10地铁车站基坑开挖.docx

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10地铁车站基坑开挖

10.地铁车站基坑开挖

10.1施工前期准备

10.2基坑开挖程序

10.2.1土方开挖原则

10.2.2施工方法

10.2.3开挖注意事项

10.3支撑施工

10.3.1支撑体系转换及拆除

10.3.2支撑稳定的技术措施

10.4基坑纵向放坡

10.5基坑挡墙封堵

10.6坑底开挖与底板施工

10.7拆除支撑及井点

10.1地铁车站基坑开挖前的准备工作

10.1.1　编制施工组织设计

10.1.1.1应按照设计规定的地铁车站基坑等级编制施工组织设计，其主要内容应包括降水及地基加固的施工设计、挖土与支撑施工工艺、安全质量技术保证措施、进度计划、机械劳力组织等，应明确提出围护结构、地基加固、土方开挖、支撑的施工步序和施工参数及其实施措施。

10.1.1.2对一级和二级基坑，应在施工组织设计中明确施工阶段对邻近管线及周围建（构）筑物的监护措施。

10.1.2　基坑围护结构施工

围护结构应采用地下连续墙、加筋水泥土搅拌墙或钻孔咬合桩，按苏州市有关规程进行施工和验收。

一级或二级基坑在围护结构施工期间应进行施工监测，采取以优化施工参数为主的施工措施，控制由围护结构施工所引起的地层位移对周围环境产生的影响。

10.1.3　土体加固

10.1.3.1地铁车站基坑开挖前应按设计要求和环境条件确定土体加固的项目、方法和要求。

10.1.3.2主要的加固项目应包括：

地下连续墙墙底注浆加固；土坡稳定加固；被动区加固；基坑防水帷幕；基坑挡墙转角处外侧因斜撑作用而形成的大抗力被动区的土体加固；以及在砂性地层中为确保成槽过程中的槽壁稳定而在槽壁两侧进行的土体加固等。

10.1.3.3土体加固方法可采用：

水泥搅拌桩、旋喷注浆、单液或双液分层注浆或超前降水等。

10.1.3.4在开挖前必须进行加固效果检测，达到设计要求后方可开挖。

10.1.3.5对一级或二级基坑，在采用水泥搅拌桩、注浆等加固方法时，应制定相应的监控措施，以控制地层位移，达到环境保护要求。

10.1.4　坑内井点降水

10.1.4.1坑内井点降水应在开挖前20天进行，降水深度应达到设计要求，并不得少于坑底以下1m。

10.1.4.2降水期间应按设计要求布置水位观测孔，对地铁车站基坑内外的地下水位变化及邻近的建（构）筑物、地下管线的沉降进行监控，当建（构）筑物、地下管线的变形速率或变形量超过警戒值时，可用回灌水法或隔水法来控制降水对周围环境的有害影响。

10.1.4.3对一级基坑，应在降水期间监测由于土体固结所引起的基坑挡墙向坑内的位移及相应的坑外地面沉降，必要时可根据监测反馈资料沿挡墙内侧进行适量的双液注浆，以控制挡墙向基坑内的移动。

