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浅谈地铁车站深基坑开挖与支撑施工要点

 浅谈地铁车站深基坑开挖与支撑施工要点

       【摘要】地铁车站深基坑开挖与支护在工期、造价和资源消耗等方面都占很大的比重,其施工方案是否正确、可靠,施工组织是否合理、有序,将直接关系到该工程能否顺利完成,能否取得预期的经济和社会效益。

  【关键词】地铁,深基坑,开挖支撑,要点

  在地铁基坑施工阶段,开挖与支撑是主要的施工内容,对车站的工期、质量和安全等目标控制都具有重大影响。在施工过程中,要严格按“时空效应”理论,加强过程监控,确保施工安全。本文结合目前在建工程实例,论述了地铁车站深基坑开挖与支护施工要点,以期为类似工程施工提供一些有益的帮助和借鉴。

  1工程概述

  1.1概况

  鼓楼站为天津地铁2号线的中间站,车站主体位于南马路与南门外大街以及城厢中路交叉路口,车站所在位置周边规划基本成型,两侧高楼密集。车站总长度、标准段宽度和基坑开挖深度分别为281.8m、20.5m和16.8m;车站主体围护结构采用地下连续墙+钢管内支撑的支护体系(以标准段为例)。车站基坑采用深井井点降水,采用明挖顺作法施工,开挖时沿基坑深度方向设置钢支撑,分直撑和斜撑,围护结构设置4道钢支撑。

  1.2水文、地质条件

  场地主要岩性为粉质粘土、粉土、粉细砂层,土质不均,多呈层状或互层状。本车站场地复杂程度为中等,地下水埋深1.86m~3.8m,场地土类型为软弱~中硬场地土;场地类别为Ⅱ类。

  2施工部署

  2.1施工总体思路

  基坑开挖在围护结构已封闭、冠梁达到设计强度要求,降水系统施工完毕后,并试运转验收合格后进行。

  基坑开挖施工以保证施工和周围环境安全为原则,土方开挖的顺序和方法必须与设计工况相一致,严格按照时空效应的基坑开挖与边坡防护技术,合理确定施工单元数,并根据监测结果不断调整优化施工参数。基坑开挖与支撑掌握好“分层、分段、分块、对称和限时”五个要点,并遵循“竖向分层、水平分区分段、开挖支撑、先撑后挖、严禁超挖、基坑底垫层要求到设计标高后及时浇筑”的原则,确保工程安全质量前提下快速施工。

  2.2开挖及支撑施工顺序

  根据施工分期和交通疏解的需要,鼓楼车站共分为三个施工区:东区、西区和中区,每区内分若干开挖小段。一期进行西区与东区的施工,二期进行中区的施工。

  根据诱导缝和施工缝设置情况,将东区主体分为7个施工段,施工段长度为18~30m,;西区分为4个施工段,施工段长度为14.9~18.5m;中区分为3个施工段,两端头施工段长度分别为6m、8.5m,中间长为27m。

  东区开挖顺序:东基坑和西基坑分别自东西两头沿纵向向中间分段分层开挖,中区由于开挖面积小,施工场地受限制,采取延伸东区16吨龙门吊到中区基坑中部取土,垂直运输。每个施工段内的土方开挖要自上而下分层开挖,每段先挖中间再挖两侧,每层开挖结束,立即安装钢支撑并施加预应力,并限时完成每段的开挖和支撑。

  根据设计文件,结合实际情况,车站标准段挖土分5层进行,每层的厚度根据支撑的

  间距而定。

  3开挖及支撑要点

  3.1基坑开挖要点

  3.1.1施工准备

  1、基坑开挖前,主体围护结构完成并达到设计要求;降水施工已达到设计要求;施工监测网点布设完成,测量初始值。

  2、落实场区内存土场地、场区外弃土场地,保证场区内出土道路的通畅,基坑内的排水设备准备充足,基坑开挖设备、起吊设备、施加预应力设备和钢支撑材料已到位。

  3、将开挖分层分段位置、标高、深度、各道钢支撑位置和预加轴力等技术指标和质量标准,向施工人员进行技术和安全交底。

  4、基坑开挖施工所需临时设施准备就绪。

  5、基坑开挖前必要的基坑土体加固已经按照设计要求完成。

  6、注浆封堵止水设备、人员、材料准备就绪。

  3.1.2施工过程控制要点

  1、基坑开挖严格按监理工程师批准的实施性施工组织设计进行,并严格按监理审批的监控量测方案进行开挖全过程的监控量测;

  2、开挖第一、二、三道支撑小段土方时,每段要在16小时内挖完,随即在8小时内安装好该段的支撑并施加预应力完毕;第四、五道支撑的开挖过程中,小段土方要在8小时内挖完,随即在8小时内安装好该段的支撑。

  3、每步开挖所暴露的部分地下墙体宽度控制在3m~6m,每层开挖深度不大于2m,纵横向放坡开挖,具体根据支撑设置情况分层开挖,每层开挖至支撑底面标高以下1.0m时,及时进行支撑和支撑的标高放样工作,安装支撑系统并在其上准确放出支撑定位十字线,为支撑架设作好准备。

  4、在支撑架设和支撑放样的同时,进行下一部分土方开挖,完成土方开挖后立即进行支撑架设。

  5、沿车站纵向根据支撑平面位置分段,每段完成2~3根支撑范围内的土方开挖工作量。

  6、基坑开挖时,其纵横向边坡放坡应根据地质、环境条件采取安全坡度。根据车站地质条件,坡顶至坡脚总放坡坡度在1:3左右,分层之间局部放坡坡度不陡于1∶1。纵向放坡开挖时,在坡顶外设置截水沟防止地表水冲刷坡面和回流渗入基坑,在基坑内设置排水沟和集水坑防止坑底积水。

  7、每步开挖所暴露的部分地下墙体宽度宜控制在3-6米,每层开挖深度控制在2.5-3米,严禁在一个工况条件下,一次开挖到底;机械挖土时,坑底应保留300mm厚土层时进行验收,合格后用人工挖除整平,防止坑底土扰动。

  7、基坑土方开挖到底后及时进行素混凝土垫层施作,基底部位每完成1~2个开挖段后即开始进行一次素混凝土垫层浇筑,以抵抗基底隆起变形,并形成底层支撑,降低基坑围护结构变形速率。

  8、开挖过程中,为防止机械碰撞围护结构和支撑,围护结构侧由人工进行辅助开挖,并设专人指挥。

  9、基坑开挖严格按设计分层位置进行施工,按施工设计及时进行坑壁支撑加固,确保基坑坑壁稳定。上层或已开挖的坑壁不稳定不得向下开挖;

  10、限制基坑开挖边线以外地面堆物荷载不超过20KN/m2,做好计算校核工作,随时检查确保安全;挖土机械和车辆不得直接在支撑上行走操作,严禁挖土机械碰撞支撑、立柱、井点管、围护墙,钢支撑顶面严禁堆放、悬挂杂物。

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