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[摘要]如何在地铁土建施工中使得基坑围护结构既具有良好的结构稳定性和防水效果好，又能够造价低、施工方便一直以来是广大工程技术人员在不断探索的课题。本文结合工程降水、开挖、支撑等多方面对此类施工进行阐述与分析。
[关键词]地铁土建施工基坑开挖施工工艺
中图分类号：U231. 3 文献标识码：U 文章编号：1009―914X（2013）28―0431―01
1 降水
深基坑降地下水的作用：保持开挖面的干燥，便于开挖施工；增加基坑稳定性；改善基坑土体的特性，增加土体强度；防止坑底的隆起和破坏降水工艺有很多种，如电渗法、喷射法、真空法等，有轻型井点、深井井点等。在选取时需根据不同的土层特性及基坑深度确定。当土层的渗透系数较低时应采用真空井点系统，以便在井点周围形成部分真空，增加流向井点管的水力坡度。
采用深井井点时，应根据土层渗透系数的不同开一截滤管或多截滤管。滤管周围应均匀填充填料，以保证水可以透过填料，而土体颗粒不会透过从而堵塞滤孔。填料应根據土体颗粒组成确定。为防止真空泄漏，应在孔口一定高度内用粘土回填密实。
2 降水施工的注意事项
2.1应根据工程地质和水文地质条件、场地的施工条件、周围环境条件、机具及材料供应条件等，合理地选用轻型井点、喷射井点、深井井点、真空深井井点等井点类型，以及井点构造措施。
2.2井点降水以不影响邻近建筑物及地下管线的安全为原则，必要时应采取回灌措施。基坑降水必须在坑内外根据需要设置数量足够观测孔，并在坑外设置地面沉降观测点；
2.3若遇承压水，应对坑底稳定性进行验算。必要时，应采用降承压水的措施，并应符合正式降承压水前应做抽水试验，确定降水参数；井点布置应综合考虑基坑周围环境条件、地质条件和现场施工条件，当基坑周围环境容许时，宜在基坑外设置井点。承包商应对各工况下坑底抗承压水头的安全系数进行验算，并根据验算结果制定详细的降水和封井计划。应对成井口径、井深、井管配置、砂料填筑、洗井试抽、出水量等关键工序做好详细的纪录，每道工序完成后应进行检查和确认；应指定专人负责抽水、观测，并详细记录水位、水量变化情况。
3 开挖
3.1控制软土深基坑变形的因素包括，分层分块开挖能够有效地调动地层的空间效应，以降低应力水平、控制流变位移。减少每步开挖到支撑完毕的时间，即无支撑暴露时间，可明显控制挡墙的流变位移，这在无支撑暴露时间小于24小时效果尤其明显。解决软土深基坑变形控制问题的出路在于规范施工步序和参数，并将其作为实现设计要求的保证。
3.2地铁深基坑施工工序
基坑角部斜撑部分（端头井部分）的开挖，先自基坑角点沿垂直于斜撑方向向基坑内分步开挖，每步挖土适当限定宽度，每步开挖与支撑工作在限定时间内完成，两个斜撑范围内的三角形土体开挖后，再挖除坑内余留的土体。如每步斜条状开挖长度大于20m时则先挖中间再挖两端。
从上面的基坑开挖方式中可以看出，基坑开挖分层数、每一层的厚度、每小段的开挖顺序、尺寸和无支撑暴露时间等是和软土流变变形直接相关的重要施工参数。当这些参数和地基土参数、支护结构参数一起被作为基坑设计依据并在施工中得以切实实施，软土基坑变形就能够真正得以合理而准确的预测和控制。
3.3变形控制的主要措施有：
调整后继开挖步序和参数，这是运用软土基坑工程时空效应规律，控制基坑变形的一个十分重要的方法。当基坑变形或变形速率超过警戒值，应用考虑时空效应的计算方法，可以找出后继开挖中满足环境保护要求的施工参数。
