江蘇軟土地層地鐵車站深基坑施工技術(shù)咬合樁

xx地鐵二號線xx站深大基坑綜合施工技術(shù)xx摘要:xx河西地區(qū)地質(zhì)條件較差,多為淤泥質(zhì)土質(zhì),地鐵車站深基坑施工技術(shù)比較復(fù)雜。本文根據(jù)xx地鐵二號線集慶們大街站施工的施工經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)了軟土地層中地鐵深基坑施工的綜合施工技術(shù)。關(guān)鍵詞軟土地基深大基坑時(shí)空效應(yīng)引言隨著城市地鐵空間的逐步縮小，城市開發(fā)漸漸從地上移向地下，從平面過度到立體，地鐵正逐步成為人口密集的大城市必不可少的交通工具，其施工地區(qū)多是建筑密集的商業(yè)區(qū)和住宅區(qū)，如何在建筑物密集區(qū)域進(jìn)行施工是個(gè)難題。基坑開挖是個(gè)動(dòng)態(tài)的過程，開挖后使大于基坑深度1.5倍范圍內(nèi)土體失去平衡力而發(fā)生變形，進(jìn)而導(dǎo)致建筑物原有的平衡體系被破壞，產(chǎn)生不均勻沉降，嚴(yán)重的可危害到建筑物的使用功能，被迫拆除。一、工程概況（一）工程規(guī)模xx大街站是xx地鐵二號線的中間站，同時(shí)也是二號線正線、西延支線及遠(yuǎn)期六號線的換乘站，該站南端將與西延線的渡線連接，北端與二號線集～茶區(qū)間盾構(gòu)隧道相接，車站位于xx路與xx大街交叉路口,呈南北走向，車站長310.2m，標(biāo)準(zhǔn)段寬48.2m。基坑豎向除局部設(shè)置五道支撐外（外加一道倒換支撐），標(biāo)準(zhǔn)段設(shè)置四道鋼支撐，支撐間距為3m。車站由主體結(jié)構(gòu)、8個(gè)出入口及其通道和2組風(fēng)道（7個(gè)風(fēng)亭）組成，總建筑面積32674㎡。車站平面布置圖見圖1（二）地質(zhì)水文情況xx大街站地形平坦，屬長江低漫灘。上、中部主要由淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土為主，下部以砂性土為主，場地地下水類型屬孔隙潛水；地基土以微透水～弱透水層為主。xx大街站基坑開挖范圍土層以淤泥質(zhì)、粉質(zhì)粘土為主，中部局部含粉砂薄層，地下水不良作用主要表現(xiàn)為基坑突涌、潛蝕、流砂和基坑突涌等現(xiàn)象。圖1xx大街站平面布置圖二、綜合施工方法（一）圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工采用“套管鉆機(jī)+超緩凝型砼”方案。采用機(jī)械磨孔、套管下壓施工，咬合樁的排列方式為一個(gè)素砼樁（A樁）和一個(gè)鋼筋砼樁（B樁）間隔，如圖2所示。先施工A樁，后施工B樁，A樁砼采用超緩凝型砼，要求必須在A樁砼初凝之前完成B樁的施工，B樁施工時(shí)，利用套管鉆機(jī)的切割能力切割掉相鄰A樁相交部分的砼，實(shí)現(xiàn)咬合。機(jī)械選用液壓搖頭式套管鉆機(jī)MZ-=2\*ROMANII；樁機(jī)24小時(shí)連續(xù)施工。超緩凝混凝土的施工配合比必須提前做好試配，經(jīng)多次試配確定參數(shù)。圖2鉆孔咬合樁施工工藝流程圖為了滿足鉆孔咬合樁的施工工藝的需要，超緩凝混凝土必須達(dá)到表1。表1超緩凝混凝土技術(shù)參數(shù)表強(qiáng)度等級坍落度初凝時(shí)間3天強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求16±2cm≥60h≤3Mpa（二）地基加固根據(jù)xx大街站基底工程地質(zhì)特點(diǎn)，基坑底部處于淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層，為改良軟弱土層的土體結(jié)構(gòu)，降低含水率來增強(qiáng)土體抗剪能力、基坑抗失穩(wěn)能力，采用深層攪拌樁φ850@150mm抽條加固型式，對橫向每間隔3米抽條加固3米寬土體，并在基坑周邊和中部縱向設(shè)一條加固帶。加固深度為基坑底面以下至少3米，且加固底面距地面不小于20米。施工中要控制水灰比，通過試驗(yàn)獲得最佳配合比，控制好攪拌機(jī)的垂直度。通過地基加固處理，增強(qiáng)了被動(dòng)土體抗力，減少了圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變形，對防止圍護(hù)樁踢腳起到了一定作用。