賀欣爽

摘要 明挖施工具有工期短、施工速度快、施工面多等特點，在地鐵施工中運用，可使工程施工質(zhì)量得到較好的控制?；诖耍恼乱詫嶋H項目為例，介紹了基坑開挖施工過程中的施工技術(shù)，研究了基坑噴錨的施工工藝，同時對基坑支撐作業(yè)中的工藝節(jié)點和施工過程中的關(guān)鍵技術(shù)進行了具體分析，以保證地鐵站基坑項目的施工質(zhì)量。

關(guān)鍵詞 地鐵站基坑;明挖法;支撐體系

中圖分類號 U231.3 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2022）10-0154-03

0 引言

隨著城市化進程不斷加快，城市交通壓力日益增大。為緩解這一問題，各大城市紛紛加大了軌道交通工程投入力度，其中地鐵就是典型代表之一。由于地質(zhì)條件復(fù)雜以及周邊環(huán)境等因素制約，導(dǎo)致地鐵施工難度較大。為了確保地鐵建設(shè)項目順利實施，必須做好相關(guān)工作以保障工程質(zhì)量。在地鐵建設(shè)項目中，基坑是非常重要的組成部分，關(guān)系著整體工程建設(shè)能否順利進行。該文結(jié)合實例就明挖法基坑施工技術(shù)展開論述，為相關(guān)領(lǐng)域提供參考。

1 工程概況

某地鐵車站為地下2層，站臺長為11 m的島式車站。結(jié)構(gòu)采取明挖順作進行施工。車站總長約240 m，寬20～24 m。分別采用0.8*1 m混凝土支撐和Φ0.8 m壁厚為0.16 cm的鋼管進行支撐，圍檁采取型鋼腰梁。

該工程擬建工程場地在勘探深度70 m范圍內(nèi)的地層主要為第四系堆積物，即由全新統(tǒng)人工填土（Q4ml），上更新統(tǒng)風積（Q3eol）新黃土、殘積（Q3el）古土壤及中更新風積（Q2eol）老黃土、殘積（Q2el）古土壤等組成;其中上更新系統(tǒng)風積層的<3-1>黃土層和中更新風積<4-1-1>老黃土均具有濕陷性，濕陷系數(shù)平均值分別為0.022和0.004;在車站及區(qū)間明挖基坑地面下0～11 m范圍具有濕陷性黃土分布，在基坑開挖時受降雨和周邊雨污水管滲漏影響容易造成樁間及樁底黃土濕陷，引起樁間脫空和基坑失穩(wěn)，施工時必須采取措施保證施工安全。

2 基坑開挖施工

基礎(chǔ)土方開挖應(yīng)遵循“縱向分段、豎向分層、自上而下、先支護后開挖”的施工原則，縱向由上至下層層進行，形成縱向臺階，先水平開挖中間土體，再開挖兩側(cè)土體。開挖過程中，按施工規(guī)范要求，做好基坑開挖的降排水和邊坡防護工作。依據(jù)施工設(shè)計圖紙的規(guī)定，基坑暴露時間不宜超過24 h，因此，考慮到斷面、變形縫、跨度等因素的變化，需根據(jù)實際情況進行分段，按支護位置調(diào)整各斷面開挖長度。

2.1 開挖順序

按縱向分6個結(jié)構(gòu)段，每一大段又分為每6 m一小段，縱向開挖結(jié)構(gòu)段挖土坡率為1∶1，水平分層共分四大步即8小層。每大步以每道鋼支撐標高下為分界線。在基坑南北兩側(cè)預(yù)留2 m寬的鋼支撐施工平臺，中間挖深4 m，挖機進入槽內(nèi)進行土方作業(yè)，具體開挖分段、分層及順序情況如圖1所示。土方開挖方式采取分層、分段，開挖方法。

