柳海东
中铁九局第七工程有限公司,辽宁省沈阳市,110000
摘要:近年来,随着我国经济发展,城市建设及地铁建设随之高速发展,用以缓解城市交通的压力。地铁车站的施工往往采用明挖法。基坑开挖需要对土体进行挖掘和支护,不可避免地会影响周边环境,尤其是开挖深度深、开挖面积大的地铁车站基坑。在周边复杂环境下,基坑引起的变形有可能造成周边建(构)筑物的破坏。各地对地铁基坑变形有着严格的要求,在这种情况下,基坑围护设计要充分考虑周边复杂环境对基坑变形的影响以及基坑变形对周边建(构)筑物是否产生破坏,保证其安全和正常使用。在围护体系施工、土方开挖的过程中严格控制基坑的变形,使基坑四周土体的水平位移和竖向变形控制在容许的范围之内。
关键词:软土地基;地铁车站;施工技术
引言
针对地基处理技术,作为近些年地铁车站建筑工程发展中较为常见的施工处理技术,大部分主要集中在对软土地基的处理施工当中。通过相关施工经验,在软土地基施工当中,地基的软土往往对于地铁车站建筑工程稳定性有着很大的影响,因此,在针对软土区域地基施工当中,就需要加强对软土区域做好合理处理,将其稳定性有效提升。现阶段,在地铁车站建筑工程施工当中对于地基处理技术的应用时间比较长,在应用当中所存在的问题也在逐渐凸显,因此,针对该技术当中所存在的不足问题进行完善,以此来对地基处理技术合理应用,是目前地铁车站建筑工程行业发展中所需要面对的主要问题之一。
1软土地基地铁车站施工概述
1.1软土地基定义
软土地基泛指由杂填土、淤泥质土等软弱土体所组成的地基结构,这类地基普遍具有承载性能差、长期强度不足、沉降变形量大、含水率高、透水性差、抗剪强度低等特征。在地铁车站施工中,软土地基受到施工扰动或是承受过大荷载时,易出现地基不均匀沉降、基础结构变形开裂等施工问题。
1.2对地铁车站施工造成的影响
(1)沉降方面。当地铁车站施工现场分布着软土地基时,如若开展降排水施工作业、抽取大量周边地层中所分布地下水时,由于软土地基存在土层厚度不均、承载性能差的特征,加之受到荷载重心偏离等因素影响,有可能出现地基不均匀沉降问题,进而破坏地铁车站基础结构,还有可能对地上地铁车站建筑造成破坏影响。同时,软土地基的透水性较差,土层含水率较高。在软土地基承受过大荷载时,土层所含水分会被挤出,进而导致地基出现不均匀沉降、局部沉降等施工问题,不利于后续地铁车站施工活动的开展,还有可能引发一系列工程事故的出现,如基坑滑塌等。(2)压实度方面。在地铁工程车站施工阶段中,由于过往列车与乘客的总重量较大,对基础结构的压实度有着较高要求。但是,软土地基的承载性能较差,土层含水率高、土体较为松散。如若没有做到对软土地基问题的有效处理,在地铁工程后续使用过程中,地基长时间承受较大荷载,将会产生加大沉降量。简单来讲,软土地基压实度不符合地铁车站施工要求。(3)支护方面。在地铁车站施工过程中,为保障施工安全、需要在基坑开挖面中搭建各类支护结构,起到固定基坑的作用。但是,在施工现场分布着软土地基时,有可能出现地基局部沉陷、不均匀沉降等施工问题,进而导致支护结构倾斜失稳,难以起到预期支护作用,存在施工安全隐患。
2施工要求及措施
2.1胶结材料处理技术
在对软土地基进行处理的过程中,采取胶结材料处理的方法有利于对软土地基中含水量的控制,将其与交接材料进行搅拌。
