地铁车站深基坑开挖支护施工技术
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地铁车站深基坑开挖支护施工技术
摘要:文本根据广州地铁9号线车站的深基坑施工情况,结合同类明挖地铁车站的深基坑施工工艺,考虑在深基坑施工中受到周边管线、建(构)筑物的影响,往往会对深基坑的开挖和支护造成一定的风险,导致施工难度增加,易导致安全质量事故的发生。为有效降低深基坑施工中的基坑开挖和支护的风险,应从实际出发,落实具体的技术控制措施,以保障车站工程的安全质量。
关键词:地铁车站;深基坑工程;开挖技术;支护技术
1、深基坑开挖的施工要点和涉及到的主要施工工艺
1.1深基坑开挖的施工要点
1.1.1管线迁改及保护
地铁施工主要处于较繁华的市内十字路口处,往往涉及各类地下新旧管线,在围护结构施工前,杜绝老旧雨、污水和热力管等对基坑施工的影响,同时迁改掉影响基坑施工的管路,对影响不大的管线提前做好保护措施,落实保护机制。对施工影响范围的管线调查、迁改、封堵和保护工作是前期调查处理的重点。
1.1.2围护结构质量
认真做好围护结构施工,包括围护桩桩径、间距、强度、完整性等,特别是基坑开挖过程中,围护结构桩间挂网喷锚的施工质量,保证围护结构的强度、刚度、稳定性和不漏水性,是基坑安全的首要保证。
1.1.3坚持“开槽支撑、随撑随挖、分层开挖、严禁超挖”原则深基坑开挖过程中,恪守规范标准要求,坚持开挖原则,是保证深基坑施工安全质量的必要前提。
1.1.4完善规范的监测及报警制度 深基坑开挖过程中的监测项目及频次,必须严格按设计及规范要求落实,确保对基坑的动态变化进行掌握,并把获得的信息反馈到施工中去,指导施工现场提前消除隐患,消灭可提前预见的安全风险,使基坑安全、可靠、稳定。
1.1.5过程中的隐患排查和消除
对基坑进行检查巡视,对坑内及周边做好有效的集、排水处理,按设计及规范要求检查基坑周边的重物堆放,发现隐患和其他问题及时整改消除,是基坑安全动态控制的主要手段。
1.2涉及到的主要施工工艺
明挖法地铁车站深基坑施工主要涉及到的支护技术工艺有:钻孔灌注桩、地下连续墙、钢支撑及围檩、钢筋混凝土支撑、挂网喷锚等。结合具体的施工特点来看,深基坑施工主要涉及到以下几个方面:一是,在开展管线迁改的过程中,将管线按设计图纸迁移到深基坑施工影响范围外;二是,按设计及规范要求进行外支护体系施工,确保施工质量;三是,做好内支撑体系施工,确保满足相应的设计和规范要求;四是,则应重点开展挂网喷锚处理,确保基面无渗漏水,若有则进行相应处理;最后,至预期的坑底情况,开展底板的防水施工以及浇筑施工,并向上逐步施工。
2、基坑支护技术
2.1钻孔灌注桩
基坑支护是为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全,对基坑侧壁及周边环境采用的支挡、加固与保护措施,而钻孔灌注桩是基坑支护经常使用的方法之一。钻孔灌注桩主要分为干作业成孔和泥浆护壁成孔,其中干作业成孔的施工工艺比泥浆护壁成孔少了泥浆制备、一次清空、二次清空等工艺流程,因此以泥浆护壁成孔的施工工艺介绍钻孔灌注桩的施工流程。施工工艺要点:钻孔平面位置、成孔深度、桩径控制,泥浆比重及清孔工作,混凝土灌注控制。
2.2地下连续墙地下连续墙施工工艺要点如下: (1)测量放样:为保证边墙设计厚度,围护结构设计轮廓边线需依据设计图纸及施工经验进行外放。
(2)导墙施工:①施工顺序:场地平整→测量定位→挖槽及处理弃土→垫层→绑扎钢筋→支模板→浇筑混凝土→拆模及设置横撑;②结构形式:导墙采用“”型整体式钢筋混凝土结构,内墙面之间净宽应比地下连续墙设计厚度大,导墙顶面比地面高,导墙接缝要和地墙
接缝错开。
(3)泥浆工艺:因地下连续墙较深,各道工序施工时间长,槽孔长时间暴露容易引起沉渣增厚和槽段失稳等问题,因此本工程在泥浆指标控制上要适当提高泥浆的粘度和比重,以增加泥浆护壁能力和悬浮沉渣能力,降低沉渣厚度,保证槽壁稳定,避免缩颈现象。