挖機自西向東挖至冠梁底（邊挖邊施工冠梁，施工完冠梁緊接著安裝牛腿），及時施作第一道鋼支撐。

挖機開挖到第二、第三道鋼支撐底部時，采用1∶1的比例橫向放坡?；觾蓚?cè)預(yù)留反壓土，便于第二層鋼支撐的安裝，同時利用土體來抵抗后土壓力，保證結(jié)構(gòu)安全;第二步挖土方分為兩個小土層，每層土方挖完后及時進行網(wǎng)噴。

開挖土方至基坑底部，橫向放坡按1∶1。挖至基底標高以上30 cm時，采用人工配合挖機挖土以免超挖。最底層采用一臺PC120型小型挖掘機裝土翻倒土體，采用一臺PC220型挖掘機向后轉(zhuǎn)運土體，上方再放置一臺PC320型挖掘機裝車，自卸汽車裝土運出。

2.2 施工要點

（1）土石方挖掘通過反鏟挖掘機按“分層臺階法”進行，深部土方挖掘采取臺階反鏟接力法，將土方移運到地面自卸汽車裝車和向外運輸，土方開挖時，各層土方厚度不得超出3 m，淤泥土層不可大于1 m。

（2）每級臺階各層土方開挖步驟為“先中間開槽，再向兩側(cè)展開”，當每層開挖至設(shè)計鋼支撐下方0.5 m處時，按設(shè)計要求及時搭設(shè)鋼支撐，支護后方可進行下層土方開挖。

（3）若臺階法反鏟無法銜接，可使用汽車起重機與提升機相配合來完成，當開挖至基礎(chǔ)設(shè)計標高0.2 m時由人工開挖，以免對基礎(chǔ)造成干擾。

（4）開挖過程中，如果出現(xiàn)不同的地層，及時向駐地監(jiān)理和業(yè)主報告，并將施工項目的地質(zhì)示意圖記錄下來。

（5）開挖過程中遇到地下水時，迅速采取相應(yīng)的降水措施，防止地下水滲漏。

（6）基坑需設(shè)置臨時排水溝及三級沉淀池，基坑內(nèi)積水通過排水溝排入三級沉淀池，經(jīng)沉淀過濾后再排入下水道。

（7）基坑上方土層堆積區(qū)與基坑保持一定距離，保證基坑邊地基上土層堆放荷載不超過20 kPa。

3 基坑噴錨

采用150 mm厚掛網(wǎng)噴射混凝土的基坑樁間，采用Φ8@150×150鋼筋網(wǎng)的鋼筋網(wǎng)片。基坑分階段開挖，分階段支護，隨挖隨支。每一步開挖完成后及時掛網(wǎng)安裝、格柵定點預(yù)制、分段安裝。當上述工藝完成，用膨脹釘固定鋼絲網(wǎng)和護樁，然后噴射100 mm厚的C25早強混凝土。

3.1 噴錨施工流程

噴錨施工的具體流程見圖2。

3.2 噴射混凝土施工工藝

根據(jù)設(shè)計要求，縱向單次挖掘長度應(yīng)控制在6～8 m內(nèi)，開挖后實時進行掛網(wǎng)噴錨作業(yè)，保證土壤裸露時間不超過12 h。噴射施工前，預(yù)先將機器設(shè)施、風、水管路與電路進行檢查和試運行，確認無誤后方可施工。噴射混凝土施工采取分段分片施工，噴射作業(yè)自下而上進行，首先噴射鋼筋網(wǎng)和圍護樁間隔部位，而后噴鋼筋網(wǎng)之間部位，形成“S”形運動曲線。每根掛網(wǎng)下部留出30 cm的搭接長度，確保噴頭與被噴面之間的距離為1.5～

2 m，噴射機的風壓在0.3～0.5 MPa之間，待噴射混凝土完全凝固2 h后噴水養(yǎng)護，養(yǎng)護周期為3～7 d。

4 基坑支撐施工

4.1 首道鋼筋混凝土支撐施工

4.1.1 冠梁及混凝土支撐施工

當基坑開挖至支撐底標高時，進行冠梁施工及首道混凝土支撐，冠梁施工采用分段施工，與該段首道鋼筋混凝土支撐同期澆筑。首道鋼筋混凝土支護是為了防止施工過程中出現(xiàn)變形，從而保證施工安全。

