江蘇軟土地層地鐵車站深基坑施工技術咬合樁

xx地鐵二號線xx站深大基坑綜合施工技術xx摘要:xx河西地區(qū)地質條件較差,多為淤泥質土質,地鐵車站深基坑施工技術比較復雜。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，總結了軟土地層中地鐵深基坑施工的綜合施工技術。關鍵詞軟土地基深大基坑時空效應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)域進行施工是個難題。基坑開挖是個動態(tài)的過程，開挖后使大于基坑深度1.5倍范圍內土體失去平衡力而發(fā)生變形，進而導致建筑物原有的平衡體系被破壞，產生不均勻沉降，嚴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，同時也是二號線正線、西延支線及遠期六號線的換乘站，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，標準段寬48.2m?；迂Q向除局部設置五道支撐外（外加一道倒換支撐），標準段設置四道鋼支撐，支撐間距為3m。車站由主體結構、8個出入口及其通道和2組風道（7個風亭）組成，總建筑面積32674㎡。車站平面布置圖見圖1（二）地質水文情況xx大街站地形平坦，屬長江低漫灘。上、中部主要由淤泥質粉質粘土為主，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、粉質粘土為主，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）圍護結構施工采用“套管鉆機+超緩凝型砼”方案。采用機械磨孔、套管下壓施工，咬合樁的排列方式為一個素砼樁（A樁）和一個鋼筋砼樁（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，利用套管鉆機的切割能力切割掉相鄰A樁相交部分的砼，實現(xiàn)咬合。機械選用液壓搖頭式套管鉆機MZ-=2\*ROMANII；樁機24小時連續(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到表1。表1超緩凝混凝土技術參數(shù)表強度等級坍落度初凝時間3天強度滿足設計要求16±2cm≥60h≤3Mpa（二）地基加固根據(jù)xx大街站基底工程地質特點，基坑底部處于淤泥質粉質粘土層，為改良軟弱土層的土體結構，降低含水率來增強土體抗剪能力、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，通過試驗獲得最佳配合比，控制好攪拌機的垂直度。通過地基加固處理，增強了被動土體抗力，減少了圍護結構的變形，對防止圍護樁踢腳起到了一定作用。由于開挖破壞了土體內力平衡，引起周邊土體位移，坑內基底應力釋放使基底隆起、圍護結構變形，所以加固應該在基坑開挖前，加固地段最少要超前開挖一個月左右，這樣加固的土體強度才能到達預期的效果。（三）降水施工基坑開挖前，需對坑內的地下水位降低并排出，是坑內土體在開挖時，已經(jīng)通過排水固結達到一定強度，從而提高坑內土體的水平抗力，減少基坑土體變形量，增強基坑穩(wěn)定性，減少坑底土體的穩(wěn)定性。同時不能過度降水，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)本車站工程的地質特點，采取明排、輕型井點和管井等綜合降水的方法，明排、輕型井點主要是降低透水性差的粉質粘土和淤泥質粉質粘土層中水，管井主要是降低下部粉質、粉細砂層中承壓水，并根據(jù)坑內外水位觀察井和建構物監(jiān)測情況，在坑外設回灌井和輕型井點。根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)及時回灌，控制沉降。依據(jù)河西地區(qū)的降水施工經(jīng)驗，每口管井降水有效區(qū)域為250～300m2，布置3排管井，排距16m，間距15m?；咏邓畱谕练介_挖前一個月進行，同時待地基加固土體凝固達到一定強度后進行。正式降水之前，應選擇在典型地層打多口試驗管井試抽，進一步調整管井的施工參數(shù)。管井的潛水泵運行期間，必須配備可靠的發(fā)電機組（采用雙回路電源），切實保證抽水作業(yè)不中斷，防止因停電而造成淹沒基坑事故。降承壓水，要嚴格控制承壓水的抽降時間和抽降深度，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井數(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)淤泥質粉質粘土的流變特性，基坑開挖時要遵循時空效應，掌握好“分層、分塊、對稱、平衡、，限時”五個要點，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間，有效地控制圍護結構變形。開挖時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。由于土體暴露時間越長，基坑安全的危險就越大，開挖時要保證機械設備的完好，配備足夠的土方挖運機械，人員和支撐。土方挖運要快速有序，支撐及時有效。開挖采用挖機在橫撐間橫向拉槽，槽寬28m，每層槽深不超過3m,保留靠圍護結構端的10m范圍土體，讓其在支撐未加設時抵抗外側水土壓力，然后迅速用挖機將該土體挖除，安裝鋼支撐，連接牢固；挖機繼續(xù)在槽內拉槽下挖，保持臺階坡度為1/2~1/3左右,挖至下層時，采用挖機接力出土，與上層土體留有10m的臺階長度，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結構的寬度控制在3～6m，每小段從土方開挖到架設支撐施加預應力不得超過16小時，嚴禁在一個工況條件下一次開挖到底?；娱_挖后，及時設置坑內排水溝和集水井，防止坑底積水。并盡快施作墊層和底板砼澆筑，減少基底暴露時間，增強基坑的穩(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，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)測的內容、目的及所用設備見表2：表2地下車站明挖基坑監(jiān)測項目序號監(jiān)測項目監(jiān)測目的所用儀器設備1基坑內外觀察了解基坑土質和和圍護結構構裂縫及滲滲水情況2圍護結構測斜了解在基坑開挖挖過程中圍圍護結構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圍護結構頂部沉沉降了解在基坑開挖挖過程中圍圍護結構頂頂部的豎直直沉降，預預防較大沉沉降S1水準儀、銦鋼水水準尺4圍護結構頂部水水平位移了解在基坑開挖挖過程中圍圍護結構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，為為驗證結構構承載力提提供依據(jù)TYJ20土壓壓力盒、ZXY--1頻率接收收儀6圍護結構鋼筋應應力了解圍護結構鋼鋼筋在施工工中的受力力變化情況況，為結構構設計提供供參考GJJ鋼弦式鋼鋼筋計、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鋼弦弦式表面應應力計、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動態(tài)，判斷斷周圍地層層穩(wěn)定性S1水準儀、銦鋼水水準尺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水準儀、經(jīng)緯儀儀、銦鋼水水準尺、游游標卡尺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水準儀、經(jīng)緯儀儀、銦鋼水水準尺12支撐差異沉降監(jiān)測支撐中支點點與邊支點點垂直位移移情況，判判斷支撐穩(wěn)穩(wěn)定性S1水準儀、銦鋼水水準尺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水準儀、多點位位移儀14臨時立柱隆沉量量監(jiān)測臨時立柱隆隆起沉降情情況，判斷斷支撐穩(wěn)定定性S1水準儀、銦鋼水水準尺15承壓水水頭監(jiān)測基坑內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)險情或者監(jiān)測數(shù)據(jù)變化異常的時候要對監(jiān)測頻率加密。為確保監(jiān)測結果的質量，加快信息反饋的速度，全部監(jiān)測數(shù)據(jù)均由計算機管理。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，定期報告（按監(jiān)測頻率要求，分日報、周報和月報），向監(jiān)理保送本次位移量及累計位移量等，分析意見。發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象，立即復測核實，對異常情況分析出原因，并立即按應急預案采取相應措施。在基坑開挖過程中，及時準