10.1.5　支撑体系

10.1.5.1开挖前必须备齐经检验合格的钢支撑、围檩、预应力设备、支撑配件以及支撑轴力量测组件等所需的器材和设备，对一级基坑，必须准备好复加预应力的装置。

10.1.5.2必须按设计要求打设稳定支撑的立柱桩，立柱的垂直度偏差应小于1/300。

10.1.5.3立柱与支撑的连接构造应对支撑有三维约束作用而又不影响施加支撑预应力。

10.1.6　基坑排水

10.1.6.1　必须在开挖前准备好排水设备，以保证开挖后开挖面不浸水，地铁车站基坑周边必须有防止地面水流入的措施。

10.1.6.2　必须查明并排除基坑开挖范围的贮水体、废旧水管等内的积水。

10.1.7　承压水处理

当坑底以下有承压水时，必须采取坑底地基加固或降低承压水头等必要的治理措施。

10.1.8　出土、运输和弃土

为满足挖土进度，必须备好：

垂直吊运设备、各层支撑下的挖土机具及劳动力、运土车辆、运土路线、弃土场地及卸土机具和劳动力。

10.2地铁车站基坑的地基处理

10.2.1地铁车站基坑地基处理的设计应与支护结构的设计统一考虑。

10.2.2当基坑支护工程设计及施工中存在下列情况时，应采取适当的地基处理措施：

l）基坑地基不能满足基坑侧壁的稳定要求；

2）对周围环境的预计影响程度超出有关标准；

3）现有地基条件不能满足开挖、放坡、底板施工等正常施工要求；

4）基坑开挖过程中暴露出的质量问题，严重影响基坑施工及基坑安全。

10.2.3确定地基处理方案可按下列步骤进行：

l）根据加固目的、周边环境、地质条件及施工条件初步选定几种加固方案；

2）对初步选定的加固方案进行技术经济对比，从中选出最佳方案；

3）地基处理施工前，应根据设计要求、现场条件、材料供应、排污条件、工期要求等，编制施工组织设计。

地铁停车站深基坑的地基处理方法主要由以下几种：

10.2.4深层搅拌法

1）深层搅拌法处理地基适用于淤泥、淤泥质土、粘土、粉质粘土、粉土等标贯击数不超过10击的软土地基。

2）对加固土体有抗渗指标要求时，可按8.4节规定执行，其防渗指标应满足8.1.6条要求。

3）对采用板桩墙作为支护结构的基坑，用深层搅拌法提高被动区抗力时，宜在板桩墙施工前进行施工，若在板桩墙结构完成后再施工，则必须对墙与搅拌桩之间的土体进行加固。

加固方法可采用注浆、旋喷等措施。

4）采用深层搅拌法加固基坑内侧坑底地基时，因上部土体受到施工扰动，在基坑开挖时，支护结构可能发生过大位移，可采用低掺入比的水泥浆液以保证上部土体强度不低于原状土强度。

5）深层搅拌法设计及施工还应符合中华人民共和国行业标准《软土地基深层搅拌加固法技术规程》（YBJ-225-91）及《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-91）的有关要求。

10.2.5注浆法

1）注浆法适用于处理砂土、粉土和填土层。

2）注浆法分为单管注浆和阀管注浆。

封闭泥浆护孔的阀管注浆，有利于浆体在土体中均匀分布。

3）对重要工程，注浆设计前必须试验，确定合适的设计参数并检验施工方法和设备。

4）注浆设计应包括下述内容：

①注浆有效范围；

②注浆材料的选择、初凝时间、注浆量和压力；

③注浆压力的保证措施；

④注浆孔布置和注浆顺序。

5）用作防渗的注浆至少应设置三排注浆孔，注浆液应选用水玻璃或水玻璃与水泥的混合液，注浆孔间距可在1.0～1.6m范围选择，动水情况下的堵漏注浆宜采用双液注浆或初凝时间短的速凝配方。