當鉆孔灌注樁兩側(cè)施工完畢時，可除去基坑頂部第一層土體，挖到冠梁標高后，即可拆除樁頂松動部位，露出鋼筋，然后第一根鋼筋與冠梁、樁鋼筋進行搭接。鉆孔灌注樁的頂板延伸至冠梁底面5 cm處，施工前預(yù)先在樁頂上鑿出混凝土至設(shè)計標高，然后用現(xiàn)澆樁配筋與冠梁配筋進行斜接。

4.1.2 冠梁和支撐施工技術(shù)措施

清理灌注樁頂?shù)臍埻梁透{，鑿除灌注樁頂部的混凝土，經(jīng)清水洗刷干凈。根據(jù)設(shè)計與結(jié)構(gòu)標準，捆綁冠梁和第一個支架鋼筋必須預(yù)留充足的主筋長度，以便與下段冠梁主筋搭接。側(cè)模采用鋼模板組裝，模板安裝前涂上隔離劑，以便脫模。一次澆筑混凝土冠梁和第一根混凝土支撐梁時，噴水養(yǎng)護周期不得少于7 d。

4.1.3 鋼筋混凝土支撐的拆除

當頂板混凝土完工并達到設(shè)計強度75%時，第一根鋼筋混凝土支撐開始拆除，用手持風鎬、氧氣切割的方式拆除鋼筋混凝土支撐，混凝土支撐的拆除步驟如下：

（1）設(shè)置操控臺。操控臺支撐架必須牢固，便于人員上下行走，并有邊沿保護。腳手架寬為2.5 m，立桿間隔1.5 m，支撐底部的水平桿距離梁底0.2 m，橫向桿間隔1.5 m，為避免支撐開裂時撞擊橫向桿，梁底橫向桿中心處需要增添一根立桿。

（2）支撐拆除。根據(jù)車站結(jié)構(gòu)施工進度，分階段分層拆除支撐。結(jié)構(gòu)板施工完成并達到設(shè)計要求后，即可拆除支撐。鋼筋混凝土支撐鋼筋外圈采用風鎬鑿除，主筋采用氣焊切割?；炷敛捎蔑L鎬分段破碎，每段重量按龍門吊的吊重量確定，混凝土長度不得超過3 m，灑落至地下二層樓板上的混凝土塊，其直徑不可超出20 cm。

4.2 第二、三道鋼支撐施工

4.2.1 鋼支撐材料

該車站第二、三道支撐為鋼筋支撐，鋼支撐為Φ80 cm鋼管，其壁厚1.6 cm，檁條為型材腰梁（2I45C）。

4.2.2 支撐與擴大段斜撐安裝

支撐包括活絡(luò)端、固定端、中間段。 活絡(luò)端起預(yù)應(yīng)力作用; 擴大段斜撐包括活絡(luò)端、固定端、中間段、鋼墊箱四個部分。 擴大段斜撐的作用是將圍護結(jié)構(gòu)與支撐連接在一起，并通過施加預(yù)應(yīng)力使鋼墊箱與鋼圍梁間形成一個穩(wěn)定的整體，從而使鋼圍梁與鋼墊箱之間形成一個能承受鋼墊箱重量的支承面和鋼支承的標準段。 鋼墊箱用鋼板制成，呈三角形，中間有肋板，兩端與鋼墊箱連接。 通過調(diào)整三角塊中心距可調(diào)節(jié)長細比，根據(jù)需要可以增加或者減少鋼墊箱數(shù)量。 采用單根長、短節(jié)段分段吊裝的方法， 利用不同長度的鋼支撐組裝成兩個零件，再利用龍門吊分別把短節(jié)段支撐吊到基坑中組裝安裝。

