膨脹土地區(qū)某超大型地鐵車輛基地深基坑施工關(guān)鍵技術(shù)

1、 膨脹土地區(qū)某超大型地鐵車輛基地深基坑施工關(guān)鍵技術(shù) 摘 要： 以某膨脹土地區(qū)地鐵地下停車場深基坑為例，從開挖體量、交叉作業(yè)、交通組織、變形控制等方面分析城市超大深基坑施工組織的主要重難點，介紹施工的關(guān)鍵技術(shù)，對于類似條件下的超大深基坑施工具有參考借鑒意義。關(guān)鍵詞： 超大深基坑；開挖；膨脹土；降排水；變形控制1工程概況某地鐵車輛基地是雙層地下停車場，總建筑面積18.29萬平方米，其主體土石方開挖方量達206萬方。該停車場位于城區(qū)三環(huán)內(nèi)，主要運輸通道位于場地南側(cè)?；臃譃樗膫€區(qū)段：a區(qū)為聯(lián)絡(luò)線區(qū)，為停車場的出入段線，其中a1區(qū)為最大開挖深度約16.5米，最大開挖寬度約8米，南北向長度約195米；a

2、2區(qū)最大開挖深度約17.5米，最大開挖寬度約為27米，南北向長度約330米。b區(qū)為咽喉道岔區(qū)，呈三角形，南北向長度約250米，最大開挖深度約18.7米，平面尺寸不規(guī)則。c區(qū)、d區(qū)為停車場檢修及停車庫，最大開挖深度約18.7米，最大寬度約為182.95米，長度約為324米。圖1 停車場平面示意圖開挖范圍從上至下主要為：雜填土、黏土、粉質(zhì)黏土、卵石土、全風化泥巖、強風化泥巖、中等風化泥巖。雜填土、膨脹土、膨脹巖及風化巖為特殊巖土，其中雜填土和膨脹土厚度約3至10米，分布于地表，對主體基坑施工有一定的影響。2施工組織設(shè)計重難點分析2.1開挖體量大該停車場大面積土石方開挖，土石方開挖量達206萬方，如

3、何組織高效開挖，是確保組織下一步結(jié)構(gòu)施工的關(guān)鍵。2.2交叉作業(yè)多場內(nèi)挖掘、樁基、圍護、混凝土等機械設(shè)備施工，各工序交叉作業(yè)，保證保證人員安全、協(xié)調(diào)機械的作業(yè)工序、確保工期是關(guān)鍵。2.3交通組織難材料及土石方僅有成洛大道一側(cè)通道進行運輸，如何安全高效組織運輸及場地內(nèi)交通疏導是交通安全管理的重點。2.4膨脹土開挖變形控制難本基坑土方開挖較深，基坑地面范圍內(nèi)存在膨脹土，該土體具有顯著的吸水膨脹和失水收縮的特性，遇水極易造成地層變形。如此大面積的基坑施工，如何做好施工區(qū)域降排水，防止地表水的下滲是確保基坑穩(wěn)定的關(guān)鍵。123施工關(guān)鍵技術(shù)3.1支護體系構(gòu)建設(shè)計上構(gòu)建超大超挖明深基坑綜合防護體系，廣泛運用圍

4、護樁+多層錨索結(jié)合放坡土釘噴錨技術(shù)，保證施工期間不增加隔水封閉措施的情況下，消除膨脹土的不利影響。圖2 停車場支護形式平面示意圖3.2開挖施工原則遵循時空效應，按照分區(qū)、分層、對稱、平衡的開挖原則3；先島式后盆式挖土的形式，減少開挖時無支護暴露時間；支護樁需養(yǎng)護28天齡期，達到設(shè)計強度后方可進行土方開挖；按規(guī)范要求進行放坡和噴錨；降水和排水結(jié)合，特別加強地表雨水、施工用水的截排，防止下滲；加強開挖標高的控制，基底預留30厘米厚度土層人工撿底，嚴禁超挖；開挖到設(shè)計深度時，盡可能短的時間內(nèi)將底板澆筑完畢，減少變形、確保支護結(jié)構(gòu)安全。3.3開挖方案整個基坑開挖分塊分層進行，分塊大小30米30米左右，

