综合支护技术在地铁复杂深基坑中的应用

【摘要】随着我国城市建设的不断发展，地铁相继在各大城市建立起来，本文就对地铁的建立过程中的使用的综合支护技术做了具体介绍。

【关键词】综合支护技术；地铁深基坑

中图分类号：U231文献标识码： A

一、前言

随着施工技术的进步发展，越来越多的基坑施工涌现出来，对深基坑工程的设计与施工提出了更严格的要求，确保地铁运行的安全。

二、支护体体系概述

基坑支护体系及重要性基坑支护设计的首要工作是合理选择基坑支护体系，应根据不同支护型式的造价、特点及地质条件，周边环境的要求等综合确定。通常当地质条件较好，而且周边环境要求也不高时，可以采用像土钉墙等的柔性支护；如果周边环境要求高，应采用像排桩或地下连续墙这样较刚性的支护型式，以控制水平位移。对于支撑的型式也一样，当周边环境要求较高，地质条件较差时，采用内支撑型式会比较好，因为采用锚杆会影响周边环境的安全且易造成周边土体的扰动；当地质条件特别差，周边环境要求较高，基坑深度较深时，可采用最强的支护型式，地下连续墙加逆作法。保证周边环境的安全在基坑支护中是最重要的。

三、关于地铁深基坑中的支护技术

基坑的开挖方法有两大类，一类是放坡开挖，适合用于施工场地宽旷，挖掘深度较浅，土质较好的区域，施工费用较低。另一类是有支护开挖，是采用放坡开挖不适用的情况下，必须采用有支护体系的开挖，施工费用较高。基坑支护要结合工程项目不一样的具体情况，使用不一样的挖掘以及支护措施。

为了确保地下工程施工过程中人员和物资的安全，确保地下工程主体结构的安全，确保附近的区域安全，基坑支护技术受到人们的高度关注。由于地下工程挖掘深度来深，挖掘面积来大，还存在很多的不明确的要素，使得基坑支护变得来困难。基坑支护技术涵盖了土方挖掘、边坡支护、降水排水、监测监控等相关的内容。牵扯到土力学、结构力学、水文地质等方方面面，这就要依靠我们切实的探索和分析建设经验来确保其稳步前进。

四、地铁深基坑中的支护技术的特点

1.工程施工条件越来越复杂

市区的地理环境比较复杂，给基坑工程的顺利开展带来了很多困难。市区建起的建筑中有一部分存在陈旧，而且地下的管线也是错综复杂，这在一定程度上增加了建筑基坑工程的施工难度。在基坑施工时不仅要稳定自身的结构，还不能损坏周围的建筑。

2.基坑深度日趋变大

尽管我国土地多、资源丰富，但是可以用来建筑的土地却是相当有限。建筑向大深度发展不仅合理的利用了土地资源，而且也更方便城市管理和保护人民。现在的建筑物大都在地下建立地下室，一般的大中城市，地下室做一层至多层，很多沿海地区城市和一些繁华的大城市，地下室层数做多，有的都做到六层了，而且还在向更大深度发展。

3.容易发生安全事故

基坑工程的施工容易发生安全事故，因此，在深基坑工程施工中，不仅要根据实际情况设计科学合理的支护方案，还要做好安全工作。如果基坑支护失去作用，不但会破坏建筑物自身的结构安全，而且还会威胁到周围的房屋建筑和地下管线，引发安全事故和工程纠纷，加大施工企业的支出成本，严重的会对社会造成重大影响。

4.支护方法种类日趋繁多

如今，深基坑支护的方法种类日趋繁多，比如排桩、水泥土墙、逆作拱墙、地下连续墙等，甚至还有几个种类结合在一起使用。这些繁多的支护方法给实际工程提供了更多的选择，不同种类的深基坑工程可以结合自身的实际情况选择适合的支护方法。

五、基坑支护方案

1.工程特点和技术关键

本工程地下室平面形状大致为矩形，尺寸约为207m×135m，基坑面积大，开挖深，施工交叉工序多，周期长。基坑超深超大，选用经济合理的基坑围护结构方案是本次基坑围护工程的重点。基坑开挖量大，开挖土方量达100万m3，其施工过程对环境保护是重要环节，为此除采用合理的开挖方式和技术措施外，如何做好基坑监测，以信息化指导施工是本工程施工的重要内容和关键环节。

