深基坑围护结构局部逆作施工技术

胡迎春 江文锋

摘要：改革开放以来，我国经济高速发展，迎来了城市地铁的建设大潮，地下既有管线侵入地铁基坑施工范围的情况屡见不鲜。既有管线的侵入对基坑支护造成了很大的难题。既要保护既有管线，又要保证基坑开挖过程的安全。深基坑内管线下方施工围护结构的设计及施工方法的研究目的，是在深基坑开挖范围内有管线无法迁改或迁改困难的情况下导致管线经过范围内围护结构无法施工而采用逆作法施工，为了解决深基坑逆作围护结构在随开挖深度的增加，逆作部分内支撑支护主要受力在支撑点上，逆作部分所受土压力主要横向分布，在内支撑受力面积以外逆作处土压力会集中，无法竖向分散土压力，逆作支护处易发生坍塌事故，影响基坑安全。

Abstract： Since the reform and opening up， China's rapid economic development has ushered in the tide of urban subway construction. It is not uncommon for underground pipelines to invade the construction of subway pits. The intrusion of existing pipelines has caused great problems for foundation pit support. It is necessary to protect both existing pipelines and to ensure the safety of the foundation pit excavation process. The purpose of the design and construction method of the construction envelope under the pipeline in the deep foundation pit is that the pipeline can not be rebuilt or the relocation is difficult within the excavation scope of the deep foundation pit， so the reverse construction is used. In order to solve the increase of the deep excavation depth of the deep foundation pit， the internal support of the reverse part is mainly supported by the support point， and the earth pressure of the reverse part is mainly distributed horizontally. The earth pressure will be concentrated in the reverse of the inner support stress area， and the soil pressure cannot be dispersed vertically. The collapse of the support site is prone to collapse and affect the safety of the foundation pit.

关键词：逆作法;旋喷桩;灌注桩;喷射混凝土;小导管

Key words： reverse method;jet grouting pile;cast-in-place pile;shotcrete;small duct

中图分类号：TU758.11                                  文献标识码：A                                  文章編号：1006-4311（2019）12-0102-04

1  工程概况

9号线景田站位于景田路和莲花路交叉口，沿景田路呈南北向布置，与已运营的2号线交叉换乘，斜交角度61°。2号线景田站是地下两层侧式车站，9号线景田站是地下3层岛式车站，换乘节点在2号线施工时已经完成。

本站既有地下管线多且复杂，但主要影响车站的管线是沿景田路东侧与车站平行的1.4×1.85m电缆沟槽，沟槽内含2回110kV电缆、18根10kV电缆及两回空管，该电缆为原2号线景田站施工改迁后管线，电缆位置已经侵入车站施工范围，由于改迁该电缆费用极高，工期较长，因此，9号线景田站施工时采取原位支托保护的措施保证管线的安全，电缆处基坑支护结构采用逆做连续墙。

2  工艺特点

本工艺的主要特点为在深基坑管线下方的围护结构逆作过程中，当喷锚逆作支护到有足够空间施工灌注桩后，吊桩机至基坑施工灌注桩。即为喷锚逆作+灌注桩组合支护。因纯逆作支护无法竖向分布土压力，随开挖深度的增加土压力越大，逆作支护部分内支撑受力面积意外土压力集中易发生坍塌，故在逆作段开挖至一定深度有足够作业面后采用灌注桩施工后进行灌注桩支护，灌注桩具有竖向分散土压力特点，逆作段施工可大大降低风险。

3  适用范围

适用于深基坑范围内因无法改迁的管线导致围护结构不能完整闭合，并逆作支护宽度（需大于1m）有足够宽度施工灌注桩的情况下采用本工法进行施工。

4  工艺原理

本工艺主要针对深基坑范围内有高压电缆等大型改迁困难的地下障碍物的情况下围护结构需采用逆作施工。因高压电缆线的原因导致连续墙施工封闭，采用逆作+冲孔桩的施工方法进行围护结构封闭，在电缆沟两侧采用？准600二重管旋喷桩进行土体加固，能保证在逆作开挖时电缆沟两侧土体不向开挖面坍塌。使其达到基坑安全开挖的效果。如表1、图1。

