摘 要：在地鐵車站的建設(shè)過程中，深基坑的施工是不可缺少的，因此需要采取相應(yīng)施工方法做好深基坑的支護(hù)工作。常規(guī)設(shè)計(jì)中地鐵車站支護(hù)采用排樁內(nèi)支撐法、腰梁樁錨法等進(jìn)行施工，但是有內(nèi)支撐和腰梁的存在給深基坑的支護(hù)也帶來一些不利的因素和風(fēng)險(xiǎn)。通過闡述一種新的傳力裝置“雙向支座”在西安地鐵六號(hào)線萬壽南路站圍護(hù)結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用，簡(jiǎn)述“雙向支座法”的工作原理、施工控制要點(diǎn)，通過對(duì)比分析此方法的經(jīng)濟(jì)性、安全性、可行性，以期能對(duì)地鐵車站工程乃至其他深基坑工程的施工設(shè)計(jì)提供參考。

關(guān)鍵詞：地鐵車站；深基坑；樁錨法；無腰梁；雙向支座法

中圖分類號(hào)：TU942 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2096-6903（2024）08-0046-03

1 工程概況

西安地鐵六號(hào)線萬壽南路站為地鐵六、八號(hào)線換乘車站，車站采用“T”型換乘方案，換乘節(jié)點(diǎn)處八號(hào)線軌道（負(fù)二層）從六號(hào)線軌道（負(fù)三層）上方正交南北穿過。六號(hào)線車站位于萬壽路及幸福路與咸寧路十字之間，沿咸寧路東西向敷設(shè)，八號(hào)線車站位于萬壽路東側(cè)地塊內(nèi)，沿萬壽路南北向敷設(shè)。

為節(jié)省地下空間，萬壽南路地鐵車站與西安市幸福林帶商業(yè)開發(fā)工程同槽合建，致使車站基坑在其幸福林帶大基坑范圍內(nèi)。經(jīng)過多方探討，采用“坑中坑”圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式，以“先深后淺”的原則組織施工。六號(hào)線車站為異形基坑，且基坑南北兩側(cè)樁頂標(biāo)高相差4 m，不具備設(shè)置內(nèi)支撐條件。因此，基坑采用了樁錨體系，并考慮基坑設(shè)置肥槽對(duì)上部結(jié)構(gòu)地基承載力的影響，將“預(yù)應(yīng)力錨索+工字鋼腰梁+錨具”的傳統(tǒng)施工方法，優(yōu)化為“預(yù)應(yīng)力錨索+雙向支座”錨固體系。這種新型樁錨體系在西安地鐵深大基坑中也是首次使用，因此確保樁錨體系的施工質(zhì)量及基坑安全是重中之重。

2 “雙向支座樁錨法”工作原理

雙向支座樁錨法是利用預(yù)應(yīng)力錨索鋼絞線的柔性來圍繞圍護(hù)樁，并將其拉緊，從而達(dá)到減少圍護(hù)樁的位移、穩(wěn)固土體的目的[1]。雙向支座呈梯形狀，有3個(gè)受力面，通常情況下采用“一樁一錨”的支護(hù)形式，在條件許可情況下可以采用“一樁兩錨”的形式，具體錨固形式如圖1、2所示。

雙向支座受力條件好，尺寸較小，質(zhì)量較輕，選用厚度小于7 cm的雙向支座，與樁間掛網(wǎng)噴射混凝土配合使用，可以滿足常規(guī)地鐵設(shè)計(jì)10 cm的噴射混凝土厚度要求。將樁體外側(cè)噴平，無凸出部分，便于車站后續(xù)防水施工。

3 “雙向支座樁錨法”施工流程

“雙向支座樁錨法”的施工流程與常規(guī)樁錨法施工流程基本相同，僅是在錨具安裝上采用雙向支座錨具代替了“腰梁+錨具”。

4 施工控制要點(diǎn)

現(xiàn)以萬壽南路車站基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為例，萬壽南路車站圍護(hù)樁采用600 mm、700 mm、800 mm和1 000 mm等4種樁徑的鉆孔灌注樁，樁間距為1.4～2 m不等，嵌固深度為5.5～6.5 m。樁間設(shè)置1道～3道預(yù)應(yīng)力錨索，錨索由4根φs15.2鋼絞線組成，長度為18～25 m，外錨具采用雙向支座。

4.1 圍護(hù)樁施工控制要點(diǎn)

圍護(hù)樁是雙向支座預(yù)應(yīng)力的主要作用點(diǎn)，圍護(hù)樁的成樁質(zhì)量直接決定“雙向支座樁錨法”的施工質(zhì)量，直接影響基坑結(jié)構(gòu)的安全。同時(shí)圍護(hù)樁施工精準(zhǔn)度和垂直度，直接影響車站后續(xù)防水施工質(zhì)量及主體結(jié)構(gòu)層的厚度[2]。

