论文部分内容阅读
摘 要：地铁车站一般位于交通比较繁忙的闹市区，周边建（构）筑物比较密集，地下地上管线错综复杂，且基坑开挖深度较大。如何保证周边建（构）筑物的安全及交通的正常运行，既是城市地下中深基坑施工的重点又是难点，因此针对不同的工程地质条件、水文地质条件以及周边环境，选择合理的围护结构形式是地铁车站施工的关键，一要能解决上述问题，二要施工方便。
关键词： 盖挖;围护结构;地下连续墙;排桩;止水帷幕
1 工程概况
1.1 概述
XXX站位于某区镇中心路段，为地下两层岛式车站，车站长172.95m，站台宽度为10.5m，宽19.6m、高12.9m，基坑开挖深度16.20m～17.60m，结构顶板覆土约3～3.1m。车站主体结构分两期围挡组织施工：
（1）一期施工车站中部56.8m范围的围护结构及铺盖系统以疏导南北方向的交通，此部分采用盖挖施工;
（2）二期施工车站东西两端头主体围护结构及车站主体结构，车站两端采用明挖法施工。
主体围护结构形式最初为地下连续墙，地连续墙深17.34米和18.87米，共80幅，槽段基本宽度为6米，分两期施工：一期主要施工56.8米铺盖系统下的18幅;二期分东西两区施工，东区23幅，西区39幅。
1.2 工程地质
该站地形地貌属于长江高漫滩地貌，地处漫滩与岗地交接部位，地形平坦，场地稳定性较好，无影响场地地震稳定性的滑坡、泥石流。车站范围内地层自上至下分布为杂填土、素填土、粉质粘土、粉质粘土～淤泥质粉质粘土、强风化粉砂质泥岩、泥质粉砂岩和中风化粉砂质泥岩、泥质粉砂岩。
1.3 水文地质
（1）地表水
无明显地表水
（2）地下水
地下水类型为松散岩类孔隙水（孔隙潜水）和基岩裂隙水。
1）孔隙潜水
本工程地处长江高漫滩、岗地地貌单元，长江高漫滩该含水组包括：人工填土层以及漫滩相浅部全新世冲淤积成因粘性土（②-1b2-3粉质粘土、②-2b4粉质粘土～淤泥质粉质粘土）以及上更新统冲洪积土层④-4e-2粉质粘土混卵砾石;岗地地貌单元地下水含水组主要为人工填土。
2）基岩裂隙水
基岩裂隙水主要接受降水补给，泉或径流排泄为主。拟建车站所处场地基岩完整性好，未见宽带裂隙，基岩裂隙水主要呈线状于强风化岩层中，含水不丰富，类比拟建场地周围拟建场区附近工程实例，基岩透水性为微～不透水，渗透系数按5.00E-07cm/s考虑。
2 一期连续墙施工探索
2.1 一期围挡及进场设备
一期场地围挡长度110米，宽度15～32米，面积为3250平方米。设备主要有GB34成槽机1台，三一重工100T履带吊1台，CZ-30冲击钻7台，PC-200挖掘机1台，50装载机1台，泥浆泵15台，ZR220A旋挖钻1台/TR280D旋挖钻1台（先后）等。
2.2 各种施工工艺比较及工效分析
为了探索适合本工程的施工工艺，采用先引孔后成槽的方法进行施工。
先后采用旋挖钻、回旋钻、冲击钻引孔，然后采用成槽机成槽及修槽，通过施工记录、施工总结、对比分析得出相应结论。具体结论如下表所示：
最终确定以冲击钻引孔然后成槽机成槽及修槽方法进行施工，共进场7台冲击钻，最终完成一期18幅连续墙的施工。
2.3 连续墙缺点分析
（1）施工进度缓慢，共耗时4个月，平均7天1幅，工期严重滞后;
（2）成槽质量差，垂直度偏差大，接头质量差;
（3）成槽施工对周边建筑物安全影响大;
（4）施工成本大大增加。
3 二期围护结构形式变更
通过一期连续墙的施工可知，连续墙不适合本工程，为了选择一种工艺可行、安全可控、费用经济的方案，以加快二期围护施工进度，二期围护形式改为φ1000@1200排桩+φ800双重管旋喷桩桩间止水+桩间挂网喷射砼围护形式;排桩深度跟相应位置连续墙一致，共计300根排桩，桩间双重管旋喷桩桩长为9米。为确保建筑物安全，在商住楼和粮食局附近的排桩外侧施做61米单排咬合双重管旋喷桩（φ800@400）止水帷幕，桩长为9米。
4 排桩施工质量、周边建筑物安全保证措施
4.1 桩垂直度保证
针对一期旋挖钻引孔施工中出现的垂直度偏差问题，采取以下措施，使之满足围护桩规范要求。
（1）旋挖钻应配备电子控制系统显示并调整钻杆的垂直度，同时在钻杆的两侧均设置垂直度仪;
（2）在钻进过程中根据地质情况控制钻进速度，在土岩结合面处要减速慢进;
（3）根据地质情况选择合适的钻头;
（4）在钻进过程中某一个孔或某一地段以上措施垂直度都不能保证的情况下，改用冲击钻成孔（备用2台冲击钻）。
