地铁车站深基坑土方开挖技术的探讨

王 磊，王高敏

（北京城建设计发展集团股份有限公司，北京 100088）

地铁车站深基坑土方开挖技术的探讨

王 磊*，王高敏

（北京城建设计发展集团股份有限公司，北京 100088）

随着全国城市化发展速度的加快，城市外来人口的数量也在快速增加[1]。交通拥堵随之也变成了各大城市所面临的重大问题之一，这样就带来了城市地下空间的开发和利用的热潮，主要是地铁的施工，地铁车站的深基坑土方开挖是地铁工程的一个重要部分，土方开挖的方式与工程进度成本有很大关系[2]。通过对广州地铁13号线8标东洲站深基坑土方开挖过程中的经验进行总结，对遇水易软化的地层的深基坑土方开挖过程中要注意的事项提出了一些建议[3]。

土方开挖；深基坑；挖土方式

1 工程概况

东洲站位于广州增城市，位于规划107国道和规划路的交叉路口北侧，沿规划路呈南北走向。现107国道宽约51.6m，规划路道路宽24m。站点周边500m范围内主要规划为居住用地。东洲站位于规划道路下方，标准段为单柱两跨两层站。车站有效站台中心里程为YDK57+492.854，车站起点里程为YDK57+ 388.254,终点里程为YDK57+611.254，全长223m。标准段基坑宽度21.1m，标准段基坑深约17.7m；端头加宽段基坑宽度24.6m，端头加宽段基坑深约18.5m；外挂加宽段基坑宽度37.18m，外挂加宽段基坑深约18.3m。场地平整后地面标高13.1～14.1m，北高南低。基坑开挖面积为5870.884m2,基坑总长为532.84m。

2 工程与水文文地质条件

东洲站地层主要为：①层人工填土层、②-1A淤泥层、②-1B淤泥质土层、②-2淤泥质粉细砂层、②-3淤泥质中粗砂层、②-4粉质粘土层、④-3坡积土层、⑤Z-1砂质粘土层、⑤Z-2砂质粘土层、⑥Z全风化混合花岗岩层、⑦Z强风化混合花岗岩层、⑧Z中风化混合花岗岩层、⑨Z微风化混合花岗岩层，其中基坑开挖区域从上至下为①～⑦类围岩。

东洲站地貌上属于剥蚀残丘地貌。揭露第四系地层为人工填土层，海陆交互相沉积层、坡积层及残积层，基岩为震旦系混合花岗岩。地下水位的变化受地形地貌和地下水补给来源等因素控制。本站地下水稳定水位埋深1.00～5.70m，标高8.30～25.83m。根据场地地下水赋存条件、含水介质及水力特征分析，地下水主要有2种基本类型，分别为松散岩类孔隙水和基岩裂隙水。

3 车站深基坑土方开挖几种方式

3.1 基坑开挖的方案

东洲站车站主体采用明挖顺作法施工。东洲站的基坑施工顺序先主体结构后附属结构。东洲站主体基坑按“竖向分层、纵向分段、逐层开挖、逐层支护”的方式自北向南进行开挖施工，基坑开挖采用挖掘机，当基坑深度在3.5m以内时，直接挖土装车[4]。

开挖自车站北端头开始向基坑南端进行，见“图1基坑开挖施工顺序图”

3.2 基坑开挖的原则

开挖遵循“竖向分层、纵向分段、先支后挖”原则，快挖快撑，减少无支撑暴露时间[5]。开挖临时综合纵坡不陡于1∶3。

基坑开挖时遵循以下开挖原则：

（1）基坑开挖须充分利用“时空效应”以提高工程施工质量，合理划分开挖顺序和每步开挖土体的空间尺寸，保证每一工况挖土及钢支撑的安装时间不大于24h[6]。

（2）基坑开挖必须在地下连续墙、冠梁及坑底加固达到设计强度后方可进行，墙后超载不大于20kPa。

（3）开挖基坑采取“分层开挖、随挖随撑，支撑与挖土配合”，严禁超挖，在地层变形要求较严格时，采取“分层、分区、分块、分段、抽槽开挖、留土护壁，及时支撑，减少无支撑暴露时间”等方式开挖。横向先开挖中间土体，后开挖两侧。

图1 基坑开挖施工顺序图

3.3 台阶法挖土

台阶法开挖即每隔一定距离设置一个台阶，每个台阶上站一台挖机，位于下一台阶的挖机将土放到上一台阶上，直至土被放到运土车，运出场外为止。见图2。

图2 台阶法挖土图

3.4 设置马道挖土

开挖遵循“竖向分层、纵向分段、先支后挖”原则，快挖快撑，减少无支撑暴露时间。开挖出土马道坡度小于30°（1∶1.7），中部开槽铺设出土马道，东西两侧留置土坡平衡支撑前连续墙后水土压力，土坡上铺设彩条布，防止雨水冲刷边坡失稳。如图3所示。

图3 土方开挖设置马道图

3.5 用加长臂和伸缩臂挖机挖土方

加长臂或伸缩臂挖机站在基坑的两边，直接将土从基坑中挖出，放入到运土车中，将土运出场外。加长臂或伸缩臂挖机都是根据基坑出土深度的不同，将挖机的臂制作成相应的长度，这样可以直接将坑底的土挖出送到用运土车上。见图4。

4 3种挖土方式的比较与分析

（1）从工期上来说，最节约工期的是采用加长臂或伸缩臂挖机。

图4 加长臂出土图

（2）从成本上来说，最节约成本的是采用加长臂或伸缩臂挖机。

（3）对于遇水易软化的特殊土层，采用加长臂或伸缩臂挖机出土是最合理的。

[1]陈德明.SMW工法在城市中心区深基坑工程中的应用[J].施工技术,2006,35(7).

[2]李松亭,薛涛,郭涛,等.SMW工法在丰田通商深基坑中的应用[J].施工技术,2006,35(9).

[3]刘俊岩.深基坑工程［M］.北京:中国建筑工业出版社，2001.

[4]中国建筑科学研究院.建筑基坑支护技术规程[S].北京:中国建筑工业出版社,1999.

[5]陈小俊.某工程软土地基深基坑开挖施工技术[J].施工技术, 2008，37(9).

[6]黄修云.论地铁车站深基坑支撑体系优化问题［J］.西部探矿工程，2006，18（12）：188-190.

The Discussion on the Deep Excavation Technology of Subway Station Foundation Pit

WANG Lei,WANG Gao-ming
(Beijing Urban Construction Design&Development Group Co., Ltd.,Beijing 100088,China)

With the speeding up of the urbanization development, the number of urban floating population is rapidly increasing,and the traffic jams then became one of the biggest issues faced by cities,so it has brought the urban underground space development and utilization of boom.The subway construction is the main projects of it.The earthwork excavation of subway station deep foundation pit is an important part of the subway engineering,and the way of the earthwork excavation has a great relationship with the project schedule,cost.Through summarizing the experience in the process of the deep foundation pit earthwork excavation of the Dongzhou Station of No.8 standard section of Guangzhou subway Line 13,some points for attention of layer easy to be softened in water in the deep foundation pit earthwork excavation are suggested.

earthwork excavation；deep foundation pit；excavation method

TU473

B

1004-5716(2015)09-0175-03

2015-01-20

2015-01-20

王磊（1986-），男（汉族），河北衡水人，助理工程师，现从事地铁建设技术管理工作。