深基坑开挖技术在地铁车站施工中应用的探讨

韦 巍，崔美花，陈 琳

（中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司，云南 昆明 650000）

0 引言

在地铁车站工程深基坑施工建设中，应该结合现场实际情况，秉持因地制宜的原则，科学制定施工方案，在保证地铁车站工程安全施工的情况下，做好深基坑施工工作。在深基坑施工建设中，深基坑支护技术作为保证深基坑施工工作有序进行的重要因素，在实际施工中，根据施工环境和地质特点，选择适宜的深基坑支护施工技术，在保证施工质量的情况下，开展地铁车站工程建设工作，保证施工工作顺利完成。

1 工程概况

本工程为某地铁车站工程，基坑面积为36120.1m2，挖设深度大约为12.4m。在基础施工中，展现出的特点有以下3点：①基坑深度为11.1m，土方量大约为4.8万m3，主要以软土地基为主。②地下结构紧靠建筑红线。周围建筑质量比较差，基础埋设深度潜，多条管线与基坑靠近。③基坑占整体征地面积90%以上，场地面积狭窄。

2 地铁车站深基坑特点

在地铁车站工程深基坑施工中，施工特点为：①施工规模大，结构比较复杂。大部分线路换乘是地铁车站需要满足的基本要求，在这种情况下，基坑施工规模不断扩大，让工程结构变得更加复杂，延长施工期限。②面临不确定因素多。在地铁车站工程施工建设中，通常建立在城市内部，在深基坑施工中，将会给城市供水、供电等地下管线产生一定影响，伴随各种不确定性因素[1]。③监测难度大。对于地铁车站工程来说，主要为地下施工，结构比较复杂，基坑深度大，需要使用各种施工设备，给工程监测工作开展增添难度。深基坑施工如图1所示。

图1 深基坑施工

3 深基坑的支护技术要点

3.1 监控测量施工要点

在深基坑支护监控量测过程中，根据设计要求和规范标准，确定必测项目和选测项目，必测项目包含了深基坑内外观察、周边位移量测、锚杆抗拔力等，其他均为选测项目。例如，在深基坑观察过程中，观察内容有工作面情况、围岩变性、围岩风化变质、节理裂隙、断层分布、地下水情况等。深基坑观察包括对洞口地表情况、地表沉陷、边坡及仰坡的稳定以及地表水渗透等的观察；对于周边位移测量，则需要测量断面收敛情况，其中包含了量测拱顶下沉、净空水平收敛以及底板鼓起等。

3.2 排桩或者地下连续墙的施工要点

排桩或者地下连续墙作为深基坑施工中主要内容，给深基坑支护施工质量产生一定影响。在排桩或者地下连续墙施工建设过程中，应该做好围护墙和支撑施工工作，每个环节支撑应该满足相关要求。一方面，在地下连续墙施工过程中，应该提前做好相应的准备，在具体操作中，根据施工现场实际情况，合理安排施工计划，根据施工现场具体位置，确定好施工内容和材料。因为地下连续墙施工周期长，各个施工流程都要严格按照施工要求进行，做好地基加固处理工作。针对施工环节，加强施工质量抽查检测，让现场地基加固效果满足施工要求[2]。另一方面，管线施工作为深基坑地下连续墙施工的重点内容，在供水、供电等管线施工中表现比较凸显。在连续墙施工过程中，导墙施工比较重要，决定了连续墙施工质量。基于此，在导墙施工中，提出严格要求，真正做到科学施工，防止出现不必要的施工问题。地下连续墙如图2所示。

图2 地下连续墙

3.3 钢支撑技术要点

在钢支撑架设施工中，为了实现分层施工，应该按照边施工边架设的要求，并且结合工程施工标准，确定好钢支撑架设对应的压力。在支撑加力施工前，应对支撑轴点进行监测与分析，获得初始数值。在钢支撑安装中，让钢支撑端头和支撑保持平行，在同一个平面中。通常情况下，要想让支撑架处于一个比较平直的状态，应该让支撑上法兰螺栓充分连接。在安装钢支撑时，应在千斤顶设备作用下，选择对应压力值的千斤顶设备，只有千斤顶施加压力控制在施工标准范畴内，在安装好钢楔块方以后，才能拆除千斤顶。在钢支撑架设过程中，需要在基坑顶端完成安装工作，根据相关施工要求和标准，做好钢管连接工作。对于钢管长度，应该满足施工要求，并且在架设施工中，安排专业人员对施工质量进行检查，保证施工安全质量。在拆除钢支撑过程中，安排相关人员进行管理，做好回收利用工作。在施加钢支撑预应力以后，应该根据监测结果施加一定预应力，保证结构安全。钢支撑技术如图3所示。

图3 钢支撑技术

3.4 土钉支护技术要点

在土钉支护施工中，应该根据土钉和土地之间作用力，实现对边坡加固处理，让边坡稳定性不断提高，减少土体变形问题的发生。在实际施工建设中，应该结合现场实际清，确定好施工计划，并在实际施工中，做好土体试验分析工作，确定标准数值，从而保证后续施工工作的有序进行。在实际施工过程中，应该分析深孔施工带来的影响，确定孔口深度，确定水灰比，完成注浆工作。在施工中，应该确定好土钉和土层之间衔接质量，实现边坡加固[3]。