在施工现场合理的掺入水泥砂浆能够降低土壤的含水量,在施工的过程中需要注意水泥砂浆的配比,确保整个软土地基处理效率的提高。其土质的力学性能在一些地铁车站建筑工程中也会融入石灰、无机胶凝材料和粉煤灰,将软土地基转化为复合型土壤,从而保证地基的承载能力得到改善,确保整个地土质不被腐蚀,为上部结构的施工稳定性奠定良好的基础。胶结材料处理技术在施工现场的应用中非常广泛,其中主要有水泥土搅拌法、灌浆法、高压注浆法等,对于不同方法的使用需要结合现场的实际情况以及施工要求,保证软土地基的强度,提高整个地基基础的稳定性。处理后的地基应进行地基承载力实验,以确认承载力是否满足设计要求。
2.2支撑系统
①标准段支撑做法车站标准段基坑共设五道支撑,以图1为例,做法如下:a)待地连墙、冠梁及其上挡土墙达到设计强度后,开挖基坑至第一道支撑下方0.5m,设置第一道支撑。向下开挖至第二道支撑下方0.5m,架设第二道支撑。这样依次开挖土体至基底。每道支撑均开槽设置,不得先开挖后支撑。b)开挖到基底后注意对钢支撑复加预加轴力,施工接地网后浇筑混凝土垫层、结构底板,设置泄水孔并预留内部结构钢筋,待底板混凝土强度达到设计强度后,拆除第五道支撑,然后施工侧墙至第四道支撑位置处,拆除第四道支撑。c)侧墙混凝土强度达到85%后,在第三道支撑以下2.0m架设临时支撑,拆除第三道支撑。d)浇筑地下二层内衬墙、柱和中板,混凝土强度达到设计强度85%后拆除第二道支撑。e)浇筑地下一层内衬墙、柱和顶板,混凝土强度达到设计强度85%后拆除第一道支撑。f)回填顶板以上覆土并夯实,恢复路面。
图1标准段基坑围护结构典型剖面图
2.3预应力管桩处理法
在地铁车站建筑工程软土地基处理的过程中,预应力管桩处理方法的应用主要是通过预应力管桩的埋设,有效地改善图纸的松软情况。在施工之前需要做好现场的勘查处理,结合其实际图纸的力学性能和受力情况,确定具体的管桩位置,通过管桩的埋设改善整体图纸的应力结构,从而提高软土地基的承载能力。在施工现场中,管桩埋设需要配置专业的技术人员和相应的设备才能够保证预应力管桩的施工效率。同时,技术人员还要对周围的环境进行分析,掌握影响软土地基力学性能的相关因素,确保预应力混凝土桩发挥最大的价值,由于预应力管桩在施工中会有一定的危险性,所以需要提高对施工现场的安全管理,保证整个施工的顺利进行。预应力管桩造价合理、工艺成熟、效果优良因此在实际工程中应用广泛。然遇砂层及卵石层成桩较为困难,应选择合适的成桩工艺,如锤击成桩等。
2.4旋喷桩加固施工技术
另外一种就是旋喷桩加固施工技,这一技术可以实现对软土地基的加固处理,在多种类型的软土地基中都可以有效的应用。并且在施工的过程中利用旋喷钻机进行施工,还可以保证工程的施工效果。对于这一技术的使用,作为施工人员可以通过钻机将带有喷嘴的注浆管输送到土壤中,从而实现喷射的作用,提高对软土地及的加固处理。由于受到冲击能量的影响,软体地基中的颗粒物会被切开,相对较小的颗粒然后会冒出地面,剩余的颗粒则会随着喷射流速的增加,变得规律的排列。在这一技术的应用过程中需要注意以下几个方面。首先,根据不同的施工地质条件,选择对象的施工钻机设备。其次,在施工之前对高压设备进行相关的质量检查。最后,要确保材料的搅拌工作。
结语
在基坑土方开挖期间,深层土体水平位移和地表沉降发展较快,在支撑架设之后,增长速率明显放缓。支撑的架设对深层土体水平位移和沉降的发展都有明显的抑制作用,在施工过程中应及时架设支撑。
参考文献
[1]姚天强,石振华.基坑降水手册[M].北京:中国地铁车站建筑工业出版社,2006.