4.1.1 圍護(hù)樁精準(zhǔn)度控制

圍護(hù)樁定位采用“十字護(hù)樁法”測(cè)量放線，由兩名以上測(cè)量人員交手復(fù)核。當(dāng)天施工的樁位當(dāng)天進(jìn)行測(cè)放，特殊情況下施工前一天的樁位點(diǎn)，需測(cè)量人員重新進(jìn)行點(diǎn)位復(fù)核，并在鉆機(jī)定位過程中測(cè)量人員全程進(jìn)行跟蹤。護(hù)筒埋設(shè)應(yīng)準(zhǔn)確、穩(wěn)定，埋設(shè)完畢后及時(shí)進(jìn)行掛線復(fù)核。

4.1.2 圍護(hù)樁垂直度控制

圍護(hù)樁施工鉆機(jī)站位及行走路線提前規(guī)劃，對(duì)施工站位地面提前進(jìn)行整平壓實(shí)，防止在鉆進(jìn)過程中因基礎(chǔ)不穩(wěn)產(chǎn)生孔位垂直度偏移。施工前校驗(yàn)鉆機(jī)鉆桿垂直度，檢查鉆機(jī)的轉(zhuǎn)速、鉆頭配重及鉆頭磨損情況。

4.1.3 圍護(hù)樁成樁質(zhì)量控制

圍護(hù)樁施工中鉆孔、清孔、泥漿比重、鋼筋籠下設(shè)、鋼筋籠保護(hù)層厚度等主控項(xiàng)目，嚴(yán)格按照施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)及規(guī)范進(jìn)行檢驗(yàn)。水下灌注樁施工時(shí)，將混凝土配合比、導(dǎo)管埋設(shè)深度及拆除長度做為灌注施工主要控制點(diǎn)。采用跳樁施工方法，相鄰圍護(hù)樁施工間隔必須超過48 h。

4.2 土方開挖施工控制要點(diǎn)

按照預(yù)應(yīng)力錨固端鉆孔高度合理進(jìn)行土方開挖分層規(guī)劃，每層開挖深度控制在2 m以內(nèi)。開挖過程中，做好各項(xiàng)支護(hù)結(jié)構(gòu)的監(jiān)測(cè)工作[3]。在圍護(hù)樁外側(cè)留30～50 cm厚土體人工進(jìn)行挖掘修整，嚴(yán)禁碰撞圍護(hù)樁。

4.3 預(yù)應(yīng)力錨索施工控制要點(diǎn)

4.3.1 鉆孔及錨索安裝控制

錨索編束前，要確保每根鋼絞線順直、無油污，不扭不叉，排列均勻。施工前檢驗(yàn)鉆機(jī)型號(hào)、鉆頭磨損程度，提前校驗(yàn)鉆孔精準(zhǔn)度，鉆孔放線定位準(zhǔn)確，鉆進(jìn)深度超過設(shè)計(jì)深度不得小于0.5 m。

安裝錨索前，先核對(duì)錨索編號(hào)與孔位是否一致，再用人工配合機(jī)械將錨索平緩順推送入孔內(nèi)。錨索安裝時(shí)應(yīng)防止錨索擠壓、彎曲或扭轉(zhuǎn)，錨索入孔傾角和方位應(yīng)與錨孔的傾角和方位一致，嚴(yán)禁抖動(dòng)、扭轉(zhuǎn)和串動(dòng)，防止中途散束和卡阻。鋼絞線入孔長度應(yīng)不小于設(shè)計(jì)長度，且與孔底間距不得大于50 cm?？赏ㄟ^一次性改變或者漸變式解決錨索標(biāo)高變化情況。錨索標(biāo)高有差異部位的處理示意圖如圖3所示。自由段鋼絞線設(shè)置隔離套管，并采用工程膠布外纏封閉套管兩端。自由段與土層間空隙應(yīng)注滿水泥漿。錨固段在注漿施工完成一周后方可進(jìn)行錨索張拉。

注漿采用水泥漿，注漿過程中，若發(fā)現(xiàn)注漿量大大減少或注漿管爆裂時(shí)，應(yīng)及時(shí)將鋼絞線及注漿管拔出，更換注漿管后再作業(yè)。若中途耽擱時(shí)間超過漿液初凝時(shí)間，應(yīng)重新清孔后再下放鋼絞線，重新注漿。注漿過程對(duì)每個(gè)孔水泥用量作詳細(xì)、完整的施工記錄，并做好試驗(yàn)塊。

4.3.2 預(yù)應(yīng)力張拉控制

一樁一錨時(shí)錨索編號(hào)鎖定示意圖如圖4所示。張拉時(shí)雙向支座必須保證在圍護(hù)樁軸線中心位置，如發(fā)現(xiàn)偏移可通過兩千斤頂不對(duì)稱張拉進(jìn)行調(diào)整。張拉過程中一旦發(fā)現(xiàn)鋼絞線有散絲情況，立即停止張拉，使用退錨接頭進(jìn)行退錨處理。重新捋順鋼絞線后，在鋼絞線末端（千斤頂錨板后）采用單孔圓錨對(duì)鋼絞線進(jìn)行反向鎖定（約束），并重新開始張拉。

