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1、地铁车站深基坑开挖施工技术探析摘要:以武汉市轨道交通4号线一期工程土建第二标段青鱼嘴车站深基坑工程作为背景,对在施工中所涉及到的具体技术措施探讨分析,以期为类似丁程的施工设计提供参考。关键词:地铁车站深基坑开挖施工屮图分类号:TV551.4文献标识码:A文章编号:一、工程概况青鱼嘴站位于中北路武汉重型机床厂门前,总长为458m,标准段外包总宽19.7m,标准段开挖深度16.98m,盾构井处基坑开挖深度18.13m。标准段竖向设置三道支撑,第一道支撑采用钢筋混凝土支撑水平间距5〜6m,其余设置∅609钢管支撑水平间距约3m。;盾构段竖向设置四道支撑,第一道采用钢筋混凝土支撑,其余设
2、置钢管支撑。二、工程地质条件拟建工程场地地貌为长江三级阶地,场地分布地层自上而下可以分为若干个单元层,各岩层按不同岩性及工程性能分为若干亚层。具体见表2-1与表2-2《主要土层岩土物理力学性质表》。本标段场区的地下水按赋存条件,可分为上部滞水、潜水、孔隙承压水和基岩裂隙水。上部滞水水位埋深较浅,平均1.0m,潜水主要分布于临沙湖一带浅部粉土、粉砂层中,水位埋深平均1.2m,上部滞水和潜水主要接受地表水及大气降水补给,弱承压水主要赋存于卵石混粗砂、圆砾土中,含水层顶板为上部老粘性土,底板为基岩。地下水水量较大,具弱承压性。表2-1岩土物理力学性质表表2-2岩土物理力学性质表三、基坑开挖(一)基
3、坑开挖施工原则按照深基坑施工规程,本段基坑属长开挖,为确保安全,除严格遵循“先撑后挖、及时封底”的基本原则外,还应严格遵循“时空效应”的理论,按照“分段、分层、对称、平衡、限时”的原则进行开挖。(1)分段、分层分段:基坑开挖完成最后一层土方后要及时进行底板混凝土结构施工,因此基坑开挖分段应与主体结构施工分段相对应。主体结构施工分段主要考虑以下几点:%1满足不同的结构形式与不同施工方法的耍求。%1结构节段的施工缝设于结构柱间纵梁受力较小部位,即梁跨的1/3—1/4处。%1为防止梁板混凝土开裂,控制混凝土温度引起的干缩和收缩,结构节段一次浇注长度不宜过长,一般在12〜16m之间。%1结合车站附属
4、结构情况综合考虑,尽量避免将分段接缝设于出入口和风道结构范围。考虑到以上的分段要求,木基坑主体结构可分为29段,分段长度为12〜16m。分层:基坑开挖分层高度按支撑设置位置划分,前三层开挖面位于相应三道支撑底面,最后一层开挖面为基坑开挖底。基坑标准段共分四层开挖,第一层开挖面距地面2.4m,第二层开挖高度5.9m,第三层开挖高度4.7m,第四层开挖高度3.9m。基坑盾构井段共分五层开挖,笫一层开挖面距地面2•加,第二层开挖高度5.9m,第三层开挖高度4.2m,第四层开挖高度3m,第五层开挖高度2.6mo(2)对称、平衡、限时对称、平衡:在基坑横向先挖基坑中间土方,再对称开挖靠围护结构两侧预留
5、土方,保持基坑两侧围护结构的受力平衡,减少基坑无支撑暴露时间。具体如图3-1所示。图3-1基坑横向开挖示意图限时:由于本基坑第二、三道钢支撑间距2.5~3m,本基坑每循环开挖6m,每次安装两根支撑。每循环开挖出土量约634m3,按机械设备配备每小时最大开挖量50m3/h,开挖时间不超过15小时,随即在8小时以内安装完成两根钢支撑,以保证24小时内抽槽架设完成钢支撑。(二)基坑开挖方法根据基坑开挖区域的工程地质、水文地质、施工场地等情况,综合考虑工期要求、施工总体安排等各种因索,确定施工方法,并配备充足的施工机械设备和劳动力,确保工期冃标的实现。青鱼嘴站根据现场实际情况采用由南北两端头向屮间的
6、开挖顺序。(1)开挖及出土方法%1第一层开挖及出土方法第一层十方采用短臂挖掘机直接开挖、出土,自卸运输车运输。%1第二、三、四层开挖及出土方法下层土方开挖采用长臂挖机直接开挖出土,配备两台小挖机在坑内倒运土方,挖出的土方直接装车运走。(2)土方开挖技术措施%1土方由自卸汽车外运至临时弃土场。%1开挖纵向刷坡,随挖随刷坡,刷坡坡度在基坑允许开挖边坡坡率以内。为确保开挖边坡的稳定性及安全性,并考虑便于小型挖掘机施工作业,木基坑开挖边坡坡度确定为1:3的边坡。%1在开挖至距基底300伽时,由人工清底开挖至设计标高,严防超挖。%1为确保基坑稳定,开挖至基底后迅速施工垫层,并在垫层施作完后7天内将钢筋
7、碗底板浇注完。%1开挖过程中设专人及时绘制地质素描图,当基底土层与设计不符时,及时通知设计、监理制定处理方案。当开挖有文物出现时,立即停止开挖,保护好现场,及时通知监理及相关部门进行处理。%1分段开挖两段之间设截流沟和排水沟,渗水及雨水及时用泵抽排走。%1开挖过程中,按既定的监测方案对基坑及周围环境进行监测,以反馈信息指导施工。四、施工监测结果及分析基坑开挖施工的基木特点是先变形,后支撑。在软土地基中进行基坑