发表时间：2020-12-07T16:47:36.303Z 来源：《基层建设》2020年第23期 作者： 张兴
[导读] 摘要：地铁车站深基坑施工具有特殊性，相比普通的建筑施工存在较大差异：一是工程建设规模较大，结构形式及组成较为复杂；二是基坑开挖过程中伴有明显的扰动，对变形控制技术提出较高要求；三是地下管线分布密集，其中含有大量不可预见因素。 中国水利水电第四工程局 湖北武汉 430200
摘要：地铁车站深基坑施工具有特殊性，相比普通的建筑施工存在较大差异：一是工程建设规模较大，结构形式及组成较为复杂；二是基坑开挖过程中伴有明显的扰动，对变形控制技术提出较高要求；三是地下管线分布密集，其中含有大量不可预见因素。安全是深基坑开挖的首要追求目标，探讨合适的开挖施工技术具有必要性。 关键词：地铁车站；深基坑开挖；施工方案；优化策略 1基坑开挖控制技术研究 1.1基坑开挖方式控制
“时空效应”原理：在软土基坑开挖中，适当减小每块开挖土方的空间尺寸，并减少每块开挖所暴露的基坑挡墙未支撑暴露时间，是考虑时空效应、科学地利用土体自身控制地层位移的潜力，是解决软土深基坑稳定和变形问题的基本对策。
基于“时空效应”原理的开挖施工特征：按基坑规模、几何尺寸、支撑形式、开挖深度，提出详细的可操作的开挖与支撑的施工程序。开挖与支撑的施工程序基本是按分层、分块、对称平衡的原则来控制的，最主要的施工参数是分层开挖的层数、每层开挖的深度，以及基坑连续墙被动区土体开挖后，未支撑前的暴露时间。
该车站基坑开挖过程中，提出单个土块无支撑暴露时间的概念，根据“时空效应”原理，对整个基坑分层、分块，并对每单个土块进行编号，同时要求单个土块允许一次性开挖长度为8～9m（3根钢支撑位置），开挖高度为该层钢支撑中心标高下500mm，具体厚度为支撑中心的高差，不得超挖。对于单个土块无支撑暴露时间测算，通过建立理论计算模型得出：土块宽度9m，长度23m，高度3.5m。 T0时间=中间掏槽时间（掏槽11m宽度土方，两侧各预留6m土方）。T1时间=开挖暴露时间（开挖两侧预留6m土块）。 T2时间=钢支撑钢板凿除及牛腿焊接时间。 T3时间=钢支撑架设及施加预应力时间。 无支撑暴露时间T=T1+T2+T3。
根据目前基坑开挖管理及技术水平，对第一层、第二层、第三层土方单个土块开挖（上三层用370长臂挖机配合两台小挖机施工，开挖效率较高，开挖两侧预留土在3.5～4个小时，凿除及牛腿焊接大概在1.5小时，钢支撑架设在5～5.5小时）无支撑暴露时间已基本能控制在10～12小时以内；第四、五、六层土方（四层以下土方必须使用电动抓斗配合两台小挖机单侧开挖，施工效率较低，开挖两侧预留土在7.5～10个小时，凿除及牛腿焊接大概在1.5小时，钢支撑架设在6～6.5小时）可以控制在15～18小时以内；收底层（第七层）土方可以控制在14小时以内。
1.2基坑放坡控制
基坑纵向开挖放坡坡度控制根据地层不同略有不同，开挖层为②-1、⑤-1、⑤-2、⑦-1粉质黏土时纵坡可为1∶1.5（高∶长）；当开挖层为④-1、⑥-1淤泥质粉质黏土时纵坡可为1∶2.5（高∶长）；单个土块开挖小坡度应控制在1∶1.5。为避免基坑土层滑坡，格构柱两侧的土方高差不能过大，造成单侧土压过大，造成格构柱倾斜（杭州其他标段发生过类似事件）。 1.3钢支撑轴力控制
该基坑第二、三、四道支撑为φ609t=16焊接钢管，第六、七道为φ800t=16焊接钢管。支撑架设必须边挖边支撑，待每层向下挖至相应的钢支撑底下500mm后，按顺序安装钢管支撑，并严格按设计及时适量施加预应力。