若預(yù)應(yīng)力錨索鎖定后48 h內(nèi)出現(xiàn)明顯的應(yīng)力松弛現(xiàn)象，則應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)償張拉。預(yù)應(yīng)力錨索穿過雙向支座后兩端盡可能留長，將長出錨索綁扎在樁基網(wǎng)片上，以免因錨索留置過短，網(wǎng)噴后出現(xiàn)尖角刺破防水卷材。雙向支座錨索張拉，必須在噴射混凝土施工之前進(jìn)行，且錨索應(yīng)位于面層鋼筋網(wǎng)內(nèi)側(cè)，以保證錨索有效切割樁間土，錨索錨固力直接傳至圍護(hù)樁上。

4.3.3 掛網(wǎng)噴射混凝土施工控制要點(diǎn)

噴射混凝土?xí)r，噴頭與受噴面要保持垂直，距離保持在0.8～1.5 m為宜。噴射順序應(yīng)是自下而上，從開挖層底部開始向上施噴?；炷羾娚渫瓿珊? h應(yīng)灑水養(yǎng)護(hù)，保持混凝土濕潤，養(yǎng)護(hù)時(shí)間根據(jù)氣溫確定宜為3～5 d。

實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)表明，混凝土面層的局部破壞，有可能造成大面積的基坑側(cè)壁坍塌。面層施工結(jié)束后，應(yīng)加強(qiáng)看管，嚴(yán)禁拉拽鋼筋網(wǎng)、局部敲打或撬動(dòng)混凝土面層。噴射混凝土結(jié)束后，注意雙向支座處及有錨索綁扎的網(wǎng)片處的密實(shí)情況，如出現(xiàn)不密實(shí)、噴不上等情況，及時(shí)進(jìn)行人工修補(bǔ)，以確保網(wǎng)噴后基面平整程度滿足防水施工要求。

5 “雙向支座樁錨法”與常規(guī)地鐵車站基坑支護(hù)方法的對(duì)比分析

5.1 經(jīng)濟(jì)性

常規(guī)地鐵車站基坑支護(hù)無論是內(nèi)支撐法還是腰梁樁錨法，施工材料鋼支撐、鋼圍檁或是鋼腰梁都需要提前制作，制作復(fù)雜且消耗大量人工、鋼材。施工安裝需要重型吊裝設(shè)備，安裝需要多人完成，鋼腰梁施工需留置肥槽，施工完畢后再進(jìn)行回填工作，鋼支撐、鋼圍檁在結(jié)構(gòu)施工時(shí)還需拆除，加大了工作量。從節(jié)省成本方面考慮“雙向支座樁錨法”更為合理。

5.2 安全性

常規(guī)地鐵車站基坑支護(hù)內(nèi)支撐法、腰梁樁錨法都需要通過圍檁或是腰梁將力傳到圍護(hù)樁上。在實(shí)際施工中，很難做到所有圍護(hù)樁在一個(gè)側(cè)向平面上，從而型鋼圍檁或腰梁也難以緊靠圍護(hù)樁，致使應(yīng)力不能有效傳遞到樁身上。而雙向支座法采用預(yù)應(yīng)力錨索直接鎖定在圍護(hù)樁上，錨索受力均勻，易控制變形，減少了傳力環(huán)節(jié)，有效地降低了樁頂位移，提高了基坑的安全性。

在施工監(jiān)測(cè)過程中發(fā)現(xiàn)雙向支座錨具在預(yù)應(yīng)力張拉穩(wěn)定后基本可以一直保證在一定數(shù)值范圍內(nèi)，很少出現(xiàn)預(yù)約力松弛現(xiàn)象，由此大大提高了基坑的穩(wěn)定性。

5.3 可行性

西安地鐵六號(hào)線萬壽南路站作為使用該項(xiàng)技術(shù)的第一個(gè)城市地鐵項(xiàng)目，已于2022年12月完成結(jié)構(gòu)主體的施工。該技術(shù)施工快捷、便利，較少土方開挖量，節(jié)省城市用地，提高基坑有效施工空間，具有顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，它給基坑樁錨支護(hù)帶來一種快捷、省工、省時(shí)、省成本的施工選擇。

6 結(jié)束語

隨著建筑新技術(shù)及新工藝也不斷發(fā)展并完善，地鐵圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與施工逐漸受到重視，因此，研究發(fā)明出一系列的新工藝、新方法?！半p向支座樁錨法”這一新型的施工方法在國內(nèi)已有很多成功案例，對(duì)地鐵工程乃至其他深基坑工程具有深遠(yuǎn)意義。

參考文獻(xiàn)

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[3] 王憲章，姜曉光，李偉.無腰梁預(yù)應(yīng)力錨索護(hù)壁樁錨固新技術(shù)[J].巖土工程學(xué)報(bào)，2010，32（SI）：321-323.