利用双液分层注浆注浆控制基坑挡墙位移或保护对象的位移，注浆时要结合跟踪监测数据，谨慎合理地选用注浆参数。
3.4深基坑开挖过程的控制要点：
3.4.1基坑开挖必须按设计要求分段开挖和浇筑底板。每段开挖中又分层、分小段，并限时完成每小段的开挖和支撑。
3.4.2车站端头井的开挖，应首先撑好标准段内的2根对撑，再挖斜撑范围内的土方，最后挖除坑内的其余土方。斜撑范围内的土方，应自基坑角点沿垂直于斜撑方向向基坑内分层、分段、限时地开挖并架设支撑。对长度大于20m的斜撑，应先挖中间再挖两端。主要施工参数有：每小段宽度，每小段开挖的无支撑暴露时间以及每层开挖厚度。
3.4.3基坑开挖过程中严禁超挖，分层开挖的每一层开挖面标高不得低于该层支撑的底面或设计基坑底标高。
3.4.4基坑纵向放坡不得大于安全坡度，并进行必要的人工修坡。应对暴露时间较长或可能受暴雨冲刷的纵坡采用坡面保护措施，严防纵向滑坡。开挖过程中应及时封堵地下连续墙接缝或墙体上的渗漏点。
3.4.5坑底开挖与底板施工，设计坑底标高以上30cm的土方，应采用人工开挖，局部洼坑应用砾石砂填实至设计标高。坑底应设集水坑，以及时排除坑底积水。集水坑与基坑挡墙内侧的距离应大于1/4基坑宽度。在开挖到底后，必须在设计规定时间内浇筑混凝土垫层。垫层所用混凝土的强度以及达到强度的时间必须满足设计要求。必须在设计规定的时间内浇筑钢筋混凝土底板。
4 支撑
在深基坑的施工支护结构中，常用的支撑系统按其材料分可以有钢支撑和钢筋混凝土支撑等种类。其优缺点比较如下表。
钢支撑优点，便于安装和折除；材料的消耗量小；可以及时施加预应力以减少无支撑暴露时间，合理地控制软土基坑变形；有利于缩短工期，缺点，整体刚度较弱；稳定性差；节点构造处理难度大。
钢筋混凝土支撑优点，整体刚度好；节点构造处理相对简单；结构稳定性好，缺点，制作时间长于钢支撑，不利于减少无支撑暴露时间；拆除工作比较繁重；材料的回收利用率低；工期相对较长。
就支撑结构的发展方向而言还是应该推广使用钢支撑，努力实现钢支撑杆件的标准化、工具化，建立钢支撑制作、安装、维修一体化的施工技术力量，提高支撑结构的施工水平。但还需强调指出，支撑系统应因地制宜，在特定条件下，钢筋混凝土支撑仍有其存在和优化的必要。
4.1支撑安装和制作要点
4.1.1在开挖每一层的每小段的过程中，当开挖出一道支撑的位置时，即在支撑两端墙面上测定出该道支撑两端与地下墙（或围檩）的接触点，以保证支撑与墙面垂直且位置准确，对这些接触点要整平表面，画出标志，并量出两个相对应的接触点间的支撑长度，以使地面上预先按量出长度配置支撑，并配备支撑端头配件以便于快速装配。
4.1.2支撑就位后应及时准确施加预应力，在施加预应力进程中要将钢支撑接头处连接螺栓拧紧三次以上以保持预应力。所施加的支撑预应力的大小应由设计单位根据设计轴力予以确定。通常取值为：第一道支撑预加轴力应大于设计轴力的50%；第二道及其下各道支撑预加轴力为设计轴力的80%。对于施加预应力的油泵装置要经常校验，以使之运行正常，所量出预应力值准确。每根支撑施加的预应力值要记录备查。
4.1.3为防止支撑施加预应力后和地墙（或围檩）不能均匀接触而导致偏心受压，首次施加预应力后立即在空隙处以速凝的细石混凝土填实。
参考文献
[1] 建筑基坑支护技术规程（JGJ120-2012）.中国建筑工业出版社；第1版，2012-9