地铁基坑开挖前，在地面电缆沟周围进行，？准600二重管旋喷桩及电缆沟外侧降水井施工。二重管旋喷桩施工完成后人工开挖出电缆沟，对电缆沟进行保护。本工法施工主要分为两个阶段，第一阶段管线下方0～7m之间纯逆作段施工，在逆作段土方开挖前先打设Φ48超前小导管注浆加固，逆作围护采用50mm厚C25混凝土+150*150钢筋网片+双排122b@500mm工字钢+纵向连接筋B22@300+900mm厚C25喷射混凝土支护;第二阶段利用已经支护的管线下方7m空间，进行冲孔灌注桩作业，采用Φ800C35冲孔灌注桩，冲孔灌注桩主筋为26Φ28钢筋，箍筋为Φ12@200，桩深度同原设计连续墙深度，围护结构间空隙（桩间空隙及桩与地连墙间空隙）喷锚支护，布设Φ8@150*150网片，有条件情况下将地连墙混凝土破除表皮，将网片与地连墙工字钢焊接，并打设L=3m@1000mm*1000mmΦ48注浆小导管。逆作+冲孔桩组合施工很大程度减小逆作段开挖风险，冲孔桩作为逆作段处的围护结构更能满足围护结构刚度、强度要求，确保了围护结构支护的质量及基坑开挖安全如图2、图3。

5  施工工艺设计

5.1 逆作段、灌注桩组合构件设计

根据深基坑围护结构锚喷逆作支护、灌注桩、二重管旋喷桩及超前注浆加固的功能、原理以及施工工艺特点对管线下方逆作支护进行重新设计，经过整合后使管线下方逆作支护具备施工工期缩短、降低开挖风险及保证基坑安全的作用。同时，由于加灌注桩支护，在土方开挖时预先对基坑外土体进行阻挡支护且能竖向扩散土压力，很大程度上减少逆作段周边土体的注浆加固，缩减注浆成本及保证了施工安全。

深基坑逆作施工处距管线7m以上，采用纯逆作施工，开挖一段支护一段，每段开挖深度不超过1.2m，为预防逆作处塌方，水土流失，尽量避免在雨天开挖。开挖至7m以下，有足够桩机施工空间时，吊桩机至基坑进行冲孔桩施工，在施工过程中，必须保证桩的垂直度，避免桩侵限。（图4-图7）

该技术实施以前通过验算冲孔桩基坑安全性是否达设计要求。

5.2 逆作段、冲孔桩组合构件抗土压力计算

景田站车站地下连续墙嵌固深度南北端标准段嵌固深度为12m，南北端扩大段地下连续墙嵌固深度分别为7.5m、8.2m。车站范围内上覆为第四系松散层，下伏基岩为混合岩（震旦系），地下水稳定水位埋深8.10～9.80m，标高8.57～10.53m，基坑深度25.8～27.935m。原设计逆作支护采用I22b@500双排工字钢+Φ8@150*150钢筋网片+纵向连接筋B22@300+950mm厚C25喷射混凝土。采用逆作、冲孔灌注桩组合支护后，基坑7m以下采用，800C35冲孔灌注桩+Φ8@150*150钢筋网片+C25钢筋喷射混凝土。现更改为逆作段处采用，800冲孔灌注桩支护，按地铁基坑安全设计等级一级验算如下：

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压力模型及系数调整：

采用理正深基坑软件经过验算，逆作段处加施工钻孔桩满足基坑安全要求。

6  质量控制

6.1 质量控制标准

《地铁设计规范》（GB50157-2003）;《城市轨道交通技术规范》（GB50490-2009）;《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）。