基坑开挖过程中，钢支撑架设后，发现力损失较为严重，现场管理人员应通过对钢支撑预加轴力和轴力施加后的损失情况，查找轴力损失原因，并结合连续墙体变形情况，合理确定预加及复加轴力值。施工过程中，分析钢支撑轴力损失的原因：（1）钢支撑拼节较长，规范要求钢支撑配节不能超过4节，但是在实际施工过程中很难达到，一般都在5～7节，这样就增加了法兰间隙，且支撑的整体性也降低了。（2）按照杭州地铁业主要求，钢支撑的轴力计必须放在支撑的固定端，但是由于固定端钢板后无肋板支撑，轴力施加后钢板很容易发生变形，变形程度在3～5cm，轴力损失明显。为了应对这一问题，尝试在固定端增加钢板，从2cm一直尝试到5cm，这样只能减少钢板的变形，降低轴力的损失，确保轴力不出现最小值报警，但变形和损失依然存在且明显。钢支撑设计预加轴力应达到设计值的70%；实际预加轴力为设计预加轴力值的120%～150%。轴力损失一般在施加轴力一天后出现最小值报警，在不超过钢支撑的极限应力（油压不要超过60bar）情况下，复加轴力可以达到预加轴力值的150%～180%。 2基坑钢支撑架设方案
（1）钢筋砼支撑设置。①考虑到基坑开挖过程中易发生失稳的情况，增设钢筋砼支撑，创造安全的施工环境；②形成钢筋砼支撑体系后，将此部分与墙体钢筋搭接，设置组合钢模板并完成该处的浇筑作业；③按如下流程设置钢筋砼支撑：测量放样→开凿基面→原材料加工并制作钢筋→支立模板→浇筑砼→养护。④冠梁、砼支撑两处选择组合钢模板的方式，模板拼缝处易发生漏浆，需加强对该处的质量控制，提高其严密性。现场绑扎钢筋，在拌和站集中生产后转移到施工场地，要求单次浇筑长度至少达到30m，此处利用滚浆法完成浇筑作业，再使用插入式振动器处理，提高混合料的密实性，最后洒水养护。
（2）支撑施工。①清理桩顶，该处堆积的余土应得到有效处理，浮浆凿毛，再使用清水深度冲洗，使其保持洁净的状态；②绑扎钢筋；③设置侧模，选择的是组合钢模板，为满足快速脱模要求，在设置模板前需均匀涂抹脱模剂。④采取分段浇筑的方式，各段长度设为30m，洒水养护至少持续14d。
（3）支撑拆除。结束层板和传力带两部分的浇筑作业后，检验其强度情况，若为设计强度的100%即可将预先设置的钢筋砼支撑拆除，采取人工手持风镐的方式，并割断钢筋。凿除时各段长度控制为2~4m，利用吊车将凿除所得物吊运至场地上方，进一步使用振动锤处理，形成小块后装车外运。
3车站深基坑开挖变形控制措施
（1）创建三维模型并展开有限元分析，模拟基坑开挖过程中围护结构的稳定情况以及周边环境状况，明确设计方案中的不足之处并加
以改进。
（2）根据基坑开挖的施工需求编制专项方案，建设方、设计方共同论证，经过审批后方可投入使用。
（3）加强对围护结构质量的控制，包含泥浆配比、泥皮刷壁质量、成槽垂直度等方面，保证基坑施工的安全性。
（4）基坑开挖触及到的土层包含淤泥质粘土、砂质粉土等，其特点在于高压缩性、低承载力，对此选择基底裙边和抽条加固的方式。切实做好加固作业对维持围护结构稳定性的意义重大，在正式加固前需要进行试桩，根据实际结果灵活调整施工参数。施工现场要有专员监管，从各项细节入手把控施工质量。 结束语
综上所述，实践表明，只有采用切合实际的方案才能够让项目处于稳定运行状态，从整体上保证项目安全进行，提高项目质量水平，提高施工效率，缩短项目工期。地铁车站深基坑开挖项目与人们的生活以及国家发展密不可分，相关工作者应当积极寻找合理有效的方案，保证项目正常运行。 参考文献：
[1]徐闻达.基坑开挖对邻近地铁隧道变形的影响研究[D].杭州：浙江大学，2018.
[2]赵洋，费睿.深基坑开挖对既有地铁结构安全的影响研究[J].工程技术研究，2019（6）：225-226.
[3]梁发云，褚峰，宋著，等.紧邻地铁枢纽深基坑变形特性离心模型试验研究[J].岩土力学，2012（3）：657-664.
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