(4)成槽施工:①施工顺序:槽段划分→槽段放样→槽段开挖→槽段检验→刷壁→置换、清孔→锁口管吊放;②施工要点:1)护壁泥浆在使用前,应进行室内性能试验,施工过程中根据监控数据及时调整泥浆指标。如果不能满足槽壁土体稳定,须对泥浆指标进行调整;2)挖槽作业中,要时刻关注测斜仪器的动向,及时纠正垂直偏差;3)槽段的平面位置、槽段的深度、槽段的宽度、槽段的壁面垂直度、槽段的端面垂直度等均要进行检验;4)刷壁至少10次,直至刷壁器提出泥浆时无泥土为止,必须在清孔前进行。
2.3 钢支撑安拆
安装工艺要点:根据土方开挖进度,提前备好支撑钢管和配件,将支撑钢管试装配到设计长度,每小段土方开挖至设计钢支撑位置下部 0.5m 时完成后,立即安装,并预加轴力,确保基坑的安全。支撑整体吊装到位后,先不松开吊钩,将支撑两端钢牛腿搁置于钢围檩(围护采用钻孔灌注桩时,采用地下连续墙时为预埋钢板)上,人工辅助将支撑调整到设计位置后再将支撑临时固定。使用两台液压千斤顶施加预压轴力,应注意保持两个千斤顶对称同步进行,预压轴力应分级匀速施加,重复进行。轴力施加到位后,在活络头子中锲紧钢楔,并焊接牢固,后松开千斤顶,解开起吊钢丝绳,完成该根支撑的安装。 拆除工艺要点:①分区分段设置的支撑,也宜分区分段拆除;②整体支撑宜从中央向两边分段逐步拆除;③钢支撑拆除:搭设脚手架支托钢支撑→辅吊配合主吊固定钢支撑→把千斤顶放到原支撑点→用千斤顶支顶钢支撑→焊断钢支撑与活动端的预应力固定焊板→千斤顶逐步回油卸力→移走千斤顶→钢支撑和活动端连接牢固→钢支撑平移→主吊卷筒制动、起吊钢支撑→辅吊调整钢支撑方向,避让上部钢支撑焊断→吊至地面→循环使用。
2.4冠梁挡土墙及钢筋混凝土支撑
2.4.1 冠梁挡土墙及钢筋混凝土支撑施工
工艺流程:测量放样→土方开挖→垫层施工→钢筋绑扎→模板支立→混凝土浇筑→模板拆除及混凝土养护施工工艺要点:混凝土浇筑时要振捣到位,防止漏振,确保混凝土整体强度,注重后期养护,在支撑达到设计强度后,方可进行下部的土方开挖施工。结合深基坑的支护工作来看,钢筋混凝土支撑旨在全面增强整体刚性。施工前,应加强测量放样的准确性,合理调整基底标高预留垫层的厚度,更好地满足于支撑中心位置的要求,还可以在过程中合理设置支撑的预拱度,满足相应的设计规范要求。
2.4.2 钢筋混凝土支撑拆除
钢筋混凝土支撑的拆除主要有四种方式,分别为挖机凿除、人工凿除、绳锯切割、静力爆破。
(1)挖机凿除:施工流程:土方回填至支撑底部→采用挖机凿断支撑梁为一节节小块→割断混凝土内钢筋→吊运至基坑外继续凿除或装车拉走→清渣并外运。
(2)人工凿除:施工流程:搭设支撑脚手平台或土方回填至支撑底部→采用空压机人工凿除支撑梁节点处混凝土,将支撑梁凿断为一节节小块→割断混凝土内钢筋→吊运至基坑外继续凿除或装车拉走→清渣并外运。
(3)绳锯切割:施工流程:搭设支撑脚手平台或土方回填至支撑底部→采用绳锯将支撑梁切断为一节节小块→吊运至基坑外凿除或装车拉走→清渣并外运。 (4)静力爆破:施工流程:搭设操作平台→内支撑梁浇水湿润→破除内支撑梁面筋保护层→切割梁面密集纵筋及箍筋→测量放线→梁面钻孔→清孔→装药静爆→破碎→钢筋切割→残渣吊运。
以上四种钢筋混凝土支撑的拆除方式,各有其优缺点,不同项目应根据自身的实际工况合理选用,在确保安全文明施工的情况下合理选用。
结语:
综上叙述为一般明挖法地铁车站的深基坑开挖要点及支护施工工艺,仅从个人施工经验角度进行的总结,实际中要以现场的工况环境出发,在充分认识深基坑开挖过程中所涉及到的安全质量影响因素的前提下,对施工工艺进行灵活应用。在此背景下,重点落实好工程现场管理以及监测反馈调整工作,以便保障整体深基坑开挖及支护施工的安全质量要求。
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