地鐵車站明挖基坑放坡開挖施工技術

1、地鐵車站明挖基坑放坡開挖施工技術摘要：結(jié)合某地鐵車站工程實例，針對濕陷性黃土地區(qū)的地質(zhì)條件，詳細介紹 放坡開挖及邊坡支護施工工藝，并針對施工中存在的問題進行采取有效措施，保 證施工質(zhì)量及工期，為類似工程提供參考。關鍵詞：濕陷性黃土；地鐵車站；放坡開挖；支護1. 工程概況 地鐵車站根據(jù)線路敷設及道路高差條件，車站設計為半地下站。車站主體結(jié) 構(gòu)為明挖二層車站，采用側(cè)式單柱雙跨箱形框架結(jié)構(gòu)。車站總長213.70m，標準段 寬23.40m，標準段高13.85m，線間距為5.00m，車站總建筑面積為11374.12 m?, 頂板頂覆土 0.5m，底板底埋深14.35m。該地鐵車站擬建場地地基土自上而下依

2、次由第四系全新統(tǒng)人工填土，沖積黃 土狀土、砂類土、碎石類土，中更新統(tǒng)沖積粉質(zhì)黏土、砂類土及碎石類土等地層 構(gòu)成。地基濕陷等級為II級（中等）。該地鐵車站水位較深，基坑深度較淺，周邊場地開闊，采用土釘墻+掛網(wǎng)噴混 凝土的支護形式施工。結(jié)構(gòu)底板以下為二級濕陷性黃土，故采用 2:8 的灰土進行 基底換填。該地鐵車站邊坡支護采用土釘支護，支護參數(shù)見圖 1。圖 1 土釘墻支護圖2. 施工方案 地鐵車站采用明挖法施工。根據(jù)結(jié)構(gòu)分段和施工圍擋場地條件，主體基坑土 方由西向東順序開挖。在開挖過程中，掌握好“分層、分步、對稱、平衡、限時” 五個要點，遵循“縱向分區(qū)分段、豎向分層、先支后挖”的施工原則，每層土方按

3、 “先中間成槽后向兩邊擴展”的順序開挖。地鐵車站基坑土方開挖方案見圖 2。車站基坑土方縱向開挖方案見圖 3；車站基 坑土方橫向開挖方案見圖 4。3.施工資源配置原材料土釘鋼筋土釘鋼筋做強度檢驗；優(yōu)先選用 42.5 以上標號普通硅酸鹽水泥； 選用的中、粗砂應干凈，含水量不宜大于 5%；選用的豆石，其粒徑宜在24mm之間，應干凈無雜質(zhì)；注漿體拌合用水，其有害雜質(zhì)含量應控制在規(guī)定的范圍之內(nèi)，且水灰比嚴格 控制在 0.5 以下。施工機具 成孔機具：根據(jù)施工現(xiàn)場土質(zhì)情況及環(huán)境條件，選擇適宜的成孔鉆具。本工程可選用洛陽鏟或螺旋鉆。注漿泵：其輸漿壓力和輸漿量應符合設計要求；一般將注漿壓力控制在 0.4 0

4、.9MPa 。噴射機：要求密封性能良好，輸料順暢，連續(xù)均勻。 空壓機：應充分滿足噴射同風壓的要求。輸料管：管壁應能承受 1.2MPa 以上的壓力，并且有良好的耐磨性。 供水設備：就保證混凝土噴槍之頭部有足夠的水壓力，要求水壓應大于空壓。4. 施工工藝土釘為灌漿錨桿，孔徑80mm，錨筋為2528鋼筋，土釘長度為611.5m。土釘水平間距1.5m，垂直間距1.5m，呈梅花形布置。坡面掛彷6.5 200mm鋼筋網(wǎng)，網(wǎng)外設水平、斜向加強拉筋采用18從土釘尾部穿過并焊接， 網(wǎng)格為1.5mx1.5mo （雜填土或卵石層無法成孔，應用錨管代替土釘。錨管選用 外徑 89mm 的鋼花管，頭部做成錐形放大頭，沿管

