地铁车站软土深基坑施工技术探究

发表时间:2020/7/3   来源:《基层建设》2020年第7期   作者:王蕾
[导读] 摘要:在当前的地铁车站建设过程中软土深基坑施工技术的应用比较普遍,软土深基坑施工技术实际应用效果会对地铁车站后期运行稳定性产生直接影响。
        北京市政建设集团有限责任公司  北京市  100089
        摘要:在当前的地铁车站建设过程中软土深基坑施工技术的应用比较普遍,软土深基坑施工技术实际应用效果会对地铁车站后期运行稳定性产生直接影响。本文主要以丁塘河公园站地铁施工作为研究对象,从多个层面对地铁车站软土深基坑施工技术进行简要分析。并充分结合地铁车站软土深基坑施工对周边环境所产生的影响,对地铁车站软土深基坑施工过程中周边建筑的保护提出了相应措施。
        关键词:地铁车站;软土深基坑;支护
        引言
        我国目前地铁交通发展非常迅速,这也使得地铁车站周边商业实现快速发展。而轨道交通运输与商业的联合发展模式,为地铁车站建设实现进一步创新提供了良好发展机遇。我国地铁车站目前从空间上逐渐向着更深的方向发展,而在车站建设过程中软土地层也是挺面临的一个主要危险。鉴于这种状况,针对于地铁车站建设过程中软土深基坑施工技术的实际应用进行深入研究具有重大的实际意义。
        1 软土地层深基坑概述
        软土地层通常情况下指的是以灰色为主的地层,这种地方本身的天然孔隙度都超过了1.0,而且地层中的含水量相对较大。软土地层具有较高的压缩性,固结系数也比较小,而且土层之间呈现出复杂的层状分布,物理力学性质也存在较大差异。
        目前针对软土地层深基坑施工钢管柱支护、钢柱支护、钻孔灌浆支护、地下连续墙、钢板桩支护是几种应用比较广泛的支护方式[1],钢板桩支护本身的钢度相对比较低,但实际造价成本具有明显优势,因此在很多地方也得到广泛应用。与钢板柱支护相比较,钢管柱支护的刚度更大,而且由于在两侧配备了咬口,也只能够很好的发挥出止水的目的。钢柱支护主要是通过钻孔或者是进行挖槽施工之后,向其中插入工字钢,并利用传统的锤击方法来有效提升支护刚度,该方法目前在美国内容比较广泛。钻孔灌浆支护在深基坑开挖施工过程中的应用具有较强灵活性,而且施工机械具有极大便利性,使用成本也相对较低,但是这种方法通常情况下是应用在无内衬的地下结构外墙中。地下连续墙在实际应用过程中所使用的设备比较简单,而且造价成本低,因此,在国内外都实现了广泛应用。这种方法也是当前针对深基坑施工中应用最为广泛的一种方法。
        2 地铁车站软土深基坑施工技术进行了探讨
        2.1 开挖技术
        该地铁车站项目在具体施工过程中面临着软土地层的影响。软土地基深基坑开挖施工过程中,施工设计人员应该充分结合施工项目的具体规律,针对每一个环节的开挖空间尺寸以及挡墙开挖部分无支撑暴露时间进行严格控制。进行方案设计过程中,要以车站基坑开挖为出发点,并结合分层分段的基本原则,对开挖施工过程中的各个支撑单元进行明确划分。与此同时还要针对每一个开挖单元设置5.8米左右的分层长度,而且要针对每一个单元设置2~7根的支撑钢板,第一层支撑采用钢筋混凝土,端头井设置三道钢支撑,标准段设置两道钢支撑;钢支撑均采用Q235B钢,开挖时间要严格的控制在6.5~7.5小时之间,支撑架设时间要严格控制在1.5~2.5小时之间[2]。与此同时,要针对车站基坑台阶小坡稳定性进行进一步确定,首先可以针对开挖土层假设其为均质,在这种情况下充分利用稳定数分析方法就能够最终实现小波稳定性的确定。
        2.2 地铁车站软土深基坑支护方法
        在地铁车站建设过程中,为了能够将软土深基坑支撑结构作用得到最大程度发挥,施工人员应该充分结合基坑实地的施工内容来选择最佳的支撑方式。由于本次地铁车站实际施工过程中采取的是钢结构支撑,因此可以充分利用正交布置方式,这种方式不仅受力更加直接,而且节点的结构也比较简单。在针对支撑标高进行设计的过程中,考虑到地铁车站开挖过程中实际产生的土压力差相对比较大,为了充分保证地铁车站后期能够实现安全运行,在具体施工环节可以针对基坑和地铁运输线交界的位置,充分利用基坑维护来实现对土压力的有效平衡[3]。另外由于在施工过程中支撑方式相对比较集中,因此必然会对基坑开挖施工产生一定影响,因此施工人员可以充分结合下一层楼板的实际标高,来实现对支撑标高的设计。


