某地铁车站基坑工程设计与施工经验总结.doc

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摘 要:通过工程实例，对本车站施工工法及超深地连墙施工重难点进行了详细的分析; 最后，提出了根据不同的基坑设计环境及要求选择合适的工法及施工措施，使工程既安全又经济。
关键词:施工工法; 超深地连墙; 基坑设计; 基坑安全

随着城市地铁线路的规划建设以及地下空间的开发，基坑工程越来越多，呈现形式多样化和结构复杂化的特征，同时遇到的问题也越来越多。地铁车站施工可选择的方法很多，有明挖法、盖挖顺作法、盖挖逆筑法、暗挖法。应该说，对于车站不同环境、条件下，要因地制宜，采用不同的施工方法。

1工程概况
天津市文化中心交通枢纽工程包含轨道交通及地下商业开发、能源中心等配套项目。其中银河广场内车站分别是5、10 及 Z1 线文化中心站。其中5和 10 号线文化中心站为地下两层岛式车站，Z1 线文化中心为地下三层岛式车站。Z1 线车站分别与5号线及 10 号线实现“T”型换乘，如图 1 所示。

2施工工法选择
地下车站施工工法综合比较见表 1。

本基坑具有以下特点:
1) 基坑深度有 17m 的双层车站基坑及 26m 的三层车站基坑，且部分基坑位于地下商业基坑范围，形成坑中坑。
2) Z1 线车站基坑距离天津博物馆拱脚基础较近，需考虑对拱脚的保护措施。
3) 车站工期紧张。受地下商业及地面景观施工工期影响，要求地铁车站结构必须在 2010. 6. 30完成顶板结构以提供景观绿化的场地，并于2011. 12 底完成全部的车站结构。
4) 场地里有四家施工单位进场施工，施工管理难度极大。
综上所述，如地铁基坑全部明挖有利于缩短整个施工工期，但不能满足顶板结构完成的时间节点要求。根据工期要求及现场情况，地铁基坑施工工法选择见表 2。

3超深地连墙施工重难点
3. 1设置超深地连墙的背景
通过抽水试验揭示，本区域有两层承压水，第一承压含水层位于( 8 －2) 、( 9 －2) 粉土层，水头标高约为 －0. 99m; 第二承压含水层位于( 11 － 2) 粉土层、( 11 －4) 粉砂层，水头标高约为 －1. 119m。经计算，Z1 线车站基坑无法满足抗管涌要求。经与基坑加固作方案比选后，并考虑基坑边有天津博物馆等因素，决定采用地下墙截断第二承压含水层的方案。
3. 2地连墙设计及施工方案
3. 2. 1设计方案
地下连续墙厚 1m，标准幅宽 6m。墙缝采用工字钢板接头，外侧增设止浆铁皮 + 碎石袋回填以防绕流。墙缝间采用品字形旋喷桩止水，同时在连续墙预埋注浆管，围护结构施工完成后对接缝进行注浆止水。连续墙最深墙幅为 66. 5m，底部 8m 范围内采用素混凝土。
3. 2. 2施工方案
基坑范围从上至下的土层主要有填土层、粉土层、粉质黏土层、粉砂层等，连续墙最深为 66. 5m，墙底位于粉质黏土层。成槽工艺、泥浆工艺、钢筋笼吊装都是连续墙施工中的重难点。
1) 成槽工艺
标准槽段采取三序成槽，先挖两边，再挖中间。开挖过程中要实测垂直度，并及时纠偏。成槽直线槽段采 用先两侧后中间抓法; 转角槽段先短边后长边抓法; 成槽过程中液压抓斗垂直导墙中心线向下掘进，运用成槽机上自动测斜仪随挖随测，并用液压纠偏装置随时纠偏。
成槽垂直度控制是本工程的关键，成槽施工中注意观察车载测斜仪器指针，发现偏斜随时采用纠偏导板来纠偏。遇到严重不均匀的地层，或纠偏困难的地层时，回填槽孔，然后重新挖掘。随着开挖深度增加，连续不断向槽内供给新鲜泥浆，保证泥浆高度，各项泥浆指标要符合技术要求，使泥浆起到良好的护壁作用，防止槽壁坍塌，在遇到含砂量较大的土层，槽壁易塌时，注意加大泥浆比重，适当加入加重剂，当接近槽底时，放慢开挖速度，仔细测量槽深，防止超挖和欠挖。
2) 泥浆工艺
在地下连续墙施工时，泥浆性能的优劣将直接影响到地下连续墙成槽施工时槽壁的稳定性，是地下连续墙施工中的一个重要的因素。新泥浆采用经过室内实验，性能指标优良的膨润土、纯碱、高浓度CMC 和自来水作原材料。通过清浆冲拌和混合搅拌拌合而成。
泥浆储存采用浆砌泥浆池，采用泥浆泵输送，泥浆泵回收，由泥浆泵和软管组成泥浆循环管路; 槽内回收泥浆经过土渣分离筛、旋流处渣器、双层震动筛多级分离净化后，调整其性能指标，复制成再生泥浆。废泥浆先采用泥浆箱暂时收存，再用罐车装运外弃。
泥浆系统的参数根据本工程的地质情况及以往地下连续墙的施工经验，本工程新鲜泥浆级配及性能指标见表 3、4。