5、壁呈螺旋線型布孔，出漿孔一 般取椀10mm，間距約300mm，靠錨管端部1.03.0m處不設孔眼）噴射混凝 土面層，厚度100mm，混凝土強度為C20。土釘采用常壓灌注水泥漿，水泥為 42.5普通硅酸鹽水泥，水灰比0.50，強度M20。土方工程應與土釘施工相配合， 每步開挖 1 . 5 0 m ，超挖深度不得大于0 . 5 m 。土釘支護施工工藝流程見圖 5。4.1 基坑開挖 基坑要按設計要求嚴格分層分段開挖，在完成上一層作業(yè)面土釘與噴射混凝 土面層達到設計強度的 70%以前，不得進行下一層土層的開挖。坡面經(jīng)機械開挖 后采用小型機械或鏟鍬進行切削清坡，以使坡度及坡面平整度達到設計要求。4.2噴

6、射第一道面層 每步開挖后應盡快做好面層，即對修整后的邊壁立即噴上一層薄混凝土或砂 漿。若土層地質(zhì)條件好的話，可省去該道面層。4.3 鉆孔鉆孔前，應根據(jù)設計要求定出孔位并作出標記及編號。當成孔過程中遇到障 礙物需調(diào)整孔位時，不得損害支護結(jié)構(gòu)設計原定的安全程度。鉆孔中應當注意坑 外降水井管的位置，適當調(diào)整避開。土釘鉆孔的質(zhì)量應符合下列規(guī)定：孔距允許偏差為100mm；孔徑允許偏差為5mm；孔深允許偏差為30mm ；傾角允許偏差為1。4.4插入土釘鋼筋 插入土釘鋼筋前要進行清孔檢查，若孔中出現(xiàn)局部滲水、塌孔或掉落松土應 立即處理。土釘鋼筋置入孔中前，要先在鋼筋上安裝對中定位支架，以保證鋼筋 處于孔位中

7、心且注漿后其保護層厚度不小于25mm。支架沿釘長的間距可為2 3m 左右，支架可為金屬或塑料件，以不妨礙漿體自由流動為宜。4.5 注漿注漿前要驗收土釘鋼筋安設質(zhì)量是否達到設計要求。一般采用重力、低壓（0.40.6MPa），壓力注漿時應在孔口或規(guī)定位置設置 止?jié){塞，注滿后保持壓力35min。重力注漿以滿孔為止，但在漿體初凝前需補 漿 12 次。注漿導管底端應插至距孔底250500mm處，在注漿同時將導管勻速緩慢地 撤出。注漿過程中注漿導管口始終埋在漿體表面以下，以保證孔中氣體能全部逸 出。注漿時要采取必要的排氣措施。注漿材料宜用水泥漿或水泥砂漿。水泥漿的水灰比宜為0.5；水泥砂漿的配合 比宜為

8、1:11:2（重量比），水灰比宜為 0.380.45。需要時可加入適量速凝劑 以促進早凝和控制泌水。水泥漿、水泥砂漿應拌合均勻，隨拌隨用，一次拌合的水泥漿、水泥砂漿應 在初凝前用完。注漿前應將孔內(nèi)殘留或松動的雜土清除干凈。注漿開始或中途停止超過30min 時，應用水或稀水泥漿潤滑注漿泵及其管路。用于注漿的砂漿強度用70mmx70mmx70mm立方體試塊經(jīng)標準養(yǎng)護后測定。每批至少留取3組（每組3 塊）試件，給出3 天和28 天強度。為提高土釘抗拔能力，還可采用二次注漿工藝。4.6 噴第二道面層在噴混凝土之前，先按設計要求綁扎、固定鋼筋網(wǎng)。面層內(nèi)的鋼筋網(wǎng)片應牢 固固定在邊壁上并符合設計規(guī)定的保護層