[2] 刘宗仁.基坑工程.哈尔滨工业大学出版社；第1版
[3] 吴林高，李国，方兆昌.基坑工程降水案例.人民交通出版社；第1版，2009-3
[关键词]地铁土建施工基坑开挖施工工艺
中图分类号：U231. 3 文献标识码：U 文章编号：1009―914X（2013）28―0431―01
1 降水
深基坑降地下水的作用：保持开挖面的干燥，便于开挖施工；增加基坑稳定性；改善基坑土体的特性，增加土体强度；防止坑底的隆起和破坏降水工艺有很多种，如电渗法、喷射法、真空法等，有轻型井点、深井井点等。在选取时需根据不同的土层特性及基坑深度确定。当土层的渗透系数较低时应采用真空井点系统，以便在井点周围形成部分真空，增加流向井点管的水力坡度。
采用深井井点时，应根据土层渗透系数的不同开一截滤管或多截滤管。滤管周围应均匀填充填料，以保证水可以透过填料，而土体颗粒不会透过从而堵塞滤孔。填料应根據土体颗粒组成确定。为防止真空泄漏，应在孔口一定高度内用粘土回填密实。
2 降水施工的注意事项
2.1应根据工程地质和水文地质条件、场地的施工条件、周围环境条件、机具及材料供应条件等，合理地选用轻型井点、喷射井点、深井井点、真空深井井点等井点类型，以及井点构造措施。
2.2井点降水以不影响邻近建筑物及地下管线的安全为原则，必要时应采取回灌措施。基坑降水必须在坑内外根据需要设置数量足够观测孔，并在坑外设置地面沉降观测点；
2.3若遇承压水，应对坑底稳定性进行验算。必要时，应采用降承压水的措施，并应符合正式降承压水前应做抽水试验，确定降水参数；井点布置应综合考虑基坑周围环境条件、地质条件和现场施工条件，当基坑周围环境容许时，宜在基坑外设置井点。承包商应对各工况下坑底抗承压水头的安全系数进行验算，并根据验算结果制定详细的降水和封井计划。应对成井口径、井深、井管配置、砂料填筑、洗井试抽、出水量等关键工序做好详细的纪录，每道工序完成后应进行检查和确认；应指定专人负责抽水、观测，并详细记录水位、水量变化情况。
3 开挖
3.1控制软土深基坑变形的因素包括，分层分块开挖能够有效地调动地层的空间效应，以降低应力水平、控制流变位移。减少每步开挖到支撑完毕的时间，即无支撑暴露时间，可明显控制挡墙的流变位移，这在无支撑暴露时间小于24小时效果尤其明显。解决软土深基坑变形控制问题的出路在于规范施工步序和参数，并将其作为实现设计要求的保证。
3.2地铁深基坑施工工序
基坑角部斜撑部分（端头井部分）的开挖，先自基坑角点沿垂直于斜撑方向向基坑内分步开挖，每步挖土适当限定宽度，每步开挖与支撑工作在限定时间内完成，两个斜撑范围内的三角形土体开挖后，再挖除坑内余留的土体。如每步斜条状开挖长度大于20m时则先挖中间再挖两端。
从上面的基坑开挖方式中可以看出，基坑开挖分层数、每一层的厚度、每小段的开挖顺序、尺寸和无支撑暴露时间等是和软土流变变形直接相关的重要施工参数。当这些参数和地基土参数、支护结构参数一起被作为基坑设计依据并在施工中得以切实实施，软土基坑变形就能够真正得以合理而准确的预测和控制。
3.3变形控制的主要措施有：
调整后继开挖步序和参数，这是运用软土基坑工程时空效应规律，控制基坑变形的一个十分重要的方法。当基坑变形或变形速率超过警戒值，应用考虑时空效应的计算方法，可以找出后继开挖中满足环境保护要求的施工参数。
利用双液分层注浆注浆控制基坑挡墙位移或保护对象的位移，注浆时要结合跟踪监测数据，谨慎合理地选用注浆参数。