3) 钢筋笼吊装
鉴于钢筋笼较长，笼子分两段焊接和吊装，其中笼子最长段为 34m( 钢筋笼重 40t) ，钢筋笼重量不含工字钢重量和接驳器重量。钢筋笼采用 400t 履带吊和 150t 履带吊配合分两节起吊，如图 2 所示。

筋笼制作前应核对单元槽段实际宽度与成型钢筋尺寸，无差异才能上平台制作。对于闭合幅槽段，应提前复测槽段宽度，根据实际宽度调整钢筋笼宽度。
钢筋笼必须严格按设计图进行焊接，保证其焊接焊缝长度、焊缝质量。
钢筋焊接质量应符合设计要求，吊攀、吊点加强处须满焊，主筋与水平筋采用点焊连接，钢筋笼四周及吊点位置上下 1m 范围内必须 100%的点焊，其余位置可采用 50%的点焊，并严格控制焊接质量。
钢筋笼制作后须经过三级检验，符合质量标准要求后方能起吊入槽。
根据规范要求，导墙墙顶面平整度为 5mm，在钢筋笼吊放前要再次复核导墙上 4 个支点的标高，精确计算吊筋长度，确保误差在允许范围内。
在钢筋笼下放到位后，由于吊点位置与测点不完全一致，吊筋会拉长等，会影响钢筋笼的标高，为确保接驳器的标高，应立即采用水准仪测量钢筋笼的笼顶标高，根据实际情况进行调整，将笼顶标高调整至设计标高。
钢筋笼吊放入槽时，不允许强行冲击入槽，同时注意钢筋笼基坑面与迎土面，严禁放反。搁置点槽钢必须根据实测导墙标高焊接。
对于异形钢筋笼的起吊，应合理布置吊点的设置，避免扰度的产生，并在过程中加强焊接质量的检查，避免遗漏焊点。当钢筋笼刚吊离平台后，应停止起吊，注意观察是否有异常现象发生，若有则可立即予以电焊加固。
4) 接驳器、预埋件安装
钢筋笼接驳器将连续墙与主体结构连成一个受力整体，接驳器、预埋件位置必须准确。施工中为确保开挖后地下连续墙的钢筋接驳器位置正确，在钢筋笼上的接驳器定位均采用张拉麻线进行定位，并用经纬仪进行核正，各预埋接驳器电焊固定牢固。安放钢筋笼时先测量搁置点，导墙顶的标高，计算出吊筋的长度，确保钢筋笼的位置正确，从而保证各预埋接驳器的位置正确。
在地下连续墙背土侧的钢筋接驳器上覆一层泡沫板，并用胶带包裹，既对接驳器进行保护，防止被移位、锈蚀，同时也方便今后的凿出。

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