3.5 土层锚杆施工

土层锚杆分析应加强锚杆位置固定处理，在制定施工地点进行喷锚。并且，根据施工中锚杆整体情况，加强追踪调查，及时找到施工中存在的问题，采取相关措施进行处理。在灌浆施工中，确定好灌浆量，通过科学配比，在施工中确定好浆液纯净度，将搅拌功能全面发挥。

4 深基坑开挖技术的应用

4.1 挖掘技术

在地铁车站施工中，软土地层作为施工中重要地层，在深基坑施工过程中，安排专业工作人员或者负责车站施工的技术人员，结合时空效应规律，对深基坑各个环节施工做好管控，其中包含了施工几何尺寸、挡墙无支撑暴露时间及暴露宽度确定等，保证各个参数均满足地铁车站施工要求，将其控制在施工技术标准范畴内。与此同时，综合思考施工周围实际情况、围护墙体结构、地铁车站基坑施工规模、几何尺寸等，确定地铁车站施工方案和施工工艺，将分层施工期限、规模等参数控制在施工标准内，满足工程施工基本要求。挖掘施工如图4所示。

图4 挖掘施工

在制定地铁车站施工方案过程中，技术工作人员应该对地铁车站端头井情况综合思考，根据分层、分段挖掘施工要求，确定施工流程，对支撑单元科学划分，合理规划各个挖掘单元分层长度、支撑钢板数量、挖设时间等施工参数，保证施工顺利进行，减少施工问题出现。要想提高地铁车站基坑台阶小坡结构的稳定性，在实际施工之前，需要把工程范畴中土层当做均质土层，通过稳定系数分析确定台阶小坡稳定情况，判断周围交通、环境等因素带来的影响，采用单边开挖施工方式，完成地铁车站工程基坑挖设工作。

首先，在地铁车站工程基坑第1层开挖过程中，从1、2两段进行施工，按照由外到内的施工要求操作，一共设有6根支撑杆，总挖掘施工量为245m3，分层高度为2.7m。在挖掘第2层，按照由中间到两边的施工要求，对两个中间桩进行施工，设置2根立柱连接杆，总挖设施工量为452m3，分层高度为2.1m。在挖掘第3段过程中，需要按照由中间到两边的施工要求，对两个中间桩进行施工，设置2根立柱连接杆，总挖设施工量为452m3，分层高度为2.1m。在挖掘第4段过程中，应借助挖掘机实现对槽两侧土方进行挖设，一般设置3根钢板支撑杆，总挖设施工量为411m3，分层高度为2.1m。在挖掘第5段过程中，由一侧到另一侧进行挖设，在挖设到第三根立柱桩以后，把6根斜支撑杆安装在西北角位置，之后安装连系杆，总挖设施工量为279m3，分层高度为2.1m[4]。

其次，在第二分层施工中，需要做好中间三角区域的挖设工作，在此过程中，不可建立支撑杆，总挖设施工量为475m3，分层高度2.1m。之后对东北和东南两个方面的三角区进行施工，两个区域需要设置5根钢支撑杆，两个区域施工量为512m3，之后在其他位置土方挖设过程中，由于挖设施工量比较大，并且土方宽度多，需要按照由中间到两边的施工方式进行操作，但是应该在两个立柱连杆之间设有4根支撑杆，防止结构发生变形。除此之外，在施工过程中，需要借助挖掘机和地面长臂挖掘机等相关设备，按照钢支撑方向由北到南进行施工，但是在挖掘施工过程中，采用上下交叉施工方式，把6根直钢钢板支撑杆安装在西南角位置。

最后，在3～5层施工中，除了需要在前一个分层施工完成后操作外，还要总结并改进前方分层施工中的工艺和方法，保证后续施工工作有序进行。在实际操作中，在挖设最后一个分层的情况下，无须架设任何支撑杆，施工人员可以直接挖设到底部，在底部需要人工进行处理。为了避免基坑由于凸起变形而给整个施工造成影响，应对基坑采取封闭施工方式，选择厚度为20cm的C30强混凝土。

4.2 支护方法

为了将支撑结构作用充分发挥，施工人员应根据施工要求、影响因素、现场情况等，选择对应的施工工艺。由于各个施工现场环境各不相同，部分情况下，钢支撑节点结构容易受到现场情况影响，在这种情况下，需要选择受力直接、节点简单的施工方式。但是因为基坑开挖施工以后，可能会受到两侧土压力差影响而产生位移。要想保证施工安全，在确定支撑标高过程中，施工人员应分析基坑和运输线交界位置，采取基坑围护施工方式，评估计算车站主体结构的土压力差[5]。

4.3 施工监测

在施工中，按照分层施工要求，技术人员需要在施工之前，对各个阶段施工内容和流程进行确定，在挡墙内和建筑周围设有测斜管、孔隙水压计、测压传感器。通过采取上述施工方式，减少基坑结构变形，符合监控量测的规范标准。

5 结语

总而言之，在地铁车站深基坑施工过程中，施工比较复杂、施工周期长，为了保证施工质量和安全，施工人员需要结合现场实际情况，按照分层分布施工方式，利用时空效应规律确定施工方案，选择适宜的施工技术，对施工周围建筑进行安全保护，保证地铁车站施工质量和安全。