开始挖沟了。在导墙基础上，利用CAT320型挖土机进行开挖，并辅以人工修沟。对基础进行修剪后，在沟下引中线，作为模板安放的控制线[2]。

3.3.3   碎石摊铺

在基坑开挖后，利用CAT320型挖掘机对基坑内的碎石进行平整，然后利用小型夯土机对基坑内的基坑进行夯击。

3.3.4   钢筋的处理和绑扎

用矫直机对钢筋进行矫直截断，并在网状结构的交叉点处扎紧。在钢筋网的下面用垫块支撑，以1m为间隔，使其呈梅花状布置。

3.3.5   模板安装

内模由一块已成型的钢制模具制成，左右两块内模之间用已成型的角钢对拉联接。外模板由8mm厚的橡木薄板+方形木料组成的双排背筋构成，并在外模上用三角形支撑加强。

3.3.6   混凝土的浇筑和维护

混凝土浇筑采用混凝土泵车泵送，由两侧28m对称交替进行浇筑。使用B50型插入式振动器进行振动，使用铁铲进行精抛光。

3.3.7   混凝土养护

混凝土进入初凝状态后，用塑料布覆盖，喷洒清水，对其进行养护[3]。导墙浇筑完毕，拆除模板后到咬接桩施工之前，必须在导墙中对咬接桩预留槽周围做好安全保护。

3.4   成孔施工

3.4.1   钻机就位

待导墙达到一定的强度后，对桩身进行复位，并将其倒置至导墙顶部，以此作为钻孔定位的控制点。将套筒钻移到正确位置，将套筒钻的抱管器中心对准于导墙孔的设计桩中心。

3.4.2   成孔

在桩机就位之后，用履带起重机将套管吊装到桩机钳口中，用全套管全转动钻机下压套管，压入深度大约在1.5～2.5m之间。之后用旋挖钻机从套管中取土，在取土过程中一边取土，一边持续下压套管，当进入承压水地层之后，调换钻头捞渣成孔，使套管底口超前于开挖面的深度2.5m。

3.4.3   渣土外运

施工中所形成的残渣由CAT320型挖掘机装载，再由自卸车运输到弃土场。

3.4.4   泥浆外运

奔騰大道站的地下水位较高，在钻孔施工过程中会形成大量的泥浆，从而对钻孔质量和钻孔质量造成严重影响。为了防止出现此问题，先将三个淤泥储存箱装入淤泥中，然后用淤泥罐车将淤泥运往弃土地点。

3.5   钢筋笼制作、吊放

钢筋笼的加工是在钢筋加工厂进行的。钢筋笼的主筋通过锯床切割，采用直螺纹连接。钢筋笼加强肋焊接采用CO2保护焊，焊缝为单面焊，焊缝长度不应少于10钢筋直径。为避免钢筋笼浇筑时出现上浮现象，在其底部焊接1cm厚，面积60cm×60cm的钢板，以提高其抗浮力。

3.6   测斜管保存及安装

将测斜管存放在空气湿度低于85%的室内，暂不用时，打开包装，将错位接头处的每一层平铺，以避免弯曲变形。1根20m测斜管沿基坑埋于荤桩内，共16根管，全长320m。

3.7   水下灌注混凝土

混凝土的灌浆方式为管道法。在混凝土运输到工地之后，使用混凝土运输车的滑道将混凝土注入到地上的吊斗中，然后使用履带起重机将吊斗中的混凝土，注入到管道顶端的料斗中，从而完成对管道中混凝土的灌注。

管道直径为25cm，管道之间用带加橡的胶密封件连接。安装前做水压力测试，以确保管道的密封性和耐压性。管道的底部要比孔底高30～50cm，以确保管道的底部有足够的排出空间。管道的顶部与混凝土的漏斗相连。

在混凝土浇筑时，应根据混凝土表面的实际高程，及时计算出管道的埋设深度，以确保管道底部在混凝土表面2～6m处。启动浇筑开始后，严禁中途随意停歇。随着混凝土表面的升高，将套管、管道抬高。在提升套管的过程中，要缓慢地上拉，并左右晃动，让混凝土能够进入到套管所占的空间中，并且要留意观察钢筋笼是否上浮，套管埋深要控制在2m左右。

为确保桩顶混凝土的整体质量，应将桩顶标高程+0.5m部位将混凝土凿掉。在灌注完毕后，取出插管及导管[4]。在施工期间，应安排一名技术人员全程在岗，并做好水下混凝土浇筑的记录。桩身混凝土浇筑完毕后，将桩顶高度保持在离地90cm左右，在此基础上对空桩进行回填，以保证桩身的安全。

3.8   成桩检测

3.8.1   声测管埋设要点

测声管采用焊接钢管，内径为60mm，与钢筋笼焊接固定。声波测量管的管口必须高于桩头200mm，并且埋在桩身的长度要与桩身长度相同。将下端密封，上端盖上盖子，确保管内无杂质，接头处焊接牢固，过渡平滑。每一桩中均埋有3个探头，探头在桩身的外部以对称的方式布置。

3.8.2   桩体检测

当桩身强度达到设计值时，将桩身挖至桩顶，将桩头上的余量凿掉，并检查桩身。对咬合桩完整性采用声波法进行检验，检验数量不低于总检验数量的20%，且不低于5根。若声波法判断出的桩体有缺陷，且对其水平承载力有影响，需进行钻孔岩心补测。

4   质量控制措施

4.1   套管下压前垂直度控制

4.1.1   经纬仪控制法

在施工之前，将两个经纬仪放置在更远的孔位上，当钻机和履带起重机到位之后，履带起重机将套管提起，并将其放置在导墙定位孔内，并用交叉丝垂线对齐套管的边沿，观测人员指导桩机操作员对着套管的方向进行调整，直到交叉丝垂线与套管壁上的两条直线完全一致。

4.1.2   吊线坠控制法

施工前，在垂直方向上设置2个吊线锤，吊线锤尽可能选用5kg重的线锤，线锤下面放一盛满水（油）的橡胶桶，将线锤浸入水中，以提高其稳定度，减小其摇摆。

当钻机和履带起重机就位时，用履带起重机将套管提起，放进导墙孔内，确保竖线与套管沿齐。观测人员指挥桩机操作工将套管导向，使其竖线与套管壁两条直线相吻合。

4.2   套筒下压过程中垂直度控制

套筒下压、研磨全过程都是由钻机自己的液压系统完成的，所以对竖直度的控制也必须由钻机自己来完成。在施工过程中，通过调节每个圆筒的伸长来调节套筒的偏移方向，即可以控制成孔垂直度。在套管下压时，要将套管下压的冲程控制在20cm/次之内，并要将套管磨动和下压过程同步进行，以保证套管的相对稳定，防止套管上部向前倾斜。

5   结束语

明挖法作为常用的基坑开挖工艺，具有施工难度相对低、质量有保障、作业效率高、支撑稳定性好等诸多优点，因此被广泛应用。本文以徐州市地铁2号线一期3标奔腾大道站为依托，对明挖地铁车站深基坑施工技术的应用进行探讨分析，希望能给类似的施工人员带来一些借鉴与参考。

参考文献

[1] 马赞.地铁车站深基坑开挖施工技术分析[J].成都工业学

院学报.2019（4）：80-81.

[2] 黄志刚.地铁车站深基坑支护施工技术研究[J].科技展望，

2016（28）：50-51.

[3] 林朝飞.明挖法深基坑施工變形观测与分析[J].农家参谋，

2019（10）：190.

[4] 张学文.建筑密集区地铁车站深基坑施工关键技术研究[J].

中外公路，2018（2）：90-91.