9、厚度要求。鋼筋網(wǎng)片可用插入土中的鋼 筋固定，但在噴射混凝土時不應出現(xiàn)振動。鋼筋網(wǎng)片可焊接或綁扎而成，網(wǎng)格允許偏差為10mm。鋪設鋼筋網(wǎng)時每邊的 搭接長度應不小于一個網(wǎng)格邊長或200mm，如為搭焊則焊接長度不小于網(wǎng)片鋼筋 直徑的10倍。網(wǎng)片與坡面間隙不小于20mm。土釘與面層鋼筋網(wǎng)的連接通過墊板、螺帽及土釘端部螺紋桿固定。墊板鋼板 厚810mm，尺寸為200mmx200mm300mmx300mm。墊板下空隙需先用高強 水泥砂漿填實，待砂漿達一定強度后方可旋緊螺帽以固定土釘。土釘鋼筋也可通 過井字加強鋼筋直接焊接在鋼筋網(wǎng)上，焊接強度要滿足設計要求。噴射混凝土的配合比應通過試驗確定，粗骨料最大粒徑不

10、宜大于12mm，水灰比不宜大于0.45，并應通過外加劑來調(diào)節(jié)所需工作度和早強時間。當采用干法 施工時，應事先對操作手進行技術考核，以保證噴射混凝土的水灰比和質(zhì)量達到 設計要求。噴射混凝土前，應對機械設備、風、水管路和電路進行全面檢查和試運轉(zhuǎn)。為保證噴射混凝土厚度達到均勻的設計值，在邊壁上隔一定距離打入垂直短 鋼筋段作為厚度標志。排水設施的設置水是土釘支護結(jié)構(gòu)最為敏感的問題，要在施工前做好截排水工作，還要充分 考慮土釘支護結(jié)構(gòu)工作期間地表水及地下水的處理，設置排水構(gòu)造措施?；铀闹艿乇響右孕拚?gòu)筑明溝排水，嚴防地表水再向下滲流?？蓪?射混凝土面層延伸到基坑周圍地表構(gòu)成噴射混凝土護頂并在土釘

11、墻平面范圍內(nèi)地 表做防水地面，可防止地表水滲入土釘加固范圍的土體中。為了排除積聚在基坑 內(nèi)的滲水和雨水，應在坑底設置排水溝和集水井。排水溝應離開坡腳 0.51m， 嚴防沖刷坡腳。排水溝和集水井宜用磚襯砌并用砂漿抹內(nèi)表面以防止?jié)B漏?？又?積水應及時排除。土釘質(zhì)量檢驗土釘支護設計與施工必須進行土釘現(xiàn)場抗拔試驗，包括基本試驗和驗收試驗。通過基本試驗可取得設計所需的有關參數(shù)，如土釘與各層土體之間的界面粘 結(jié)強度等，以保證設計的正確、合理性，或反饋信息以修改初步設計方案；驗收 試驗是檢驗土釘支護工程質(zhì)量的有效手段。土釘支護工程的設計、施工宜建立在 有一定現(xiàn)場試驗的基礎上。根據(jù)建筑地基基礎工程施工質(zhì)量驗收

12、規(guī)范 GB50202-2002 土釘墻工程質(zhì)量檢驗標準應符合表 1 的要求。表1錨桿及土釘墻支護工程質(zhì)量檢驗標準施工監(jiān)測 土釘支護的施工監(jiān)測至少應包括下列內(nèi)容（1）支護位移的量測；（2）地表開裂狀態(tài)（位置、裂寬）的觀察；（3）基坑滲、漏水和基坑內(nèi)外的地下水位變化。在支護施工階段，每天監(jiān)測不少于12次；在完成基坑開挖、變形趨于穩(wěn)定的情況下可 適當減少監(jiān)測次數(shù)。施工監(jiān)測過程應持續(xù)至整個基坑回填結(jié)束、支護退出工作為止。對支護位移的量測至少應有基坑邊壁頂部的水平位移與垂直沉降，測點位置應選在變形 最大或局部地質(zhì)條件最為不利的地段，測點總數(shù)不宜小于3個，測點間距不宜大于30m。當 基坑附近有重要建筑物等設施時，也應在相應位置設置測點。宜用精密水準儀和精密經(jīng)緯儀。 必要時還可用測斜儀量測支護土體的水平位移，用收斂計監(jiān)測位移的穩(wěn)定過程等。在可能的情況下，宜同時測定基坑邊壁不同深度位置處的水平位移，以及地表離基坑邊 壁不同距離處的沉降，給出地表沉降曲線。應特別