2.基坑支护方案

针对基坑平面面积大，开挖深，通过多种方案比较和技术经济分析，本工程采用以下方案进行基坑围护施工。采用850直径三轴水泥搅拌桩作为止水帷幕；

开挖深度10m范围内：西侧采用大放坡支护方案，北侧及东侧采用钻孔灌注桩疏桩复合土钉支护方案，基坑转角处适当布置一道钢筋混凝土角撑；

开挖深度18.5m范围内：基坑南侧及东侧-10.5m标高以上采用一排1200直径钻孔灌注桩疏桩复合土钉支护方案，-10.5m标高以下采用一排1200直径钻孔灌注桩结合斜向钢管支撑支护；基坑西侧（与二期工程交接处）上部采用大放坡开挖，下部采用钻孔灌注桩结合土钉墙的复合支护形式；

在-10m和-18.5m深浅基坑交接处高差8.5m，采用钻孔灌注桩复合土钉支护。

六、基坑支护施工操作

1.复合土钉施工

挖土至第一道土钉标高。土方开挖应分段分片进行，沿基坑边长每开挖30延米的土方，立即进行相应范围的土钉墙施工，待该部分土钉墙施工完毕后，才能进行邻段土方的开挖。

2.排桩加内支撑施工

开挖至支撑垫层底标高即停止开挖，并施工支撑及压顶梁，支撑及压顶梁达到80%设计强度前，严禁开挖支撑下土方，并控制附近土钉墙施工和土方开挖速度，以确保土坡稳定。待支撑及压顶梁达到80%设计强度后，方可大面积开挖支撑下土方，但仍应与临近土方开挖相协调，避免土坡高差过大。

3.钢管斜向内支撑支护施工

开挖至钢支撑底，安装第一道钢支撑，并施加预应力。继续开挖至第二道围檩底，施工第二道钢支撑围檩。待第二道钢支撑围檩达到相应强度后，安装第二道钢支撑，施加预应力，继续挖土至坑底。

七、施工降水

从本基坑支护形式来看，降水在该基坑施工尤为重要，若降水效果好，则能有效地提高砂土层的内摩擦角，增强边坡的稳定性。若降水效果差，则会引起边坡失稳，坑内产生流砂、管涌等现象，从而影响基坑的整体稳定和地下施工的正常进行。本工程地表以下20m深度范围以透水性较强的砂质粉土为主，由于距离钱塘江较近，水源补给丰富。开挖深度10m范围采用止水帷幕和坑外降水相结合的技术措施，坑外最底水位控制在-8.0m，避免过度降水对道路、管线产生明显的不利影响。开挖深度18.5m范围，设置全封闭的止水帷幕，止水帷幕底部进入透水性较差的5号粉质粘土层（帷幕以进入透水性较差的土为控制标准），为减少帷幕的压力，确保不发生管涌、流砂现象，坑外适量降水。

八、基坑监测

本工程基坑周边环境复杂，且除建造用地外，施工用地相对狭小，施工时必须采取合理的技术方案及应急措施，方能保证基坑和地下室正常顺利施工，确保其周边道路以及管线的安全，因此，施工过程应加强施工监测，使基坑处于安全监控中。

1.为确保地铁施工的安全可靠和开挖的顺利进行，整个施工过程进行全程动态监测，实行信息化施工，以便及时调整施工方案和采取相应的应急措施，避免工程事故的发生。

2.本工程设置如下监测项目：周围环境的监测：包括周围道路路面的沉降、倾斜、裂缝的产生和开展情况以及地下管线设施的沉降、变形等；围护体后侧土体沿深度的侧向位移的大小和随时间的变化情况。

经过以上监测项目的基坑监测，并每日形成监测报告，通过监测报告显示，基坑施工处于安全监控中，满足了设计要求，也保证了地下施工安全及周边道路、管线、邻近建筑物的安全。

九、结束语

综合支护技术是集上力学、水力学、材料才学和结构力学等于一体的综合性学科。支护结构又是由若干具有独立功能的体系组成的整体。因此无论是结构设计还是施工组织都应当从整体功能出发，将各组成部分协调好，才能确保它的安全可靠、经济合理。

参考文献：

[1] 李新建，魏忠诚.新发煤矿沿空留巷综合支护技术[J].黑龙江科技学院学报.2010（3）：45-47.

[2] 杜建伟.基于综放工作面的厚煤层沿空留巷支护技术探讨[J].内蒙古煤炭经济.2013（6）：88-89.

[3] 马念杰，白忠胜.无人工巷旁充填沿空留巷支护技术与工艺研究[J].煤矿开采.2010（4）：75-77.