6）用作提高土体强度的注浆液可选用以水泥为主剂的悬浊液，注浆孔间距可在1.0～2.0m范围选择。

7）初凝时间应根据地基土质条件、地下动水流情况和注浆目的决定。

在砂土地基中注浆时，浆液初凝时间宜为2～3分钟；在粉土地基中注浆时，浆液初凝时间宜为5～6分钟；在粘性土中进行劈裂注浆时，浆液初凝时间宜为1～2小时。

8）在砂性土中注浆，若以防渗为主要目的，则应进行二次注浆。

第二次注浆的时间宜在第一次注入的水泥浆初凝后进行，注浆材料应采用水玻璃等低粘度的化学注浆材料。

9）注浆不宜自某一端单向推进压注，应采用跳孔间隔注浆方式。

对有地下动水流的特殊情况，应考虑浆液在动水流下的迁移效应，自水头高的一端开始注浆。

10.2.6高压喷射注浆法

1）高压喷射注浆法适用于处理软土、砂土、填土和碎石地层。

对于有机质土和含大量草茎、大块石的地层及对地下水流速过大和大量涌水的地层要慎用。

2）高压喷射注浆法的注浆形式分旋喷注浆、定喷注浆和摆喷注浆三种类型。

根据工程需要和机具设备条件，可分别采用单管、二重管和三重管三种方法。

3）高压喷射注浆方案确定后，应进行现场试验或试验性施工，以确定施工参数及工艺。

4）高压喷射注浆施工过程中产生的扩浆应妥善处理。

10.3地铁车站基坑开挖程序

10.3.1　对撑的长条形深基坑：

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（图10.3.1）。

图10.3.1条形基坑分步开挖示意图

10.3.2　大宽度、不规则基坑：

应分层开挖，每层的开挖步骤应符合如图10.3.2的顺序：

图10.3.2不规则基坑开挖示意图

1）在有保护对象侧预留土堤，挖除中间部分无保护对象侧的土方，并及时安装其间支撑。

2）当支撑一侧有保护对象时，应将预留土堤限时分段开挖并架设支撑；当支撑两侧有保护对象时，应依次将每根支撑两端的土堤限时、对称挖除并架设支撑。

3）将该层剩余土方挖除。

10.3.3　车站端头井：

如图10.3.3所示，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。

10.3.4逆筑法施工的地铁车站基坑：

在顶板和中楼板之间、中楼板和底板之间的土层开挖中，可将上道支撑随下面土层逐段开挖而拆下并安装于下道支撑位置，每段开挖和支撑施工必须按设计要求限时完成。

图10.3.3端头井支撑示意图

10.3.5　严禁超挖，分层开挖中每一层开挖底面标高不得低于下一道支撑的顶面或设计基坑底标高。

10.4地铁车站基坑开挖原则

10.4.1地铁车站基坑开挖应遵循下列规定：

1）应按各设计工况要求的开挖深度分层开挖；支护结构采用锚杆、土钉或支撑时，其施工作用面与锚杆、土钉或支撑底部的高差不宜大于500mm；

2）开挖时，应采取措施保护已施工完的支护结构和工程桩；挖土机械不得碰撞或损害锚杆、腰梁、土钉墙墙面、支撑结点和连接件等构件,不得碰撞损害已施工完的基础桩；

3）当尚未完成已开挖面上方的锚杆、土钉、支撑的施工时，或当锚杆、土钉、支撑及混凝土梁的龄期未达到设计工况下的强度或承载力要求的时间时，或未按设计要求进行连接、锚杆张拉锁定、支撑施加预应力时，严禁开挖其施工作用面以下的土体；

4）当采用基坑降水时，降水前不得开挖地下水位以下的土层；

5）当开挖揭露的实际土层性状或地下水情况与设计依据的勘察资料不符且偏于不利，或出现异常现象时，在采取相应的有效措施前应停止向下挖土；

6）应避免扰动基底持力土层的原状结构；基底以上150～300mm厚的土层，宜采取人工挖土方式。

10.4.2除设计另有规定外，软土地层地铁车站基坑的开挖尚应符合下列规定：

1）应按分层、分段、对称和均衡的原则进行开挖，并应控制开挖速度；严禁超过设计的分层开挖深度；

2）当主体结构采用桩基础且在基坑开挖前已进行基础桩施工时，应根据开挖面下软土的性状，限制每层开挖厚度；

3）对支撑，宜采用开槽方法浇注混凝土支撑或安装钢支撑；开挖到支撑作业面后，应及时进行支撑的施工。

10.4.3地铁车站基坑开挖和使用时，应按下列要求对基坑及支护结构进行保护：

1）基坑周边堆放的建筑材料严禁超过地面荷载设计要求；

2）当基坑坡体存在滞水积聚或渗流时，应及时疏导、排泄、堵断水源，不得造成流土、流砂；

3）雨季施工时，应在坡顶、坡底采取有效的截排水措施；设置排水沟时，应采取防渗措施；

4）对基坑周边地面宜采取硬化和防渗处理；基坑周边设置施工用水设施时，应采取防渗措施；

5）开挖至基底后，基坑底面不得受水浸泡而破坏地基土的原状结构，应及时浇注混凝土垫层及进行主体地下结构施工；

6）对采用锚杆或支撑的支护结构，当在主体地下结构施工时需要拆除，应在满足支护结构设计规定的拆除条件后方可将其拆除；

7）主体地下结构施工时，结构外墙与基坑侧壁的间隙应及时回填，回填的材料与质量标准应满足现行国家标准《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202的有关规定。

10.5土方开挖

10.5.1土方开挖前，应根据基坑支护设计要求编制土方施工方案，其内容应包括：

挖土机械的选择，开挖顺序，开挖路线，机械下基坑斜道的设置，车辆进出场道路，冬季、雨季、汛期施工措施及环境保护措施等。