4.2 防塌孔措施
在本工程中可能塌孔的地層为地面以下7米范围内的地层，尤其是④-4e-2粉质粘土混卵砾石层，对此采用以下措施：
（1）采取慢转慢进的方式钻进;
（2）适当增加泥浆比重和粘度;
（3）必须按要求测试进、出口泥浆指标，发现超标及时调整。
4.3 双重管旋喷桩施工质量保证措施
在施工前进行试桩，试桩成功以后方可进行正式施工，为了保证土岩结合面处及④-4e-2粉质粘土混卵砾石层中的旋喷效果，采取以下措施：
（1）采用先引孔后旋喷的施工工艺，以弄清楚④-4e-2粉质粘土混卵砾石层的位置及层厚和土岩结合面的位置;
（2）在桩底边旋转边喷浆1min后方可提升旋喷;
（3）根据旋挖成孔记录及旋喷桩引孔情况，在土岩结合面处和④-4e-2粉质粘土混卵砾石层中提升速度减半，以保证此部位的旋喷质量;
（4）施工中如发现旋喷不理想，可采取复喷补强措施。
4.4 周边建筑物安全保证措施
（1）旋挖成孔过程中严格控制泥浆质量，加大泥浆测试频率，对不合格的泥浆及时调整或更换;
（2）严格控制旋喷桩施工参数，注浆压力不宜过大;
（3）止水帷幕施工时先挖沟槽，以使水泥浆应力释放;
（4）施工过程中加强建筑物附件地面和建筑物内部楼地面巡视，如发现异常情况立即停止施工，采取相应措施。
5 经济效果分析
5.1 工期分析
排桩方案比连续墙提前2个月完工，具体工期分析如下表所示：
5.2 经济比较
二期围护结构形式改为排桩方案后比原连续墙方案投资减少2666286元。
6 结术语
在繁华的城市里修建地铁车站，其围护结构是设计和施工中最重要的一个环节之一，既要考虑基坑安全性，又考虑施工过程中对周边环境的影响，因此选择合理的围护结构形式和合理的施工工艺，将产生巨大的社会效益和经济效益。
参考文献：
[1]《建筑深基坑工程施工安全技术规范》（JGJ311-2016）
[2]《地下防水工程质量验收规范》（GB 50208-2011）
[3]《建筑地基基础工程施工规范》（GB 51004-2015）
[4]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（06）.1-24.
[5]郑刚，杜一鸣，刁钰，邓旭，朱敢平，张立明.基坑开挖引起邻近既有隧道变形的影响区研究[J].岩土工程学报. 2016（04）.599-612.
关键词： 盖挖;围护结构;地下连续墙;排桩;止水帷幕
1 工程概况
1.1 概述
XXX站位于某区镇中心路段，为地下两层岛式车站，车站长172.95m，站台宽度为10.5m，宽19.6m、高12.9m，基坑开挖深度16.20m～17.60m，结构顶板覆土约3～3.1m。车站主体结构分两期围挡组织施工：
（1）一期施工车站中部56.8m范围的围护结构及铺盖系统以疏导南北方向的交通，此部分采用盖挖施工;
（2）二期施工车站东西两端头主体围护结构及车站主体结构，车站两端采用明挖法施工。
主体围护结构形式最初为地下连续墙，地连续墙深17.34米和18.87米，共80幅，槽段基本宽度为6米，分两期施工：一期主要施工56.8米铺盖系统下的18幅;二期分东西两区施工，东区23幅，西区39幅。
1.2 工程地质
该站地形地貌属于长江高漫滩地貌，地处漫滩与岗地交接部位，地形平坦，场地稳定性较好，无影响场地地震稳定性的滑坡、泥石流。车站范围内地层自上至下分布为杂填土、素填土、粉质粘土、粉质粘土～淤泥质粉质粘土、强风化粉砂质泥岩、泥质粉砂岩和中风化粉砂质泥岩、泥质粉砂岩。
1.3 水文地质
（1）地表水
无明显地表水
（2）地下水
地下水类型为松散岩类孔隙水（孔隙潜水）和基岩裂隙水。
1）孔隙潜水
本工程地处长江高漫滩、岗地地貌单元，长江高漫滩该含水组包括：人工填土层以及漫滩相浅部全新世冲淤积成因粘性土（②-1b2-3粉质粘土、②-2b4粉质粘土～淤泥质粉质粘土）以及上更新统冲洪积土层④-4e-2粉质粘土混卵砾石;岗地地貌单元地下水含水组主要为人工填土。
2）基岩裂隙水
基岩裂隙水主要接受降水补给，泉或径流排泄为主。拟建车站所处场地基岩完整性好，未见宽带裂隙，基岩裂隙水主要呈线状于强风化岩层中，含水不丰富，类比拟建场地周围拟建场区附近工程实例，基岩透水性为微～不透水，渗透系数按5.00E-07cm/s考虑。
2 一期连续墙施工探索
2.1 一期围挡及进场设备
