深基坑支护技术在地铁施工中的应用
关键词：地铁,深基坑,支护,技术
一、基坑支护选型：
支护结构选型时，应综合考虑基坑深度、土的性状及地下水条件、基坑周边环境对基坑变形的承受能力及支护结构失效的后果、主体地下结构和基础形式及其施工衣服、基坑平面尺寸及开奖、支护结构施工工艺的可行性、施工场地条件及施工季节、经济指标、环保性能和施工工期等因素。
土钉墙：土钉墙适用于基坑侧壁安全等级宜为二、三级的非软土场地，它是起主动嵌固作用，增加边坡的稳定性，使基坑开挖后坡面保持稳定。
钻孔灌注桩：钻孔灌注桩是排桩式的一种，多用于坑深7～15m的基坑工程,特点是墙身强度高,刚度大,支护稳定性好,变形小。
支撑式：适用于较深的基坑，受力合理、安全可靠、易于控制围护墙的变形。
二、工程实例：
1.工程概况：
本车站起讫里程为YCK25+616.5～YCK25+965，结构形式为上下两层明挖车站矩形框架结构，结构宽度20.7m，高度13.22m。配线段结构宽度22.1～32.9m。车站标准段基坑宽约20.7m，深约15.52m。本工程安全等级一级，采用分段支护方式:
（1）基坑西端头段选用上部放坡+土钉墙，下部钻孔桩+内支撑形式。
（2）基坑南侧单侧选用上部放坡，下部钻孔桩+锚索形式。
（3）基坑北侧、东端头选用放坡+土钉墙方案。
2.工程地质：
场地内地质构造条件简单，无不良地质作用，地层主要为杂填土、素填土、粘土、粉质粘土、粉土、粉砂、细砂、中砂、卵石土层及泥岩、砂岩风化层。
3.施工方案：
土钉墙方案：车站基坑分两级放坡，大部分采用1：0.3坡率放坡，中间平台宽2.5m，大端端头井下部采用1：0.3、上部采用1：0.5坡率放坡，土层采用Φ48钢花管注浆，岩层采用Φ25锚杆，在远期预留盾构井处采用玻璃纤维锚杆，面层采用100mm厚C20喷射混凝土，中间平台宽3.5m。
钻孔桩+内支撑方案：上部采用1:0.3放坡，下部采用钻孔桩+内支撑。桩径为1200mm，桩顶设一道1.0×1.2m的冠梁，共设2道钢支撑，直径609mm(t=14mm、t=16mm)。车站西端接盾构区间处采用Φ1500mm玻璃纤维桩，间距1800mm。基坑垫层厚250mm.
钻孔桩+锚索方案：上部采用1：0.3放坡，下部采用钻孔桩+锚索。桩径为1200mm，桩间距2400mm，桩顶设一道1.0×1.2m的冠梁，小端竖向设置3道锚索、大端竖向设置4道锚索。
根据计算并结合成都地区的工程经验，钻孔灌注桩的嵌固深度一般段取3.5米，盾构加深段取4米，采用旋挖成孔方式施工。桩间土休为软弱土层或砂层时，桩间土体设置一排Φ22钢筋，锚杆长L=2m，竖向间隔1.5m。
车站内支撑采用钢管支撑，基坑平面内一般采用对撑，在端部和角部采用斜撑。钢管支撑的设计轴力和预加轴力见图纸。
桩顶设冠梁，桩间挂Φ8@200×200钢筋网，并设间距1000mm,直径Φ16mm的加强筋，喷射150mm厚混凝土。钢筋网和围护桩通过植筋连续，应保证连接可靠，避免钢筋网掉落。植筋、焊接应符合相关规范要求。
4.技术控制措施：
4.1围护桩施工
施工工艺框图
施工放线必须严格按照设计图纸并结合主体内净空限界及钻孔桩施工图相关尺寸进行放线。施工放线时，应根据桩设计中心坐标考虑垂直施工误差，桩位偏差，轴线和垂直方向均不宜超过50mm。垂直度偏差不宜大于0.5%，桩径偏差不宜大于50mm，最大水平位移15mm，并结合防水层厚综合确定外放值。
钻孔灌注桩的浇注标高应比设计标高增加500mm，浇注冠梁前，应将桩顶浮浆凿除清理干净，桩顶以上出露的钢筋长度应达到设计要求。钻孔灌注桩施工时保证桩底沉渣不宜超过200mm。
桩中受力钢筋砼保护层厚度为70mm，钢筋保护层偏差不宜大于20mm。
凡遇预埋钢筋或预埋件等钢筋较密处浇注混凝土时，必须确保混凝土的密实性，防止出现蜂窝麻面，保证混凝土的灌注质量。
4.2土钉墙施工
施工前应在已有管线资料基础上再次核对场地范围内地下管线的位置、埋深、材质等内容，方可进行施工。