3.4深基坑开挖过程的控制要点：
3.4.1基坑开挖必须按设计要求分段开挖和浇筑底板。每段开挖中又分层、分小段，并限时完成每小段的开挖和支撑。
3.4.2车站端头井的开挖，应首先撑好标准段内的2根对撑，再挖斜撑范围内的土方，最后挖除坑内的其余土方。斜撑范围内的土方，应自基坑角点沿垂直于斜撑方向向基坑内分层、分段、限时地开挖并架设支撑。对长度大于20m的斜撑，应先挖中间再挖两端。主要施工参数有：每小段宽度，每小段开挖的无支撑暴露时间以及每层开挖厚度。
3.4.3基坑开挖过程中严禁超挖，分层开挖的每一层开挖面标高不得低于该层支撑的底面或设计基坑底标高。
3.4.4基坑纵向放坡不得大于安全坡度，并进行必要的人工修坡。应对暴露时间较长或可能受暴雨冲刷的纵坡采用坡面保护措施，严防纵向滑坡。开挖过程中应及时封堵地下连续墙接缝或墙体上的渗漏点。
3.4.5坑底开挖与底板施工，设计坑底标高以上30cm的土方，应采用人工开挖，局部洼坑应用砾石砂填实至设计标高。坑底应设集水坑，以及时排除坑底积水。集水坑与基坑挡墙内侧的距离应大于1/4基坑宽度。在开挖到底后，必须在设计规定时间内浇筑混凝土垫层。垫层所用混凝土的强度以及达到强度的时间必须满足设计要求。必须在设计规定的时间内浇筑钢筋混凝土底板。
4 支撑
在深基坑的施工支护结构中，常用的支撑系统按其材料分可以有钢支撑和钢筋混凝土支撑等种类。其优缺点比较如下表。
钢支撑优点，便于安装和折除；材料的消耗量小；可以及时施加预应力以减少无支撑暴露时间，合理地控制软土基坑变形；有利于缩短工期，缺点，整体刚度较弱；稳定性差；节点构造处理难度大。
钢筋混凝土支撑优点，整体刚度好；节点构造处理相对简单；结构稳定性好，缺点，制作时间长于钢支撑，不利于减少无支撑暴露时间；拆除工作比较繁重；材料的回收利用率低；工期相对较长。
就支撑结构的发展方向而言还是应该推广使用钢支撑，努力实现钢支撑杆件的标准化、工具化，建立钢支撑制作、安装、维修一体化的施工技术力量，提高支撑结构的施工水平。但还需强调指出，支撑系统应因地制宜，在特定条件下，钢筋混凝土支撑仍有其存在和优化的必要。
4.1支撑安装和制作要点
4.1.1在开挖每一层的每小段的过程中，当开挖出一道支撑的位置时，即在支撑两端墙面上测定出该道支撑两端与地下墙（或围檩）的接触点，以保证支撑与墙面垂直且位置准确，对这些接触点要整平表面，画出标志，并量出两个相对应的接触点间的支撑长度，以使地面上预先按量出长度配置支撑，并配备支撑端头配件以便于快速装配。
4.1.2支撑就位后应及时准确施加预应力，在施加预应力进程中要将钢支撑接头处连接螺栓拧紧三次以上以保持预应力。所施加的支撑预应力的大小应由设计单位根据设计轴力予以确定。通常取值为：第一道支撑预加轴力应大于设计轴力的50%；第二道及其下各道支撑预加轴力为设计轴力的80%。对于施加预应力的油泵装置要经常校验，以使之运行正常，所量出预应力值准确。每根支撑施加的预应力值要记录备查。
4.1.3为防止支撑施加预应力后和地墙（或围檩）不能均匀接触而导致偏心受压，首次施加预应力后立即在空隙处以速凝的细石混凝土填实。
参考文献
[1] 建筑基坑支护技术规程（JGJ120-2012）.中国建筑工业出版社；第1版，2012-9
[2] 刘宗仁.基坑工程.哈尔滨工业大学出版社；第1版
[3] 吴林高，李国，方兆昌.基坑工程降水案例.人民交通出版社；第1版，2009-3