一期场地围挡长度110米，宽度15～32米，面积为3250平方米。设备主要有GB34成槽机1台，三一重工100T履带吊1台，CZ-30冲击钻7台，PC-200挖掘机1台，50装载机1台，泥浆泵15台，ZR220A旋挖钻1台/TR280D旋挖钻1台（先后）等。
2.2 各种施工工艺比较及工效分析
为了探索适合本工程的施工工艺，采用先引孔后成槽的方法进行施工。
先后采用旋挖钻、回旋钻、冲击钻引孔，然后采用成槽机成槽及修槽，通过施工记录、施工总结、对比分析得出相应结论。具体结论如下表所示：
最终确定以冲击钻引孔然后成槽机成槽及修槽方法进行施工，共进场7台冲击钻，最终完成一期18幅连续墙的施工。
2.3 连续墙缺点分析
（1）施工进度缓慢，共耗时4个月，平均7天1幅，工期严重滞后;
（2）成槽质量差，垂直度偏差大，接头质量差;
（3）成槽施工对周边建筑物安全影响大;
（4）施工成本大大增加。
3 二期围护结构形式变更
通过一期连续墙的施工可知，连续墙不适合本工程，为了选择一种工艺可行、安全可控、费用经济的方案，以加快二期围护施工进度，二期围护形式改为φ1000@1200排桩+φ800双重管旋喷桩桩间止水+桩间挂网喷射砼围护形式;排桩深度跟相应位置连续墙一致，共计300根排桩，桩间双重管旋喷桩桩长为9米。为确保建筑物安全，在商住楼和粮食局附近的排桩外侧施做61米单排咬合双重管旋喷桩（φ800@400）止水帷幕，桩长为9米。
4 排桩施工质量、周边建筑物安全保证措施
4.1 桩垂直度保证
针对一期旋挖钻引孔施工中出现的垂直度偏差问题，采取以下措施，使之满足围护桩规范要求。
（1）旋挖钻应配备电子控制系统显示并调整钻杆的垂直度，同时在钻杆的两侧均设置垂直度仪;
（2）在钻进过程中根据地质情况控制钻进速度，在土岩结合面处要减速慢进;
（3）根据地质情况选择合适的钻头;
（4）在钻进过程中某一个孔或某一地段以上措施垂直度都不能保证的情况下，改用冲击钻成孔（备用2台冲击钻）。
4.2 防塌孔措施
在本工程中可能塌孔的地層为地面以下7米范围内的地层，尤其是④-4e-2粉质粘土混卵砾石层，对此采用以下措施：
（1）采取慢转慢进的方式钻进;
（2）适当增加泥浆比重和粘度;
（3）必须按要求测试进、出口泥浆指标，发现超标及时调整。
4.3 双重管旋喷桩施工质量保证措施
在施工前进行试桩，试桩成功以后方可进行正式施工，为了保证土岩结合面处及④-4e-2粉质粘土混卵砾石层中的旋喷效果，采取以下措施：
（1）采用先引孔后旋喷的施工工艺，以弄清楚④-4e-2粉质粘土混卵砾石层的位置及层厚和土岩结合面的位置;
（2）在桩底边旋转边喷浆1min后方可提升旋喷;
（3）根据旋挖成孔记录及旋喷桩引孔情况，在土岩结合面处和④-4e-2粉质粘土混卵砾石层中提升速度减半，以保证此部位的旋喷质量;
（4）施工中如发现旋喷不理想，可采取复喷补强措施。
4.4 周边建筑物安全保证措施
（1）旋挖成孔过程中严格控制泥浆质量，加大泥浆测试频率，对不合格的泥浆及时调整或更换;
（2）严格控制旋喷桩施工参数，注浆压力不宜过大;
（3）止水帷幕施工时先挖沟槽，以使水泥浆应力释放;
（4）施工过程中加强建筑物附件地面和建筑物内部楼地面巡视，如发现异常情况立即停止施工，采取相应措施。
5 经济效果分析
5.1 工期分析
排桩方案比连续墙提前2个月完工，具体工期分析如下表所示：
5.2 经济比较
二期围护结构形式改为排桩方案后比原连续墙方案投资减少2666286元。
6 结术语
在繁华的城市里修建地铁车站，其围护结构是设计和施工中最重要的一个环节之一，既要考虑基坑安全性，又考虑施工过程中对周边环境的影响，因此选择合理的围护结构形式和合理的施工工艺，将产生巨大的社会效益和经济效益。
参考文献：
[1]《建筑深基坑工程施工安全技术规范》（JGJ311-2016）
[2]《地下防水工程质量验收规范》（GB 50208-2011）
[3]《建筑地基基础工程施工规范》（GB 51004-2015）
[4]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（06）.1-24.
[5]郑刚，杜一鸣，刁钰，邓旭，朱敢平，张立明.基坑开挖引起邻近既有隧道变形的影响区研究[J].岩土工程学报. 2016（04）.599-612.