基坑开挖应自上而下进行，开挖到土钉设计位置以下0.5m处，停止开挖，及时打入钢花管支护，并紧跟挂网喷射混凝土面层，待钢花管内砂浆及面层混凝土达到设计强度的80%后，方可开挖下层土方及支护。开挖将至坡脚深度时，应预留300mm厚土层进行人工修整。
土钉成孔直径应≥100mm，注浆浆液采用水泥砂浆，其材料采用42.5级普通硅酸盐水泥，水灰比宜为0.38～0.45，具体数值应通过试验确定。注浆前，应先清除孔中的积水和松土。采用底部一次注浆，注浆压力0.5～0.8MPa，孔口应设置止浆袋或止浆塞，注浆后保持压力3分钟，注浆附近的面层混凝土应具有抵抗注浆引起的压力扩散作用。注浆时，注浆管应插至距孔底250～500mm。
基坑开挖后为混凝土分两次喷射。第一次喷射30mm，待安装土钢花管、钢筋网，设置加强筋完成后再进行第二次喷射及设计厚度。在继续下步喷射作业时应仔细清除预留在施工缝接合面上浮浆层，并喷水使之潮湿。同时做好施工缝钢筋的搭接。喷射时，喷头应尽量与受喷面垂直，距离宜为0.6～1.2m;喷射时应控制好水灰比，保持混凝土表面平整、湿润无泽、无干斑及滑移流淌现象。
钢筋网应与土钉、锚固装置连接牢固，喷射混凝土时钢筋网不得晃动。钢筋网片用焊接网络允许偏差±10mm，钢筋网的搭接长度为300mm。
注浆前，应先清除孔中的积水或松土。采用底部一次注浆，注浆压力为0.3～0.5MPa，孔口应设置止浆塞或止浆袋，注浆满后保持压力3～5分钟，注浆孔附近的面层混凝土应具有抵抗注浆引起的压力扩散作用。注浆时，注浆管应插至距孔底250～500mm。注浆用水泥浆宜加入适量的外加剂，注浆开始或中途停止超过30min，应用水或稀水泥浆润滑泵及管路。
4.3钢支撑及钢围檩施工
施工工艺：机械设备进场→钢支撑场外拼装、进场→挖机开挖至第一道支撑中心线以下50cm→焊接第一道支撑钢围檩→拼接安装第一道钢支撑→施加预应力→焊接连系梁→安装抱箍→开挖至第二道支撑直撑中心线以下50cm→焊接第二道支撑钢围檩→拼接安装第二道钢支撑→施加预应力→焊接连系梁→安装抱箍→开挖下层土方及人工扦土→浇筑垫层。
安装方法：
（1）根据钢支撑设计位置，推算出钢围檩设计位置后，放线标示其上下边缘线，在围护桩上施工挂钩和托架，保证钢围檩平面位置准确，控制钢支撑定位。
（2）支撑安装位置放样结束后，随即安排二台空压机在基坑同道支撑两侧同时进行作业。凿砼时要求作业人员严格以凿除位置上限为基准，不准凿高、凿深，以暴露出竖向主筋为原则。
（3）钢围檩安装位置砼凿除后，再用钢尺重锤法准确量出围檩顶端安装标高，将围檩点焊在竖向主筋上，而后进行周边满焊，焊缝高度不小于8mm，假若有水平筋交叉通过，则应在围檩相应位置均割圆弧，将围檩与竖向筋、水平筋焊结成一体，不得损伤水平筋。
（4）钢围檩安装完毕后，随即在事先施工好的临时立柱上焊接连系梁。
（5）钢围檩施工完毕后，开始吊装第一层钢支撑，施工时拟采用一台50t的吊车在基坑内架设，吊起时两端轻放在牛腿支座上，固定端与帽梁内钢板点焊，以防支撑水平滑动；活动端微调采用特制钢楔加塞施加预应力。钢支撑与钢立柱连接，保证钢支撑稳定。
注意事项：
（1）基坑开挖至支撑设计标高以下0.8m时必须停止开挖，及时设置钢管支撑。钢支撑须根据有关规定施加一定的预加力，确保围护结构的变形在设计允许的范围内。预加力应分级施加，重复进行。
（2）钢围檩的制作、安装必须保证其稳定、强度、变形的要求安装，施工中防止碰撞，支撑上不得堆放材料或其他重物。
（3）钢管斜撑处，施作时严格按设计要求加工制作和安装，支撑头设计安装时必须轴向受力，不产生偏心，以免支撑失稳。
三、结语：
在地铁施工中，当基坑不同部位的周边环境条件、土层性状、基坑深度等不同时，可分段分部位采用不同的支护形式，也可根据施工现场实际情况将各种支护形式结合起来，进行合理的施工，从而加快施工进度，取得更大的经济效益。
参考文献
[1]建筑施工手册（第四版）缩印本，中国建筑工业出版社；
[2]建筑基坑支护技术规程（JGJ120-2012），中国建筑工业出版社；
[3]岩土锚杆（索）技术规程（CECS22:2005），中国计划出版社。