由于開挖破壞了土體內(nèi)力平衡，引起周邊土體位移，坑內(nèi)基底應(yīng)力釋放使基底隆起、圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形，所以加固應(yīng)該在基坑開挖前，加固地段最少要超前開挖一個(gè)月左右，這樣加固的土體強(qiáng)度才能到達(dá)預(yù)期的效果。（三）降水施工基坑開挖前，需對坑內(nèi)的地下水位降低并排出，是坑內(nèi)土體在開挖時(shí)，已經(jīng)通過排水固結(jié)達(dá)到一定強(qiáng)度，從而提高坑內(nèi)土體的水平抗力，減少基坑土體變形量，增強(qiáng)基坑穩(wěn)定性，減少坑底土體的穩(wěn)定性。同時(shí)不能過度降水，造成周邊建筑物和管線的不均勻沉降過大，影響周邊建筑物的安全。根據(jù)本車站工程的地質(zhì)特點(diǎn)，采取明排、輕型井點(diǎn)和管井等綜合降水的方法，明排、輕型井點(diǎn)主要是降低透水性差的粉質(zhì)粘土和淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層中水，管井主要是降低下部粉質(zhì)、粉細(xì)砂層中承壓水，并根據(jù)坑內(nèi)外水位觀察井和建構(gòu)物監(jiān)測情況，在坑外設(shè)回灌井和輕型井點(diǎn)。根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)及時(shí)回灌，控制沉降。依據(jù)河西地區(qū)的降水施工經(jīng)驗(yàn)，每口管井降水有效區(qū)域?yàn)?50～300m2，布置3排管井，排距16m，間距15m。基坑降水應(yīng)在土方開挖前一個(gè)月進(jìn)行，同時(shí)待地基加固土體凝固達(dá)到一定強(qiáng)度后進(jìn)行。正式降水之前，應(yīng)選擇在典型地層打多口試驗(yàn)管井試抽，進(jìn)一步調(diào)整管井的施工參數(shù)。管井的潛水泵運(yùn)行期間，必須配備可靠的發(fā)電機(jī)組（采用雙回路電源），切實(shí)保證抽水作業(yè)不中斷，防止因停電而造成淹沒基坑事故。降承壓水，要嚴(yán)格控制承壓水的抽降時(shí)間和抽降深度，不挖的地段不能輕易開泵降水，在底板混凝土施工完成的地段要盡早停止降水。承壓水抽降的高度要根據(jù)觀察井內(nèi)的水位高度來確定，隨著開挖面的下移逐步增加抽水量和啟動(dòng)井?dāng)?shù)，即不要抽水過深引起周邊地表、建筑物沉降，也不要抽水過淺而危及基坑安全。（四）土方開挖針對xx地區(qū)淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土的流變特性，基坑開挖時(shí)要遵循時(shí)空效應(yīng)，掌握好“分層、分塊、對稱、平衡、，限時(shí)”五個(gè)要點(diǎn)，遵循“中間拉槽、豎向分層、縱向分段、先支后挖”的施工原則。盡可能縮短基坑的無支撐暴露時(shí)間，有效地控制圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形。開挖時(shí)要利用土體位移的規(guī)律，制定出一套控制措施，，做到信息化施工，確保基坑變形量在允許范圍內(nèi)。由于土體暴露時(shí)間越長，基坑安全的危險(xiǎn)就越大，開挖時(shí)要保證機(jī)械設(shè)備的完好，配備足夠的土方挖運(yùn)機(jī)械，人員和支撐。土方挖運(yùn)要快速有序，支撐及時(shí)有效。開挖采用挖機(jī)在橫撐間橫向拉槽，槽寬28m，每層槽深不超過3m,保留靠圍護(hù)結(jié)構(gòu)端的10m范圍土體，讓其在支撐未加設(shè)時(shí)抵抗外側(cè)水土壓力，然后迅速用挖機(jī)將該土體挖除，安裝鋼支撐，連接牢固；挖機(jī)繼續(xù)在槽內(nèi)拉槽下挖，保持臺(tái)階坡度為1/2~1/3左右,挖至下層時(shí)，采用挖機(jī)接力出土，與上層土體留有10m的臺(tái)階長度，保持土體穩(wěn)定，依此類推向下開挖至底層。每開挖段所暴露的部分圍護(hù)結(jié)構(gòu)的寬度控制在3～6m，每小段從土方開挖到架設(shè)支撐施加預(yù)應(yīng)力不得超過16小時(shí)，嚴(yán)禁在一個(gè)工況條件下一次開挖到底?；娱_挖后，及時(shí)設(shè)置坑內(nèi)排水溝和集水井，防止坑底積水。并盡快施作墊層和底板砼澆筑，減少基底暴露時(shí)間，增強(qiáng)基坑的穩(wěn)定性。