        2.3 在车站软土深基坑施工过程监测
        充分结合该地铁车站基坑分层开挖的实际内容后,工程技术人员需要针对每一层开挖以及每一步的施工过程相应的设置合理的监测点,与此同时还要针对挡墙在其内部设置相应的测斜管。与此同时还要充分利用误差处在0.2mm以内的精密水准仪以及支撑轴测压传感器来针对地表以及周边建筑物进行监测。在具体施工阶段,要严格按照施工方案设计,针对基坑开挖形变进行有效控制。并以最终监测结果为基准,来实现对深基坑周边建筑、管线最大沉降值的计算,以此来保障周边环境的稳定性。
        3 地铁车站软土深基坑周边建筑保护对策
        通常情况下,在进行地铁车站软土深基坑施工的过程中,周边建筑不会受到明显的影响,但在工程实践中,为了充分保障地铁车站周边建筑的稳定性和施工安全性,工程施工过程中要充分结合软土深基坑实际的施工内容来针对周边建筑进行良好保护。
        3.1 事前保护法
        在深基坑作业之前首先要针对施工所在地以及周边环境的工程地质状况进行深入调查,针对深基坑施工过程中有效控制地缝位移的相关施工工艺和参数,与此同时针对的周边地质最大允许变形量,在施工前充分利用隔断法、地基加固法、结构补偿法等一些方法来进行良好保护[4]。
        3.2 跟踪注浆保护
        在软土深基坑施工过程中开挖卸载环节经常会出现墙体回弹隆起的现象,或者因为基坑开挖施工而导致维护墙体产生严重变形。工程施工阶段要针对不同施工环节实施严密监测,以此来对基坑土体回弹和变形状况进行及时掌握,并采取有效处理措施。通常情况下,在进行基坑注浆施工的过程中会在基坑外部相应的设置注浆管,在此基础上来实现分层、低压注浆,并快速实现土体回填,最大程度避免在施工过程中造成周边建筑出现位移或沉降但现象。与此同时,由于软土深基坑施工过程中通常情况下开挖深度相对较大,而且围护墙体本身的刚度相对较小,在实际施工过程中要充分利用双液分层注浆方法来有效提升整个被动区域实际的变现能力。
        3.3 降水纠偏保护
        由于在施工区域中存在降水时间集中,而且水位下降以及排水量都相对比较大,在具体进行基坑开挖施工或者是基础施工作业过程中明排和轻型井等方法并不能够满足实际的施工需求,因此针对本次工程施工主要采取的是深井点来实现排水,在此情况下才能有效避免在基坑开挖过程中出现底部土体隆起或者是产生突涌的现象,保障顺深基坑实现顺利施工。并在此基础上将深基坑施工对周边环境影响控制在最低程度,综合上述几种因素后,在本次地铁车站的施工过程中,主要采用了坑外降水+坑内疏干降水结合的方法,每200㎡~250㎡布设一口降水井,间距15m~27m,降水井直径600,井点埋设深度L=h+6m(h-基坑深度)。井径,600mm,铁管内径400mm。在此基础上就能够针对在地铁车站深基坑施工过程中存在着降水沉降风险进行有效控制,通过对降水纠偏技术的合理应用之后,使得地铁车站软土设计坑施工过程中周边管线和建筑物所属区域内的地下水位得到有效调整,保障工程施工顺利进行。
        4 结束语
        总而言之,对于地铁车站来说,深基坑工程本身具有较强的复杂性,而且针对支撑体系施工环节难度更高。在具体开着软土层深基坑施工时,要结合时空效应的具体规律,并严格按照分层、分布开挖的基本原则,以此来保障地铁车站实现稳定运行。
        参考文献:
        [1]文先锋,张毅,曹章平.地铁车站出入口软土深基坑上跨既有电力线管道施工技术[J].城市轨道交通研究,2014,17(09):100-104.
        [2]郑刚,朱合华,刘新荣,杨光华.基坑工程与地下工程安全及环境影响控制[J].土木工程学报,2016,49(06):1-24.
        [3]明成银,程荷兰,胥稳,王燕芳.地铁车站深基坑施工围护结构及周边环境监测与分析[J].山西建筑,2019,45(09):64-65.
        [4]马永峰,史宣陶,周丁恒,曹力桥,冉万云.临近地铁隧道的软土深基坑开挖三维数值模拟[J].青岛大学学报(工程技术版),2015,30(02):114-120.
        作者简介:王蕾(1979-09),女,汉族,籍贯:北京市,学历:北京建筑工程学院 大专,职称:助理工程师,研究方向:地下工程。
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