5、方便同時2輛自卸車停放待裝。塊與塊之間按1：2坡率放坡，保持邊坡穩(wěn)定和排水需要。開挖時采用基坑盆式與島式開挖靈活結(jié)合，先島后盆的開挖方法。表層土采用島式開挖四周土方，施工土釘墻；下層土方先采用盆式開挖中間土方，合理預留被動土3及臨時邊坡，保證基坑穩(wěn)定且土方開挖作業(yè)連續(xù)性，也減少圍護結(jié)構(gòu)錨索施工工期長對土方開挖進度的影響。施工期間重視排水防汛工作，改進基坑降排水技術(shù)，消除膨脹土的不利影響。開挖工序斷面示意分別如圖3所示。圖3 開挖工序斷面示意圖3.4開挖步序地面向下5至7米范圍先采用島式開挖，縱向分段跳槽開挖邊坡，每段開挖長度控制在30米，厚度2米，先開挖四周便于快速施工支護結(jié)構(gòu)。島式開挖如圖4

6、所示。圖4 島式開挖斷面示意圖在周邊支護施工及養(yǎng)護期間，開始開挖中間土方，保留四周土體，形成被動土，如此即能確保周邊支護穩(wěn)定，又可加快開挖工效。開挖中部土時按1：2坡率放臨坡，厚度2米一層，留5米寬平臺。盆式開挖如圖5所示。圖5 盆式土開挖斷面示意圖3.5運輸組織本工程開挖土石方量巨大，開挖期間的設(shè)備及運輸車輛眾多，如何做好運輸組織，是確保施工效率和安全的關(guān)鍵。（1）合理劃分施工區(qū)域，每個區(qū)域分別安排出入口、運輸?shù)缆?、上下坡道，使得各運輸隊伍形成獨立循環(huán)互不影響的運輸系統(tǒng)。（2）根據(jù)開挖設(shè)備數(shù)量、運輸距離、交通情況等因素，計算所需的運輸車輛，統(tǒng)一編號管理。（3）場內(nèi)運輸?shù)缆吩O(shè)置：土方開挖施工時

7、，對基坑頂進行道路硬化處理，以滿足高強度和長時間重載車輛通行為宜，推薦處理方式：地基壓實后面層采用水泥穩(wěn)定碎石層（20厘米）結(jié)合c40混凝土面層（25厘米）。在場內(nèi)設(shè)置行進誘導、限速等安全標志，并安裝照明燈。（4）上下坡道設(shè)置：根據(jù)實際出土效率和順序等情況，考慮100米范圍內(nèi)左右兩側(cè)各設(shè)置出土馬道一條，以有效的使得開挖階梯形成，最低處與開挖平面達12米，行走通道坡率（約1：10）也能滿足車輛上下爬行需要。馬道隨基坑開挖調(diào)整，并用建渣碾壓鋪筑，利于運輸車輛通行。（5）嚴格控制場內(nèi)運輸?shù)缆返馁|(zhì)量，制定落實雨季及夜間施工技術(shù)措施，保障交通安全。設(shè)置專門的管理隊伍對行車組織進行監(jiān)督管理，對外協(xié)調(diào)相關(guān)交

