化学泥浆_地铁深基坑刚性泥浆+柔性围护技术泥浆_今日头条

关键词：化学泥浆

地铁深基坑围护是地铁深基坑施工的重要技术关键，文章简要介绍地铁深基坑刚性+柔性围护技术，包括基坑围护结构的设计及原则，基坑方案选择，关键施工工艺以及围护结构的监控测量。

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地铁；深基坑；围护结构；刚性；柔性；技术

1 工程概况

成都地铁2号线东门大桥站为地下3层岛式车站，总长134 m，基坑深度20～22 m。车站基坑南侧紧邻一在建房屋基坑，房建基坑开挖深度约13 m，边坡采用放坡＋锚喷支护围护。车站基坑北侧为双向2车道市政道路，交通繁忙，基坑30 m范围内有高层建筑及市政河道。

站区范围内覆土表层为人工填土，其下为冲积层的卵石土夹透镜体砂层，总厚度17.3～25.5 m，下伏基岩为泥岩。场地除细砂、中砂为液化土层外，无其他不良地质作用，未发现断裂通过，不具备产生滑坡、崩塌、陷落等地震地质灾害的条件。

地下水主要为砂卵石层中的孔隙潜水，由于沿线范围内多处在建的高层楼房（特别是紧邻的房建基坑）正在进行施工降水，引起该区间的地下水位大幅度下降，实测孔隙潜水稳定水位埋深约为16.2 m。

2 基坑围护结构设计原则及方案选择

2.1 设计原则

(1）建筑基坑侧壁安全等级为一级，结构重要性系数为1.1。

(2）围护结构布置应满足建筑、车辆、设备等限界的要求，并按规范允许的结构受力变形、施工误差等要求进行放线施作。

(3）围护结构采用荷载结构模式，按荷载“增量法”进行计算分析。

(4）围护结构满足整体稳定性、抗滑移、抗倾覆、及基底土体的抗隆起和抗渗流稳定性验算要求。

(5）地表下沉限值0.001H，围护桩侧移限值0.001H（H为基坑深度）。

2.2 维护结构方案选择

基坑周边环境北侧为东大街，地面以下约6.5 m范围内有多条市政管线，密集度高，不宜采用预应力锚索施工；南侧为一在建房屋基坑，深约13 m，无法采用锚索、土钉及钢支撑进行施工。根据上述情况，将该基坑由上至下分为3层，结合各层周边环境的特点，采取针对性的基坑支护措施：

第1层市政管网区域，采用喷混凝土+土钉墙放坡喷锚支护，深6.5 m；

第2层房建基坑区域，基坑相对应部分采用桩+钢腰梁预应力锚索支护，深6.5～12 m；

第3层采用桩+钢支撑方式进行支护，来控制北侧道路的沉降，降低基坑的变形，确保基坑安全稳定。

根据本基坑特殊的支护方式可以看出，该基坑上层为柔性支护+下层刚性支护相结合的支护方式进行基坑围护。

本基坑开挖采用的柔性（预应力锚索）+刚性（钢管内支撑）支护体系，是一种变形不协调的体系，2种支护体系变形规律不一，在基坑施工中应加强施工观测，及时监控基坑的变化。

3 关键工序施工工艺

3.1 预应力锚索

车站围护桩上部采用预应力锚索做支撑。锚索采用高强度低松弛钢绞线制作，规格为5×φ15.2 mm，钢绞线设计强度为1 320 MPa，长度20～29.5 m不等。

3.2 钻机选型

预应力锚索多分布于卵石层中，该地层采用一般钻机（方式）容易发生坍塌，锚索成孔较难，所以选择了带跟进套管的大功率钻机（649/HY-150）。

3.3 施工工艺流程

开挖基坑至设计位置→测量放线→钻机就位→钻孔→放入锚索→反向固结注浆→锚固段高压注浆→张拉→外锚头封闭。

3.4 主要施工要点

(1）因地层多为砂卵石地质结构，故采用跟进套管钻进技术，以使钻孔完整不坍。如遇坍孔需立即停钻，进行固壁灌浆处理（灌浆压力0.1～0.2 MPa)，待水泥砂浆初凝后，重新扫孔钻进。

