李廣都

（中鐵十六局北京軌道交通工程建設(shè)有限公司，北京 100000）

1 工程概況

徐州市城市軌道交通2號線一期工程北起新臺子河站，途經(jīng)二環(huán)北路、彭城廣場、江蘇師范大學(xué)、淮海戰(zhàn)役烈士紀(jì)念園、七里溝、市政府，止于京滬高鐵以西的新區(qū)東站。線路長23.9km，設(shè)站20座，全部為地下站。本文以姚莊站為主要研究對象，探討深基坑施工要點(diǎn)。

2 基坑開挖的原則

1）選擇具有時空效應(yīng)的開挖技術(shù)，依照對施工過程實(shí)時監(jiān)控工作，需不斷優(yōu)化實(shí)際施工的安全性參數(shù)。遵循力學(xué)結(jié)構(gòu)特征，施工時進(jìn)行分層和分塊挖掘，防止出現(xiàn)偏壓的現(xiàn)象，對于橫向放坡的施工要按照實(shí)際土壤情況，結(jié)合各種地質(zhì)條件，確定安全施工坡度，并對其采取支架穩(wěn)定，減少出現(xiàn)結(jié)構(gòu)惡化變形，保證周圍土壤結(jié)構(gòu)環(huán)境的穩(wěn)定性[1-2]。

2）開挖時，嚴(yán)格按照穩(wěn)定性力學(xué)特征設(shè)計(jì)好的位置依上下分層結(jié)構(gòu)采取行動，且每一環(huán)節(jié)都要挖掘填充，有鋼支撐。

3）最大可能減少兩側(cè)土體數(shù)量和圍擋建筑結(jié)構(gòu)的裸露時間，且施工后需及時加裝鋼進(jìn)行支撐穩(wěn)固。要防止出現(xiàn)在同一土況下挖掘過量的情況，未支撐土體結(jié)構(gòu)時不能采挖下層的土方。

3 開挖程序及方法說明

3.1 土方施工概況

施工開始時要響應(yīng)時空效應(yīng)，及時使用鋼架進(jìn)行支撐，注意豎向要分層，縱向要分段，并保持坡度，使用挖掘機(jī)挖出土壤時及時填補(bǔ)支撐。在基坑開挖時，遵循由東向西的挖掘順序，橫向上使用兩側(cè)對齊的開挖方法，此舉可有效減少挖坑的時間，加快施工進(jìn)度。在每一層土方挖掘到支撐下方50cm時需及時放置鋼進(jìn)行支架撐立，然后再進(jìn)行下挖，如此循環(huán)直到最底部。

3.2 基坑開挖施工流程

3.2.1 土石方開挖施工

土石方開挖施工工藝流程如下：圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工→測量放線→開挖到第一次開挖面→冠梁及第一道混凝土支撐→開挖到第二次開挖面→第二道鋼支撐→開挖到第三次開挖面→第三道鋼支撐→底層土方開挖→人工清底、驗(yàn)槽。

3.2.2 車站基坑縱向開挖

車站開挖時，施工參數(shù)要嚴(yán)格按照坡度和臺階寬度、多層土方總坡度等因素保持在1：3內(nèi)。為保障挖掘工作后的整體施工環(huán)境穩(wěn)定，每次施工作業(yè)時平臺需要保留2～4根支撐住土塊的寬度，保障施工期間的排水環(huán)節(jié)，并在作業(yè)平臺采取3%的數(shù)值安裝排水坡。在進(jìn)行基層挖坑工作時，要嚴(yán)格選擇符合規(guī)范要求的坡率，防止邊坡穩(wěn)定性不夠而出現(xiàn)安全隱患。

使用標(biāo)準(zhǔn)配套的施工工具時，需根據(jù)開挖的原則要求規(guī)范性工作，并在上層土方縱向挖掘長度基本滿足整體坡度要求時才進(jìn)行下一步的土方挖掘工作[3]。在對姚莊站進(jìn)行施工時，基坑采用先按豎向分層，再縱向分段，進(jìn)而分出臺階的方法展開挖掘，且是從工作面放大坡度開始，如果實(shí)施的坡度不符合安全要求，則使用挖掘機(jī)在原有基礎(chǔ)上開挖，并將其裝入自卸汽車運(yùn)輸出施工場所，而對那些基坑開挖后期積存的土塊，則使用碼頭吊和匹配挖掘機(jī)進(jìn)行協(xié)調(diào)裝土的工作。