8、通管理單位，盡量安排出土時間與上下班時間錯開。3.6降排水措施除了注重地下水控制，還應特別注意地表水的截留與排放。（1）基坑降水：基坑外按20米間距設(shè)置降水井，井深達底板以下3米。土方開挖過程中，主要通過降水井抽水截斷基坑外的水源補給進行降水。（2）坑內(nèi)明排：開挖時坑內(nèi)利用旋挖鉆機按20至30米間距成孔，或挖出溝槽匯集地下水，通過抽排積水，提前梳干坑內(nèi)土層地下水；靠近坡腳處半米處設(shè)置匯水溝，并引入集水坑，防止坡腳浸泡垮塌；靠近基坑邊緣35米處設(shè)置截水溝，在角落等對施工影響較小的區(qū)域設(shè)置集水坑，開挖面設(shè)置3坡率的縱坡，引向截水溝。（3）截水溝：基坑坡頂及各級平臺坡腳布置截水溝，間隔30米設(shè)置集水

9、井，截水溝和集水井均做防水處理防止下滲，集水井積水及時抽排至地面排水溝排出。（4）擋水線：基坑坡頂及邊坡平臺邊緣設(shè)置擋水線，向基坑外設(shè)排水坡，攔截雨水、邊坡泄水孔排水，將水引入截水溝排至集水井抽排。（5）主排水溝：尺寸0.6米0.6米，基坑周邊道路外側(cè)布置，溝內(nèi)做防水處理防止下滲。（6）防汛搶險：成立防汛領(lǐng)導小組，固定搶險防汛隊人員，遇有險情可快速就位。建立防汛氣象信息網(wǎng)，跟蹤天氣預報，分區(qū)配備多臺柴油發(fā)電機、抽水設(shè)備等應急搶險物資，定點專人保管，不得挪作它用。3.7監(jiān)測監(jiān)控由于基坑面積大，開挖深，工程地質(zhì)條件相對較差，開展深基坑施工監(jiān)測，形成有效完整的監(jiān)測系統(tǒng)，與設(shè)計方案和施工工況相匹配4十

10、分重要。（1）設(shè)計單位應明確基坑保護等級、監(jiān)測項目，并提出監(jiān)測頻率、控制值，并根據(jù)工程特點、監(jiān)測項目控制值和施工經(jīng)驗數(shù)據(jù)等制定監(jiān)測預警等級和標準，對復雜工況或節(jié)點提出針對性的監(jiān)控量測要求。（2）施工單位組織有資質(zhì)的監(jiān)測單位按照設(shè)計、規(guī)范要求編制專項基坑施工監(jiān)測方案，經(jīng)由專家評審論證、審批完成后按照方案要求進行監(jiān)測點布設(shè)并開展施工監(jiān)測。（3）基坑施工監(jiān)測項目主要包括支護體系的內(nèi)力和位移監(jiān)測、地表沉降監(jiān)測、地下水位及土體深層位移監(jiān)測、坑內(nèi)坡頂水平及豎向位移監(jiān)測、周邊建筑物及管線監(jiān)測等，施工過程中進行巡視巡查。（4）基坑監(jiān)測點布設(shè)、監(jiān)測頻率應滿足設(shè)計、專項方案要求，相關(guān)規(guī)定按照城市軌道交通工程監(jiān)測技

11、術(shù)規(guī)范（gb50911）的相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。（5）數(shù)據(jù)采集后第一時間形成監(jiān)測報表，及時進行分析、處理，確認監(jiān)測成果是否超預警指標，對結(jié)構(gòu)及建構(gòu)筑物、地表等的穩(wěn)定性進行綜合分析。監(jiān)控量測預警后，及時召開專題會議分析研究進行處置。4結(jié)語該停車場通過廣泛運用圍護樁+多層錨索結(jié)合放坡土釘噴錨施工技術(shù)，制定實施可靠的降排水技術(shù)措施，消除了膨脹土的不利影響，開挖時采用超大型基坑盆式與島式開挖方法，合理預留被動土及臨時邊坡，保證基坑穩(wěn)定和土方開挖作業(yè)連續(xù)性，也減少了圍護結(jié)構(gòu)錨索施工工期長對土方開挖進度的影響，充分利用監(jiān)控量測的信息化指導作業(yè)，實踐證明基坑開挖施工進度、施工安全均得到了有效保障，對類似超大基坑開挖施工有一定的借