临近既有地铁站深基坑施工技术研究
温文竹
(中铁建海南投资有限公司,海南陵水572400)
[摘要]以新建广州市轨道交通十一号线中山八站紧邻既有地铁站深基坑工程为例,在对工程的地质
情况和水文条件分析的基础上,结合既有五号线换乘站安全运营要求,采用经济合理与技术可行的施工方 案,通过土体加固,双轮铣与液压抓斗配合成槽,基坑降水,液压劈裂和静力爆破等工法在深基坑工程施工中 的应用,即保证新建工程能够按计划实施,又确保既有地铁站的正常运转
Q
[关键词]深基坑;既有结构;双轮铣;液压劈裂;静力爆破文章编号:2〇95 _4〇85(2〇19)03 -0119 -〇2
1引言
4工程重难点
近年来,各大城市逐渐加大对城市轨道交通工程 的建设投资,地下空间的利用率逐年提高,新建地铁 换乘站比例迅速增加,临近既有建构筑物的深基坑施 工不可避免,既要保证深基坑工程施工安全,又不能 对既有运营地铁站产生不良影响,是临近既有线施工 的控制重点。根据新建广州市轨道交通十一号线中山 八站深基坑工程施工实例,对深基坑工程近接既有地 铁站施工技术进行研究。
2工程概况
广州市轨道交通十一号线中山八站是地下五层车 站,车站全长345m,主体结构明挖段长170m,宽 29m,站台中心底板埋深36m,与既有运营五号线车 站组成换乘站,两站间围护结构距离〇. 3m〜1. lm, 以地下连续墙+混凝土支撑+钢支撑作为围护支撑体 系,根据地质补勘资料显示,基底以上l〇m〜18m范 围内为岩层,地下连续设计墙深43m,入岩12m〜 20m不等。该站的平面图如图1所示。
KI
(1) 既有五号线中山八站位于广州市荔湾区, 属于老城区,靠近公交站场(同步拆迁),汽车站和 童装批发市场,人流密集,交通繁忙,工程施工安排 不能对地面交通和既有线路的运营产生不良影响,施 工前必须要做好交通疏解方案。
(2) 新建车站基坑围护结构与既有车站地连墙 间距从0. 3m〜1. lm不等,围护结构施工和土方开 挖都会对既有车站产生一定的影响,存在极大的安全 隐患,且施工时的噪音和震动污染对车站工作人员和 地铁乘客均有不良影响,因此,施工前必须做好专项 施工方案,采取有效措施确保施工安全,运营安全和 居民生活环境舒适。
(3) 围护结构施工时,既有结构受土层扰动影 响,易出现结构变形,开裂,渗(漏)水等问题, 因此需要在开工前做好应急抢险方案,并在现场充分 准备应急抢险物资和设备,设专人巡查。
(4) 由于市区内禁止常规爆破作业,且基坑周 围环境复杂,又靠近正在运营的地铁线路,只能选用 低噪音、地震动的工艺进行石方开挖,对工期进度有 一定的影响。
5总体方案
图1车站平面布置示意图
3水文地质情况
3. 1地形地貌
基坑位于珠江三角洲冲积平原,地势较为平坦。 车站范围内第四系覆盖层较为发育,厚度较大,主要 为海陆交互相沉积和冲洪积的淤泥,砂土及粘性土 层,下卧岩层为白垩系泥质粉砂岩。3. 2场地水文
基坑所在区域为珠江流域,地下水主要是松散岩 类孔隙水和层状基岩裂隙水,依靠大气降水和孔隙水 补给。西侧紧邻荔湾湖,周围水系较为发育。场内水 位埋深为1. 6m〜2. 0m,标高为5. 75m〜5. 96m, 地下水位的变化幅度一般为2. 5m〜3. Om。
(1) 基本原则是先围挡,后施工,先支护,后
开挖,先主体,后附属,相邻施工互相配合,施工中 坚持文明,环保理念,渣土外运安排在夜间进行,施 工现场全部实行封闭式管理,进出场的渣土车全部要 先清洗干净。
(2) 地下连续墙采用液压抓斗成槽机和双轮铣 相互配合的工艺,内支撑采用轮支撑、钢支撑相结合 的方式,降水井,地基加固,格构柱等工程尽量与连 续墙同步施工,以达到节约工期的目的。
(3) 基坑土方开挖工作遵循“竖向分层,横向 分段,平衡对称,先撑后挖,随撑随挖,限时完成” 的原则施工,由车站东端向西端共分为六个阶段,分 段长度为28. 7m的一段,25m的五段。
(4) 基坑开挖至设计标高,经施工,设计,监 理共同对地质情况,地基承载力进行确认,然后按照 设计要求施工混凝土垫层,抗拔桩和主体结构。
6主要施工步骤
6. 1坑槽加固
新建工程深基坑地连墙与既有地连墙平均间距约
•119.