按照鋼的位置支撐設(shè)置，在姚莊站要從豎立的方向分出層次，從大層開挖，再在由東向西的方向分出層次進(jìn)行挖掘，保持每一層施工后的高度要高于支撐面最底部50厘米，再及時進(jìn)行裝放支撐等標(biāo)高放樣的工序，為支架的安裝做足準(zhǔn)備。

3.3 土方開挖的一般方法

1）第1層。從地面到灌水底部（或第一個鋼支架底部）的高度約1～3m，用挖掘機(jī)直接挖掘，再由運(yùn)輸車運(yùn)輸出土。

2）第2～8層逐層使用臺階法開挖。挖掘機(jī)開挖時，由土石方運(yùn)輸車直接運(yùn)輸土石方。在每一層的樓梯處裝配挖掘機(jī)一臺，并在地面底板旁裝配碼頭起重機(jī)一臺。每臺挖土機(jī)挖出這一層土方，然后向南拋擲，地面碼頭側(cè)的起重機(jī)將土方裝載到車上。臺階法開挖具有較高的開挖效率，全部挖掘機(jī)進(jìn)行輔助作業(yè)，日開挖量達(dá)600～1000m3，并滿足基坑土方工程的安全要求。

3）在對車站底部剩余土開挖時，需采用縱向進(jìn)行分段，水平進(jìn)行分層的方法，挖掘到末端時，只有一些底板土方，再使用挖掘機(jī)挖土，把基坑剩下的土塊用裝卸機(jī)搬運(yùn)。

3.4 淤泥質(zhì)地層施工方法

基坑挖掘時，土方大部分是淤泥和含水多的粉土，需要采用在水平方向分出層次，把土塊撐開后開挖，使用碼頭吊機(jī)出土等挖掘方式。當(dāng)姚莊站挖掘到4～8m時，大部分到了淤泥層，這一地層的承受能力不能夠支撐起沉重的挖掘機(jī)，只能用長臂挖掘機(jī)在外面操作。

從坑的一端挖掘到另一端，應(yīng)先在相應(yīng)位置開挖水平支架安裝空間，然后灌注混凝土或架設(shè)鋼支架。混凝土支架達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，鋼支架預(yù)應(yīng)力后，用小型挖掘機(jī)連接碼頭，垂直開挖土建，開挖至每層土建深度，根據(jù)底板鋼支撐到頂板的高度或?qū)嶋H情況確定底板。

4 施工監(jiān)控量測

4.1 監(jiān)控量測方案

監(jiān)控量測包括保護(hù)結(jié)構(gòu)的水平變化、保護(hù)結(jié)構(gòu)的橫向變形和土體的變形、水壓力、保護(hù)結(jié)構(gòu)的土壓力、地面沉降等。

4.2 控制標(biāo)準(zhǔn)

1）防護(hù)結(jié)構(gòu)的水平位移和沉降超過警戒值（警戒值為底板坑開挖深度的2‰，控制值為底板坑開挖深度的2.5‰），通知有關(guān)部門提高測量頻率，組織技術(shù)人員對施工要素進(jìn)行分析，調(diào)整支護(hù)參數(shù)或采用地層加固措施，確保防護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定；超過最大控制值，停止施工，專人組織施工過程，調(diào)整措施，保護(hù)結(jié)構(gòu)，然后再恢復(fù)施工。

2）地面沉降速度過快（報(bào)警值為10mm，警戒值為20mm，最大控制值為30mm），應(yīng)提高監(jiān)測頻率。必要時，責(zé)令有關(guān)部門停止運(yùn)行，檢查加固支護(hù)基礎(chǔ)，加強(qiáng)對巖層的防治，確保施工安全。

3）周圍建筑物地基和地面沉降過大時，應(yīng)及時采取措施，加固底板周圍的地層。

4）當(dāng)建筑物變形到接近報(bào)警值（報(bào)警值為10mm）時，應(yīng)增加檢測頻率，另外，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，快速調(diào)整支護(hù)參數(shù)或加強(qiáng)地層。當(dāng)達(dá)到警戒值（邊界值為20mm）時，通知監(jiān)理及上級主管部門，必要時在已有建筑物的基礎(chǔ)上采取加固措施。

5 結(jié)語

根據(jù)基坑工程的監(jiān)測數(shù)據(jù)和最終結(jié)果以及基坑施工過程中的安全狀況，工程的地下結(jié)構(gòu)頂板、拆除支護(hù)、地下管線及周圍建筑物地基沉降變形均在安全控制范圍。由此可見，基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)工程的實(shí)踐是成功的。