在基坑開挖過程中，特別是在管線埋深的可能深度范圍內(nèi)，采用人工挖探槽,查明管線位置,以免碰斷、損壞管線，確保在基坑開挖期間所有地下管線的安全和正常使用。三、監(jiān)測點(diǎn)布置與量測深大基坑施工監(jiān)控量測是信息化施工的一種常用手段，對確保幾坑安全起著十分重要的作用。監(jiān)測的內(nèi)容、目的及所用設(shè)備見表2：表2地下車站明挖基坑監(jiān)測項(xiàng)目序號監(jiān)測項(xiàng)目監(jiān)測目的所用儀器設(shè)備1基坑內(nèi)外觀察了解基坑土質(zhì)和和圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)裂縫及滲滲水情況2圍護(hù)結(jié)構(gòu)測斜了解在基坑開挖挖過程中圍圍護(hù)結(jié)構(gòu)在在不同深度度水平位移移情況伺服式測斜儀、測測斜管3圍護(hù)結(jié)構(gòu)頂部沉沉降了解在基坑開挖挖過程中圍圍護(hù)結(jié)構(gòu)頂頂部的豎直直沉降，預(yù)預(yù)防較大沉沉降S1水準(zhǔn)儀、銦鋼水水準(zhǔn)尺4圍護(hù)結(jié)構(gòu)頂部水水平位移了解在基坑開挖挖過程中圍圍護(hù)結(jié)構(gòu)頂頂部的水平平位移變化化情況SJ2-1經(jīng)緯緯儀、鋼尺尺5土體壓力了解巖土體在施施工中的受受力情況，為為驗(yàn)證結(jié)構(gòu)構(gòu)承載力提提供依據(jù)TYJ20土壓壓力盒、ZXY--1頻率接收收儀6圍護(hù)結(jié)構(gòu)鋼筋應(yīng)應(yīng)力了解圍護(hù)結(jié)構(gòu)鋼鋼筋在施工工中的受力力變化情況況，為結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)提供供參考GJJ鋼弦式鋼鋼筋計(jì)、ZXY--1頻率接收收儀7支撐軸力了解支撐在施工工過程的受受力變化情情況EBJ56鋼弦弦式表面應(yīng)應(yīng)力計(jì)、ZXY--1頻率接收收儀8坑外地下水位監(jiān)測水位變化，確確保臨近建建筑物安全全SWJ90水位位儀、水位位管9周邊地表沉降了解地表沉降動(dòng)動(dòng)態(tài)，判斷斷周圍地層層穩(wěn)定性S1水準(zhǔn)儀、銦鋼水水準(zhǔn)尺10周邊建筑物變形形觀測周邊建筑物物的沉降、傾傾斜及裂縫縫情況，防防止發(fā)生危危及建筑物物使用的變變形S1水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀儀、銦鋼水水準(zhǔn)尺、游游標(biāo)卡尺11地下管線變形監(jiān)測地下管線的的水平位移移、沉降情情況S1水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀儀、銦鋼水水準(zhǔn)尺12支撐差異沉降監(jiān)測支撐中支點(diǎn)點(diǎn)與邊支點(diǎn)點(diǎn)垂直位移移情況，判判斷支撐穩(wěn)穩(wěn)定性S1水準(zhǔn)儀、銦鋼水水準(zhǔn)尺13基坑回彈監(jiān)測基坑回彈絕絕對值、速速率及地表表變形情況況，判斷基基坑安全度度S1水準(zhǔn)儀、多點(diǎn)位位移儀14臨時(shí)立柱隆沉量量監(jiān)測臨時(shí)立柱隆隆起沉降情情況，判斷斷支撐穩(wěn)定定性S1水準(zhǔn)儀、銦鋼水水準(zhǔn)尺15承壓水水頭監(jiān)測基坑內(nèi)地下下水位和降降水情況SWJ90水位位儀、水位位管其頻率多為1~2次/天，在出現(xiàn)險(xiǎn)情或者監(jiān)測數(shù)據(jù)變化異常的時(shí)候要對監(jiān)測頻率加密。為確保監(jiān)測結(jié)果的質(zhì)量，加快信息反饋的速度，全部監(jiān)測數(shù)據(jù)均由計(jì)算機(jī)管理。監(jiān)測人員每次觀測到的建筑物及管線的水平位移、建筑物裂縫及主體傾斜的發(fā)展，定期報(bào)告（按監(jiān)測頻率要求，分日報(bào)、周報(bào)和月報(bào)），向監(jiān)理保送本次位移量及累計(jì)位移量等，分析意見。發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象，立即復(fù)測核實(shí)，對異常情況分析出原因，并立即按應(yīng)急預(yù)案采取相應(yīng)措施。在基坑開挖過程中，及時(shí)準(zhǔn)