砂卵地层大型地铁基坑施工要点探析

砂卵地层大型地铁基坑施工要点探析

杨高

（湖南省地质矿产勘查开发局四0二队湖南长沙410004）

【摘要】笔者所在城市属于砂卵地层，需要进行大型地铁基坑开挖工作。本文研究了车站基坑开挖和围护结构的参数。探讨了6步台阶整体后退挖土方式，对于围护结构采用了钢支撑与土钉墙挂网喷射混凝土联合应用的方式。修建之后，经过应用表明，该施工技术能够保证基坑边坡稳定，并能确保附近建筑结构的稳定和安全。

【关键词】大型基坑；施工技术；砂卵地层；地铁车站

【中图分类号】TU231【文献标识码】A【文章编号】1002-8544（2017）04-0088-02

随着我国地铁建设的不断发展，涉及到基坑建设的项目逐渐增多，形成了日臻成熟的开挖围护技术。深基坑地铁基坑大部分属于软土地层，选择好施工方式、做好围护结构的确定工作能够促进基坑的稳定。成都地铁车站基坑属于砂卵地层，基坑较大，情况复杂，从而影响了边坡和围护结构的稳定和安全。如何针对基坑开挖和支护的特点，采用适合的开挖技术和围护方案非常重要。

1.砂卵地层大型地铁基坑工程分析

成都人民公园车站属于地铁四号线，属于地下两层10米岛式站台车站，从上到下分别是站厅层和站台层。处于小南街和少城街之间，站台长为120米。经过研究，对本次车站基坑开挖和边坡稳定造成影响的主要因素有以下几个方面。

第一是特殊的地质条件。拟建车站处于川西平原岷江水系，属于侵蚀堆积地貌，战区等高线为501米到504米之间，非常平稳。基坑施工在砂卵石地层进行，卵石成分主要是砂岩、石英岩以及灰岩，卵石占了近70%的比例，其中含有大量的大漂石。砂卵石分选性较差，强度较高，含水层厚度在13到26米之间，孔隙潜水，该卵石土综合含水层的渗透系数在每天12米到28米之间，平均每天17米。属于强透水层。种种因素的综合影响，导致了在此处修建地铁站非常困难。

第二是基坑规模较大，人民公园是成都人口聚集较多的地区，车站总长度为138米，断面净宽在17.5米左右。最大开挖深度达到19米。

第三，周边交通环境低下管线复杂，人民公园站的南侧的人民公园，以西是宽度为28米的小南街，以北是宽度为28米的少城路。该地人流量大，地段密集。另外，该车站周边的道路有着复杂的地下管线，分别是煤气、电信、电力、给水和排水等，少城路下电力隧道和污水管埋藏较深，达到3.6米。有1.8×2.3米的110千伏的电力隧道和1.2×0.8米的雨水管。都和地铁四号线交叉，对于站台内的管线要采取措施进行改迁，对于其他管线在施工过程中要进行悬吊保护。

2.施工方案和施工工艺

在基坑开挖标准中，如果车站主体结构超过138米，就要采用先支撑后开挖的方法进行分层开挖，采用东西方向挖掘机开挖，在到达设计高程之后再安装钢支撑。

第一，主体基坑土方开挖组织。对于基坑内的土方按照台阶式和整体后退式开挖的方式，一共分成六步完成，其中每层为四到五米。如果遇到剩下的土难以用挖掘机开挖，可以应用人工挖土的方式，将土用吊车运到基坑外。当土方全部挖出后，使用吊车将挖掘机调出。

开挖顺序如下。首先，从地面开始到第一层钢支撑底开挖，将土方开挖分层厚度控制在两米以内，开挖后迅速应用土钉墙和网喷支护，分别为10比3和1比1，完成之后可以进行围护桩施工。其次，完成围护桩和冠梁的施工，保证符合设计强度的百分之70便可开挖。在第一层钢支撑下方从西到东退挖装土，沿着马道将土运出，紧随开挖进程并做好第一层的钢支撑。等到西段头第一层斜支撑成功安装后，让两台挖掘机开挖，顺序是先中间厚两边，开挖之后迅速做好第二层支撑的安装工作，并对桩间网喷进行支护。在基坑开挖过程中要继续应用管井降水，保证降水的深度在0.5米或者超过0.5米，基坑开挖的时间处在梅雨季节，所以要做好基坑附近的排水工作，在附近做好排水沟或者积水坑，在施工的过程中应用排水沟将基坑内的积水排到积水坑内，用泥浆泵吧积水抽到地面沉淀地，沉淀之后方能排到地下水道内。再次，开挖土方到基坑底部设计高程上方3dm后就不再使用机械开挖，采用人工开挖的方式直接到底板底部设计高程为止。最后，基坑开挖到设计基坑底高程之后，就要做好基坑底找平工作，相关技术人员要做好检验，检验合格之后才能够在基坑内进行接地网、垫层和防水层的施工。

3.围护方案和参数分析

结合车站地质和周边情况，围护方案可以应用钢支撑以及土钉墙挂网喷射混凝土两种方式的联合应用的方法。

本次车站主体和附属结构基坑支撑系统应用直径是600毫米的钢支撑，针对其主体结构角部则应用钢筋混凝土角撑支撑。

首先是钢支架的安装，应用角钢拼接好钢支架，要保证钢支架能呈垂直状态，稳定性较好，保证焊接牢固，不能出现歪扭情况。每层土方在开挖到支撑位置之后，要按照测量组得出的的支撑中心线计算出钢支架的顶面高程。将钢支架在人工挖孔桩上充分固定，采用材料为两个长度为0.2米的膨胀螺丝。

第二是钢围囹安装，应用两个工字钢和钢板焊接，形成钢围囹，按照支撑间距做好对相应的支撑位置做好焊接挂篮工作，钢围囹的加工要保证分段化，分段的长度为三个支撑间距，对转角部位的施工要结合实际长度进行。

第三是钢支撑安装施工，对于立柱基础可以应用人工挖孔桩，对于立柱应用16根槽钢焊接出的0.45×0.45米的断面。应用连接片对槽钢进行焊接，应用连接件让立柱成为整体，安装钢支撑前先对立柱挖孔桩进行施工，在把钢柱吊装在装孔内，用混凝土浇筑的方法来对钢柱进行固定。钢支撑长度不同，可以应用两端各为固定和活动的管节，中间段是标准形式，节段之间采用法兰盘高强螺栓进行连接，并在地面完成拼接安装，可以利用装载机完成。钢支撑可以应用两台一百吨的千斤顶施加预加力，分级施加支撑预加力，首次预加力要大于设计者的五分之二，逐渐增加20%设计值的预加力。

车站基坑上层应用放坡开挖、土钉墙支护方式以及土钉墙和土方开挖相结合的方式。一层土方开挖后要紧接着完成一排土钉施工，做好挂网喷射混凝土面层工作，等到混凝土符合规定强度之后，可以开始下一道土方开挖。为了保证基坑的足够稳定，在基坑开挖的过程中要做好对地表水平位移、沉降、基地回弹、坑外水位的监测工作。结果如表1所示。

4.总结

本文按照地质实际条件，采取的砂卵地层基坑开挖和围护结构能够符合实际，基坑土体最大水平位移经过检测为7.4毫米，才能够保证基坑的稳定。至于砂卵地层基坑开挖施工顺序、联合支护技术和对事故的应急方法还需要做好深入探讨。

参考文献

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