6.2 质量控制措施

6.2.1 注浆锚杆质量控制措施

①锚管注浆孔采用梅花形设置，向前顶进钻孔长度≮90%管长，钢管尾部外露长度控制在150mm左右，并与格栅钢拱架焊接在一起。②各孔注浆采用跳孔，梅花形间隔进行，以保证浆液扩散效果。③注浆时，要保证压力表能正常使用，压力表应进行校核后方可使用。这样才能保证注浆压力准确性。注浆的压力宜控制在0.3～0.4MPa，不得超過0.5MPa。④注浆时，应控制好水泥浆扩散范围，设计好水泥浆凝结时间及流动性，以保证水泥浆以增大水泥浆扩散面积，再注双液浆封堵。

6.2.2 喷射混凝土质量控制措施

①喷射混凝土要求保证混凝土喷射厚度，可在喷射面预埋检测桩，时刻观察喷射厚度。②在施工前，应先根据设计配合比试拌混凝土。施工中按照设计配合比进行称料拌合，对外加剂的掺量要求进行严格把控，以保证喷射混凝土强度符合设计要求。③在喷射混凝土中不可留有孔洞，当出现时必须补喷密实，以保证质量，在网构钢架连接板和预埋件处喷射混凝土应特别专注进行喷射，保证该处混凝土能喷射密实。④喷射作业发现有较大凹洼时，应先填平，按照规范要求进行喷射。⑤喷射混凝土应把握好时间跟喷射顺序。⑥喷射混凝土时，发现有漏水点且较大情况下应先堵漏或引流后方可继续喷射。

6.2.3 冲孔灌注桩质量控制措施

①根据勘测提供的测量基准点和基线，会同有关单位复核认定后，保证准确无误后方可作为测量基点使用，按照规范要求进行复核。②发现有地下障碍物，立即采取措施处理，不能盲目强行钻进。③成孔后，清空需到位，每隔半小时进行检测沉沙深度，确保达到规范要求后方可进行浇筑混凝土。④混凝土采用商品混凝土，混凝土到现场后需做塌落度试验，确保塌落度符合设计要求。观察混凝土和易性、流动性、粘聚性。观察混凝土是否有离析现象，否则，严禁灌入孔中。

6.2.4 旋喷桩桩质量控制措施

①保证旋喷桩机各项功能系统完好，能正常使用，在使用前需进行检测，管路是否通畅。注入浆液需进行过滤。②水泥浆液拌制时，应严格控制配合比，按设计要求进行拌制。把握好水泥浆拌制时间跟使用量，超过两小时未使用浆液应进行废弃，不得继续使用。③若发生停浆的情况，应及时采取措施防止断桩。

7  安全措施

7.1 安全控制标准

《建筑深基坑工程施工安全技术规范》（JGJ311-2013）。

7.2 安全保证措施

①施工前，应对工人进行安全教育及技术交底。②各操作人员，应遵守安全操作规程。③施工前应探明现场所有管线的具体位置以及与旋喷桩的位置关系。④光缆两侧3m范围内禁止堆载。⑤施工现场必须按照规定设置安全防护设施，保证施工现场及相邻区域的人员和设施安全。严禁私自购买使用劣质假冒的设施和劳动保护用品。⑥施工现场道路应当平整畅通，出入口等易看到的地方应安全标证和警示牌。⑦进入施工现场，人人必须戴安全帽，严禁赤脚、穿拖鞋和残疾病人及童工进入现场，严禁酒后施工作业。

8  结论

本文从深圳地铁9号线因管线跨越基坑，在管线未改迁的情况下，采用逆作法施工围护结构。在地质条件较差，地下水丰富的条件下，运用锚喷逆作与冲孔桩组合的方法进行深基坑围护结构逆作施工。此施工方法既很大程度的缩短了管线改迁工期，节约管线改迁经济成本，减少因管线改迁对周边居民的影响，又安全可靠，降低逆作施工风险。

参考文献：

[1]李海洋.富水砂质地层的地铁区间隧道设计[J].现代隧道技术，2012.

[2]翁敦理，陈明辉.深孔注浆技术在地铁暗挖隧道施工中的应用[J].现代隧道技术，2012.

[3]尹盛斌.深基坑工程逆作法施工技术应用研究[D].天津大学，2007.