—
通
MflM©
〇. 7m,且该处主要是淤泥,淤泥质粉细砂,槽壁土 的cpO. 6@0. 4m双管高压旋喷桩,能有效防止地下 层较薄易垮塌,地下连续墙施工前,在靠既有五号线 水通过墙间缝隙渗入车站内。车站一侧长约85. lm新旧连续墙间土体范围内采用 6. 4基坑开挖cpO. 6@0. 45m水泥搅拌桩进行槽壁加固,平均桩长 (1) 基坑开挖过程中,严格按照方案确定的分 15m,达到维持槽壁土体稳定和保护既有车站安全的 段长度、分层高度开挖,做到随挖随撑。当基坑支撑 目的。为钢筋混凝土支撑时,在下层土方开挖前,必须先对 6. 2地连墙施工支撑混凝土强度进行试验检测,达到设计要求后再继
(1) 成槽设备选择液压抓斗成槽在土层中的成 续开挖。当基坑支撑为钢管支撑时,必须在施加预应 槽效率高且价格相对便宜,但遇到中风化及微风化岩 层时,就必须辅以旋挖钻或冲击钻,施工时产生较为 严重的噪音和震动污染,且工期进度较慢。双轮铣成 槽虽然单价高,但在岩层中的施工速度,成槽质量, 噪音和震动控制均有较为优秀的表现。综合技术经济 分析,既要降低施工成本,又要满足工期及既有5号 线运营要求,选用金泰SC50液压抓斗成槽与徐工 XTC80双轮铣相结合的施工工艺,即先由液压抓斗成 槽机首先施工,双轮铁成槽。
待施工到全风化岩层后,及时更换为 (2) 导°墙施工导墙平面位置随着地连墙的走向
布置,槽口宽度需比地连墙厚度宽4〜6mm,导墙混
凝土浇筑完成拆模后,及时施作水平横撑,防止导墙
受土体测压而出现位移。
(3) 成槽控制依据设计要求将地连墙分幅施工,局部受地下管线和转角影响部位,分幅长度可做适当 调整,I、 n期交错布置,成槽过程中要对垂直度进 行仔细监测,出现偏差及时纠正。成槽后,对槽深、 槽宽及垂直度进行检查,必须符合设计及规范要求, 严格控制施工质量。(4) 护壁泥浆护壁泥浆的主要原材料是膨润土,纯碱,CMC (—种添加剂),配制好的泥浆经过24h 储存充分溶胀后用于槽内护壁,并根据工程实时监控 数据调整泥浆的具体指标,包括泥浆比重,粘度,含 砂率,pH值,以满足护壁要求,采用泥浆分离循环 系统达到重复利用的目的。(5) 刷壁清洗与清底采用定制的刷壁器对地连 墙接缝位置进行清理,保证相邻两幅连续墙紧密接触 无夹层,同时要确保在水下混凝土灌注前槽底沉渣厚
度不超过〇. lm。(6) 钢筋笼吊装因本工程钢筋笼重量超过30需要单独编制专项施工方案经过专家论证后实施,以 确保现场施工安全。(7) 水下混凝土灌注混凝土坍落度控制在200 ±20mm范围以内,通常采用两根导管同时灌注,导 管距离地连墙接头位置不得超过1. 5m,两导管之间
的距离不得超过3m,且在混凝土灌注过程中,两导
管处混凝土顶面高差不得超过〇. 5m导管埋深在2m
〜6m范围内。
6. 3接缝止水
(1) 地下连续墙接头采用工字钢,现场加工制 作,工字钢焊接在钢筋笼两侧。先将工字钢靠土体侧 凹口以泡沫绑扎填充,在钢筋笼吊装到位后,迅速用 提前准备的土袋将超挖部分回填密实,防止水下混凝 土灌注时,流入相邻槽段内,影响后期的成槽施工。(2) 既有五号线地连墙和新建车站地连墙的接 缝处为渗漏水的薄弱处,沿接缝处布置3根相互咬合
•120.
