轨道交通工程中的深基坑开挖及支护体系研究

傅道章

（中交四航局第五工程有限公司，福州 350213）

1 引言

轨道交通的建设有助于缓解交通压力，促进社会经济发展。轨道交通工程施工涉及深基坑开挖作业，以科学的方法进行开挖及支护至关重要。相关工程人员需认识深基坑开挖及支护技术的重要性，深入研究施工技术，并严格按照相关要求进行规范施工，从而确保深基坑工程的整体质量。

2 工程概况

福州至长乐机场城际铁路工程全长约62.32 km，起点为福州火车站，终点为台州文岭站，沿线设站15 座。其中，文岭站为地上2 层、地下1 层岛式车站，长537.6 m，标准段宽22.2 m，基坑深度8.061～10.722 m。基坑施工采用明挖法，围护结构为“放坡+工法桩+内支撑”的综合结构。

3 SMW工法桩施工

3.1 测量放线

依据设计图纸测量放样，并设置临时标志和永久标志。经检验确认测量放样结果无误后，在地面埋设标桩。测量放样由专员按照规范进行，保证桩位平面偏差±50 mm。为精准定位搅拌桩，根据设计间距在两侧定位架上设置醒目的标记。

3.2 沟槽开挖

以预先测放的基坑围护内边控制线为基准，精准开挖沟槽，期间根据现场情况适时清理沟槽余土，以便后续SMW 工法施工作业顺利进行。沟槽开挖示意图如图1 所示。

图1 沟槽开挖示意图

3.3 设置定位型钢

定位型钢有两种规格，即200 mm×200 mm（长2.5 m）和300 mm×320 mm（长约8～20 m），前者沿垂直于沟槽的方向布置，后者沿平行于沟槽的方向布置，具体如图2 所示。

图2 定位型钢布置示意图

3.4 桩孔位定位

桩中心间距为600 mm，用红油漆在平行H 型钢表面做好标记，以便成桩施工的顺利进行。

3.5 SMW工法成桩施工

3.5.1 桩机就位

全面清理桩机周边的障碍物，用经纬仪对龙门立柱垂直定位观测，根据实测结果判断桩机的垂直度。同时，检验桩基是否平整、稳定。为保证施工的质量和安全，桩机移动前需看清上、下、左、右各方向的具体情况[1]。

3.5.2 搅拌及注浆控制

1）搅拌轴成桩施工采用的是“2 喷3 搅”的方法，在下沉和提升期间均要注入水泥浆液，其中，下沉速度应稳定在0.8～1.0 m/min，提升速度增加至1～2 m/min，避免速度忽然大幅变更。提升时，孔内不可产生负压，否则土体将受到较强的扰动作用，缺乏稳定性。为此，不宜过快提升，避免孔内负压现象。搅拌次数和搅拌时间需得到有效控制，保证搅拌的有效性，以免对成桩质量产生影响。停浆面略超出桩顶标高50 cm，提高桩体尤其是桩顶部分的强度。搅拌桩的桩位偏差、桩径偏差分别不超过50 mm、±10 mm，桩体及内插型钢的垂直度≤1/200。

2）桩身施工采用P·O 42.5 普通硅酸盐水泥，浆液水灰比为1.5，由自动拌浆系统称量原材料并进行拌和。钻进搅拌过程中持续压注水泥浆，钻进、提升搅拌两个阶段的实际注浆量分别控制在额定浆量的70%～80%、20%～30%。

3.5.3 涂刷减摩剂

向清理干净的H 型钢表面均匀涂刷减摩剂，再将处理好的H 型钢插至水泥土搅拌桩，以便施工后可快速回收H 型钢。减摩剂加热处理后，涂刷至H 型钢后需具有均匀性，不出现局部遗漏、堆积、剥落等问题。由于降雨或其他环境因素导致H 型钢表面潮湿时，先用干抹布将水分擦拭干净后，方可均匀涂刷减摩剂，防止剥落。

H 型钢表面的铁锈被清理干净，但未立即涂抹减摩剂时，后续涂抹前需再次清理。涂抹的涂层出现开裂、剥落等问题时，需去除此部分，重新涂刷。

为基坑设置支撑牛腿时，需将H 型钢外露部分的涂层清理干净，便于后续的电焊作业顺利进行。注压顶圈梁时，用泡沫板将H 型钢埋设至圈梁中的部分分隔开，否则不利于H 型钢起拔回收。