4.2.3 支撐體系預(yù)應(yīng)力的施加

鋼支撐預(yù)應(yīng)力由2個100 t液壓千斤頂施加，置于活絡(luò)端頂壓位置。將鋼絞線用鋼絲繩捆扎好，并與千斤頂連接在一起。預(yù)應(yīng)力由鋼楔墊塊、千斤頂、吊運鋼絲繩和鋼支撐組成。

千斤頂?shù)念A(yù)應(yīng)力要根據(jù)設(shè)計值計算，兩千斤項的預(yù)應(yīng)力必須同時施加并分為三個階段。

4.2.4 防脫落裝置安裝

為防止鋼支撐在激烈碰撞或預(yù)應(yīng)力損失時脫落，特加裝防脫落裝置。防脫落裝置是通過卡扣與鋼絲繩連接的一端進行膨脹螺栓后再將其固定在圍護樁上，另一端與鋼支撐相連接，當鋼支撐發(fā)生斷裂時，只需更換其中1個防脫落裝置即可。當鋼支撐被撞擊時，防脫裝置會自動將其卡住，阻止鋼柱繼續(xù)下落。當出現(xiàn)斷裂和變形時，可以方便地更換新鋼支撐。同時還可避免因事故造成人員傷害。不僅可以增加鋼支撐的穩(wěn)定性，還可以為支撐下的施工提供高度的安全保障。

4.2.5 鋼支撐軸力監(jiān)測

在基坑施工過程中，支護結(jié)構(gòu)不可避免地產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力損失。由支撐預(yù)應(yīng)力損失引起的圍護結(jié)構(gòu)位移是不可逆的，因此必須保證鋼支撐預(yù)應(yīng)力施加到位，了解鋼支撐變形情況，并根據(jù)實際情況及時補加預(yù)應(yīng)力。按設(shè)計要求，每層直撐設(shè)3個監(jiān)測點，斜撐2個監(jiān)測點，共5個監(jiān)測點。每層支撐應(yīng)至少為每層支撐數(shù)量的10%，且不得少于3個。焊接應(yīng)變式鋼筋計與應(yīng)變儀配合使用。鋼筋計直接焊接在鋼支撐外表面（橫撐頂面1/3跨）上，夜間觀測并記錄支撐表面溫度。記錄監(jiān)測數(shù)據(jù)，隨時關(guān)注基坑支護變形，確保基坑整體安全穩(wěn)定。

4.2.6 鋼支撐拆除

鋼支撐拆除采用分段拆除，底板混凝土澆筑完成強度達到80%后拆除第三道支撐，二層側(cè)墻、立柱、中板澆筑完成強度達到80%后拆除第二道支撐，在負一層側(cè)墻、立柱澆筑完成混凝土強度達到80%后拆除第一道支撐，詳細的拆除流程如圖3。

5 結(jié)語

綜上所述，明挖施工作為地鐵施工中普遍采用的一種施工工藝，由于其諸多優(yōu)點，在地鐵施工中得到了廣泛的應(yīng)用。該文結(jié)合工程實例，從開挖順序、基坑噴錨、基坑支撐三方面詳細列舉了施工參數(shù)，并總結(jié)了地鐵基坑明挖施工中常見的施工技術(shù)和管理控制措施，經(jīng)實際工程施工表明該工藝效果良好，可為同類型項目提供參考。

參考文獻

[1]張強勁. 大跨度地鐵車站深基坑中的鋼支撐施工技術(shù)分析[J]. 工程建設(shè)與設(shè)計， 2021（4）： 185-186+189.

[2]汪想貴. 地鐵隧道明挖法施工基坑支護穩(wěn)定性探討[J]. 工程建設(shè)與設(shè)計， 2020（1）： 52-54.

[3]李志勇. 地鐵車站深基坑支護特征及施工技術(shù)[J]. 工程建設(shè)與設(shè)計， 2021（1）： 36-38.