力之后,方可开挖下一区段。(2) 当开挖至岩层时,采用液压劈裂和静力爆 破相结合的方法,减少对既有运营地铁线路的噪音及 振动影响。(3) °基坑开挖前,要采取管井降水的方法降低地 下水,具体降水深度根据专项施工方案确定,但必须 保证土层水分梳干20d以上才能开挖,且开挖过程要 采取集水明排的方法排除坑内积水,保持基坑干燥。7运营地铁5号线保护和监测基坑施工过程中必须高度重视监控量测工作,不 仅要对基坑围护结构位移,土体位移,地下水位等进 行监测,而且要采用自动监控系统对运营地铁5号线
进行监测,充分发生监控量测对施工的指导作用。
8结论通过对广州市轨道交通十一号线中山八站深基坑 靠近运营五号线车站的施工实践,可得到以下结论。(1) 在城市地下工程施工时,对施工噪音和震 动有较严格的规定,当地连墙成槽时同时遇到土层和 岩层时,采用“抓铣”相结合的施工工艺,更能更
好的控制噪音和震动污染,有效提高施工效率。(2) 地下连续墙施工时,合理的利用土体加固 技术,配合“抓铣”工艺,能有效控制地表沉降, 减小对既有运营车站结构变形的影响。(3) 当岩层开挖时,采用液压劈裂和静力爆破 相结合的技术,在降低震动和噪音污染的同时,亦能
有效的提高岩层开挖的施工效率,保证工期进度。 参考文献:[1] 罗反苏,潘岸柳,罗努银,等.上软下硬的复杂地层
中地下连续墙成槽施工技术[J].建筑施工,2018,
40 (6): 827 -829.[2] 王泽东.嵌入式塑性搅拌桩的地下连续墙槽壁加固技 术研究[J].铁道建筑技术,2016,(08): 46 -49.
[3] 邵光辉,孙建成,王进利.双轮铣削深搅拌防渗墙施 工技术应用探讨[J].山东水利,2018,(04): 3, 5.
[4] 李磊磊,李彦强.地铁车站地下连续墙双轮铣成槽施 工技术[J].低碳世界,2018,(11): 239 -240.[5] 施有志,柴建峰,赵花丽,等.地铁深基坑开挖对邻 近建筑物影响分析[J].防灾减灾工程学报,2018, 38 (6) : 927 -935.
[6] 郑立志,范东振,谢申举.泉域地区地铁车站超深基
坑管井降水设计及施工[J].建筑技术,2018, 49 (11): 1143 -1145.[7] 张志铖,路庆保.某地铁车站深基坑工程施工对基坑 本体及周边环境影响探讨[J].工程建设与设计, 2018, (21): 9-12.
[8] 杨坤.液压劈裂技术在地铁基坑石方开挖中的应用
[J].施工技术,2018, 47 (S1): 162-1.t,