3.5.4 H 型钢焊接及插入

H 型钢焊缝均为坡口满焊，成型焊缝与两侧的翼板面齐平，且焊缝必需饱满。对于超高的焊缝，用砂轮打磨，直至其与型钢面齐平为止。

H 型钢的插入采用吊机吊装的方法，起吊前在型钢顶端开设孔径约为6 cm 的中心圆孔，准备好吊机及配套材料，用25 t 吊机吊起H 型钢。起吊后用线锤检验H 型钢的垂直度，存在偏差随即调整。在沟槽定位型钢处布设H 型钢定位卡，保证采用的型钢定位卡保持水平、稳定状态，随后对准桩位中心，缓慢将H 型钢沿定位卡插至桩体内。插入期间，用水准仪将高程控制点测放至定位型钢上，经过检测后确定实际高差，加以调整。为精准控制H 型钢的顶标高，在定位型钢上搁置槽钢，焊接φ8 mm 吊筋，作为标高控制的辅助装置，要求标高误差在±5 cm 以内。桩体硬化后，撤除吊筋与沟槽定位型钢。对于标高不到位的H 型钢，适度向上提升后再次插入，期间可用振动锤辅助作业，直至H 型钢的标高达到要求为止。

4 混凝土冠梁、支撑的施工

4.1 凿除桩（墙）顶及整平混凝土支撑底面

于基坑外侧测放冠梁顶标高位置，向下延伸至冠梁底，于此处放线，根据放线结果用云石机割缝，从而凿除特定高度的混凝土。剔凿作业用风镐进行，严格控制剔凿深度，加强对桩（墙）预埋主筋的防护，以免受损。剔凿后，将表面的泥皮和混凝土渣清理干净，检查桩（墙）顶钢筋，若有变形或存在其他问题，采用调直等方法处理。

4.2 冠梁、混凝土支撑钢筋绑扎

钢筋加工完成后，以支撑的位置线为准，将下层钢筋摆放到位，计算箍筋数量并进行配置，随后设置上层钢筋临时托架，再于上方布置上层主筋，依次对主筋、箍筋做绑扎处理。由具有资质的焊工将封闭箍筋进行焊接，配置合适规格、合适数量的垫块。以扎丝绑扎的方法将钢筋组成完整的钢筋骨架。

4.3 支立模板

4.3.1 模板构造

模板包含主次龙骨、侧模、斜撑、平撑等。主龙骨、次龙骨的布设间距分别为1 m、0.3 m，两类支撑均用扣件连接至主龙骨，并于侧模内侧底端增设海绵条，加以封堵，以免混凝土浇筑时出现漏浆现象。

4.3.2 施工要点

以设计图纸要求为准，在冠梁底板测放基础边线，以此为参照基准，垂直竖立侧模。经过对侧板顶面水平度的检验后，若无误，则用斜撑和平撑固定。部分冠梁偏长，相应模板的安装作业分阶段进行，首先将冠梁一端的端模板布设到位，经过检验后，于侧模上口拉通线以便布设侧板。在侧模上口按特定的间距依次钉搭头木，确保模板在混凝土浇筑期间维持稳定，不出现变形、偏位现象。

4.4 混凝土浇筑与振捣

混凝土拌制完成后随即用于浇筑，施工人员严格控制浇筑速度、浇筑量等参数，保证浇筑的有效性。混凝土浇筑时用插入式振捣棒振捣，期间加强观察，判断模板是否偏位、受损。振捣棒移动距离＜500 mm，逐点有序进行，振捣点间距不超过设备有效作用半径的1.25 倍。振捣棒沿垂直方向自然沉入混凝土内，在分层浇捣的施工方式下，为保证相邻两层的稳定结合，在本层振捣时将振捣棒适当向下层插入50～100 mm，使相邻两层稳定结合。

4.5 拆模、养护

拆模在混凝土强度达标时进行，拆模人员谨慎作业，禁止用大锤敲击，否则将由于外部作用力而导致混凝土面产生裂纹。为使混凝土有效成型，在浇筑结束后的12 h 内覆盖、保湿养护。混凝土尚未成型时缺乏稳定性，考虑到此情况，由专员加强管理，禁止在混凝土强度尚未达到1.2 N/mm2时拆模。

5 基坑开挖

以“分段、分层”的方法开挖深基坑，基坑开挖的基本工艺流程：测量放样→开挖（分段、分层进行）→降（排）水→修坡和清底→坡道收尾。深基坑开挖的主要内容有以下3 点。

1）基坑开挖前进行测量放样，确定开挖边界区域及标高控制点。测量放样后进行复核，为正式开挖提供参照基准。

2）土方开挖采取以机械为主、人工为辅的方案。开挖设备包含挖掘机、装载机等，运输设备以自卸汽车为主，及时将开挖产生的土方外运至指定区域。在分段、分层的开挖方式下，由专员加强对各部分开挖质量的检验与控制，保证开挖的有效性。由专员在现场指挥，各施工人员密切配合，在安全的前提下保质保量完成基坑开挖工作。开挖前期采取机械作业的方法，提高开挖效率。开挖位置距基坑底标高0.2～0.3 m 时，转为人工开挖，目的在于避免超挖[2-3]。

6 结语

综上所述，城市轨道是城市交通体系中的重要组成部分，深基坑属于城市轨道的重点施工对象，但施工条件复杂且难度高，要求施工单位科学开挖和有效支护。经过本文的分析，提出轨道交通深基坑开挖及支护体系的施工技术，明确关键步骤及具体要点。在各方的共同配合下，保障施工安全，提高施工质量和效率。