地铁深基坑支护和土方开挖施工探析

发表时间:2020/6/1   来源:《基层建设》2020年第4期   作者:李涛
[导读] 摘要:伴随当前经济快速发展,人们的生活水平逐步提高,在很多城市都进行着地铁建设。
        中铁七局集团西安铁路工程有限公司  陕西西安  710000
        摘要:伴随当前经济快速发展,人们的生活水平逐步提高,在很多城市都进行着地铁建设。在此过程中深基坑支护和土方开挖施工逐步成为施工的重点。基坑工程指的主要是在地表以下进行地下空间的开发,并且依照实际情况,合理地进行支护体系的配置,基坑支护可以有效地对地质开采的工作进行保障,为地铁的开发打下坚实的基础。基坑支护体系属于一种临时结构,具有一定的风险,安全储备较小,而且基坑工程的区域性很强。
        关键词:地铁;深基坑支护;土方开挖施工
        1 深基坑工程的特点
        1.1 综合性
        地铁深基坑工程施工面临着相对复杂与多变的自然环境,由于其属于地下工程项目,岩土的物理力学特征等存在一定的差异性与复杂性,如果在施工过程中,有关施工人员没有充分考虑工程区域内的岩土性质,极易出现基坑的渗漏、变形问题,对地铁工程施工质量的控制极为不利。因此,相关施工人员、技术人员要结合深基坑工程的综合性特征,考虑多方面的施工因素,尽量减少深基坑工程中各种工程质量、安全问题等的出现。
        1.2 隐蔽性与复杂性
        地铁深基坑工程施工过程中,很多因素都会对正常的施工活动产生影响,如机械设备、施工人员水平等。地铁深基坑工程的隐蔽性与复杂性主要体现在地下区域内常常存在大量的管道与电缆,在施工过程中为了避免对这些已有管线工程、设施的损坏,需要结合施工区域内的地质地形特征、岩石与水文情况等,制订相应的应对措施,当一些施工环节完成后,还需要进行必要的岩土回填施工处理,使得地铁深基坑工程存在着明显的隐蔽性特征。
        1.3 区域性
        对不同的地铁深基坑工程而言,由于其面临着不同的施工环境条件,在不同的地铁深基坑施工区段内,施工所面临的环境条件也存在着明显的差异,因此,地铁深基坑工程的区域性明显,这种特征就要求有关的工程施工人员在施工过程中充分考虑这种区域性的地质水文、岩石、土壤因素,制订深基坑施工的具体方案,保障施工方案的针对性,在施工过程中,结合区域特征,应用不同的施工技术来解决区域施工问题。深基坑工程的区域性特征加大了技术应用的难度,使施工更为复杂。
        1.4 高风险
        深基坑工程中,其施工过程中存在着各种安全风险,这些风险主要体现在岩土工程施工过程中。再加上基坑支护属于临时性支护结构,当基坑工程施工结束以后,要立即拆除这些临时性结构,这就使得后期基坑工程施工也存在着一些风险。岩土工程施工需充分考虑施工区域内的岩石、土壤性质,制订相应的施工方案,注重施工技术的应用,以减少施工过程中各种岩土工程安全事故。
        2 工程概况
        在本工程进行基坑开挖的过程中,基坑的宽度达到了12.70-15.10m,深度可以达到24.7-26.5m,总长达到了279.95m。另外,还进行了附属风道基坑的建设,在基坑支护结构方面需要保证其安全性设计等级为一级。
        2.1 工程地质情况
        对本工程地质情况进行分析,可发现主要地质条件如下:主要分成岩土层、素填土、淤泥质粘土以及粗砂等。
        2.2 水文情况
        对该区域范围之内的水文情况进行调查研究分析,发现地表水不发育,主要是一些生活排污沟槽等季节性暂时性的流水以及道路建设过程中形成的排水沟渠,水流相对较少。对地下水的情况进行分析,依照含水空隙特征和含水介质岩类,对其进行划分,可以分成基岩裂隙水和松散岩类孔隙水。在此过程中对其进行分析发现,松岩类孔隙水主要处于第四系松散堆积层当中,主要在一些粗砂、细砂的粘土中,具有较大的水量。
        基岩裂隙水分构造裂隙水和风化裂隙水的形成主要是由于含水层的地形、地貌、地质构造等诸多因素的影响。这些水主要在岩石强、中等风化带当中,赋存水量相对较大。