(2）钻孔过程中如有地下水从孔口溢出时，应采用固结注浆，以免锚固段注浆体流失或强度降低。

(3）锚索制作与安装。锚索锚固段钢绞线需沿轴线方向设制箍筋环，并清污除锈。锚索自由段用黄油（或其他防腐剂）与软塑料管进行包裹，然后将注浆管随锚索放入孔内。

(4）注浆。由于锚索锚固段位于卵石层中，锚固效果难以保证。 因此，必须采用二次注浆工艺。第一次注浆采用反向注浆，注浆管随锚索一并放入到孔底，由底向外注浆，直至孔口冒出浓浆。第二次注浆在第一次注浆初凝之后，一般在注浆后8～12 h，利用预埋的注浆管对锚固段进行高压注浆，注浆压力应大于2.0 MPa。第一次注浆液采用水泥砂浆，第二次注浆液可采用净水泥浆。

(5）预应力筋张拉与锁定。①注浆体强度达到设计强度70％之后，才能进行锚索张拉；② 张拉作业前必须对张拉机具设备进行标定，张拉机具应与锚具配套；③锚索张拉应分次、分级进行，加载速率不宜太快，宜控制在每分钟增加值为设计预应力值的10％左右，达到每一级张拉应力的预定值后，应使张拉设备稳定一定时间，在张拉力值不变时，确信油压表无压力向下漂移后再进行锁定；④锚具回缩等原因造成的预应力损失采用超张拉的方法加以克服，锚索超张拉力为锚索设计拉力值的1.05倍。张拉完成48 h内，若发现预应力损失大于设计预应力的10％时，应进行补偿张拉。

3.5 钢支撑

主体基坑下部采用钢支撑支护。竖向设置2层钢支撑，第1层钢支撑通过钢围檩设在车站地下2层板上方1.0 m的位置，第2层钢支撑设在车站底板上方2.2 m的位置。钢围檩采用2根I45a工字钢拼装而成。钢支撑采用φ600 mm，厚度t=16 mm的 Q235-B钢管加工制作。主要施工要点如下：

(1）钢支撑及钢围檩进场前全面检查验收，特别加强钢管法兰和接头焊缝质量检查；

(2）钢支撑安装时，安装位置由专人负责放样，在安装点附近将地面整平，进行拼装；

(3）围护桩与钢围檩之间用M20砂浆回填密实，确保受力均匀；

(4）钢围檩安装就位后应立即施加预应力。预应力应对称逐级施加，并选择在气温较低的时段，以减少温度应力对预加轴力的影响；

(5）钢支撑安装后及时监测钢支撑挠度及应力，确保施工安全和周边环境的稳定。

4 监控测量

该工程属于深大基坑，施工对地层产生的扰动，有可能引起地表、附近重要或高大建筑物变形或沉陷，危及附近建筑物的安全，因此，必须进行监测。根据监测结果及时反馈信息指导施工，以确保构、建筑物及作业人员、居民的安全。监测包括围护结构监测、地面沉降监测、环境建筑物监测、水土压力监测等4个方面。

4.1 监测项目

根据设计及规范要求以及本站特点，确定了12个监测项目，见表1。

4.2 主要监测结果

(1）图1、2分别给出了地表和建筑物累计沉降时程曲线，从曲线图分析可以看出，地表、建筑物的沉降数据在围护结构施工期间（2009年5～9月）变化较小，沉降量的增大主要集中在主体开挖、桩基、地下2～3层结构的施工过程当中（2009年9月～2010年2月)，当地下1层中板结构形成后（位于桩顶冠梁标高处，2010年2月)，沉降趋于稳定。

(2）图3、4给出了锚索P1受力和钢支撑Z7-1轴力时程曲线，从曲线图3、4分析可以看出，锚索P1受力变化主要在基坑开挖期间（2009年9～11月)，其后数据均趋于平稳，直到地下1层中板形成后又发生了变化。但总体上锚索受力变化都很小，说明其起到了安全、稳定支护结构的作用。钢支撑Z7-1在架设初期随着土体的下挖受力变化较大，而当开挖停止后即处于稳定状态。

(3）图5、6分别给出了土体Y5和桩体X02测斜管深度-位移曲线，从深度-位移曲线图分析可以看出，土体测斜管的位移变化主要在基坑开挖期间（2009年9～11月)，而桩体测斜管的位移变化直到桩基施工时（2009年12月）才表现出较大的变化。说明基坑开挖对土体本身稳定的影响较直接，对桩体的影响需要一定时间才能反映出来。