        3 降水排水施工
        3.1 排水设施布置
        通过勘察分析发现,该地铁的地表水不会对地铁基坑的施工产生非常大的影响,而且降水量相对较小,所以没有专门举措针对降水设施的铺设。此举在一定程度上也会对工程产生影响,在碰到积水问题时需通过水泵来完成抽水的工作。在地下深基坑开挖的时候,一定要注意对各个区域进行对应的集水沟、排水沟的设置,在边坡位置顺着一定的方向将废水抽出,送入到开挖线外围的排水区域当中,接着检测相应等级的沉淀池,发现符合要求后,将其向市政排水管当中送入。在开发的过程中须依照基坑的相关数据,合理地进行开挖方向的设置,另外还需注意在基坑坡底也需要进行积水坑的开发,利用水泵将水向外抽出,送入到附近的截水沟中,在进行截水沟开挖的过程中须控制其规模,很多截水沟往往在基坑道路的外围进行设置,在截水沟的内部需要通过相应的方式进行防水面的控制。
        3.2 施工排水
        要注意加强排水槽操作,另外需对施工排水的流向进行有效的控制,保证基层中不会出现大量的积水,设置排水系统的过程中需在生产区域内完成,排水系统需依照自然地势进行控制,设定相应的坡度,形成坡度之后可以自然地将水排出。在此过程中须通过三级沉淀处理,使其符合排水标准之后才能向市政污水管线当中排入。在基坑边坡周围排水的过程中,采取的方式主要是顺着基坑的方向进行截水沟的搭设,并且顺着截水沟的方向进行集水井的设置。在水汇留到相应位置之后,利用泵将其送入到排水沟中,接着通过外截的水汇流系统,深入到排水管道中。基坑的排水工作主要是基坑开挖过程中,顺着一定方向进行纵向采挖时设立的相应排水沟,这些排水口的外围也可进行集水坑的设置,这样可以形成立体化的排水系统,另外在外围进行抽水泵的设置,可以有效地通过抽水泵抽出基坑中的水,并且向排水沟当中送入。
        3.3 冠梁及混凝土支撑施工
        在设置钢筋混凝土梁的过程中,需要注意主要设置在地下围护桩的顶部,在操作的过程中须注意将附近的护桩连接成一个整体,这样才能保证桩体具有较强的承载能力。在地下围护桩施工工作结束后,需要保证作业强度达到规定的需要,接着进行下一步操作,桩顶超灌。通过环切法切除桩头,此外,通过第三方检测机构来检测,相应的工程只有符合检测要求之后才能进行后续施工。
        在施工时还需注意以地下围护桩施工为基础,连续性对冠梁进行施工,在施工的过程中需要对施工间距进行控制,一般情况下控制在30m左右。需要对冠梁周围的土体进行开挖,通过人工种方式将桩顶端的超灌混凝土区域土体进行开挖。在进行钢筋加工成型的过程中,依照相关的设计要求操作,如绑扎钢筋的过程中一定要留有足够的钢筋长度来进行支撑,以便后续进行搭接操作。在混凝土灌注操作工作开始之前,一定要彻底地清理其表面,将表面出现的一些石子泥浆清理掉,在浇筑工作完成后还需注意加强洒水养护工作,具体的施工工艺流程如图1所示。
       
        图1冠梁施工工艺流程
        结束语
        对地铁深基坑工程而言,其具有明显的区域性、综合性与危险性,作为深基坑工程的关键环节,基坑支护与土方开挖过程中,需要充分根据施工区域内的具体情况,保障基坑支护、开挖技术选用的科学性,实现地铁深基坑施工的安全与高效,提升工程质量。
        参考文献:
        [1]周勇,郭楠,朱彦鹏,等.兰州地铁试验段深基坑支护设计与施工监测分析[J].兰州理工大学学报,2014,40(4):110–114.
        [2]冯龙飞,杨小平,刘庭金,等.紧邻地铁侧方深基坑支护设计及变形控制[J].地下空间与工程学报,2015,11(6):1581–1587.
        [3]郭杰.地铁车站深基坑支护施工技术[J].珠江水运,2019(10):31–32.
        [4]李忠站.南京地铁车站深基坑支护开挖技术[J].建筑机械,2019,519(5):70–73.
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