【摘要】地鐵隧道深基坑開挖工程是地鐵建設(shè)中一個重要課題，開展深基坑開挖施工研究具有重要的工程應(yīng)用價值。本文主要介紹了地鐵隧道深基坑開挖施工技術(shù)。
【關(guān)鍵詞】深基坑；非飽和土；支護；開挖
1 緒論
盡管大多數(shù)基坑支護結(jié)構(gòu)屬于臨時設(shè)施，但其建設(shè)費用卻很高。基坑工程具有明顯的地域性，比如同樣深度的基坑，如果采用同樣的基坑設(shè)計在北京是安全的，但是在上海就可能是不安全的。一方面，每年都會有一些深基坑出現(xiàn)事故；另一方面，很多基坑支護的內(nèi)力的實測值卻又遠遠小于計算值，存在著巨大的浪費。地區(qū)不同、土質(zhì)不同、支護結(jié)構(gòu)體系不同、施工程序不同、設(shè)計方法不同等諸多方面因素的差異影響著基坑工程理論和實踐的探索。因此，設(shè)計出簡單而有效地深基坑施工方法，具有重要的經(jīng)濟和社會意義。本文首先介紹了支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法，接著詳細分析了深基坑開挖及支護的施工技術(shù)方法。
2 支護結(jié)構(gòu)設(shè)計方法
2.1 支護結(jié)構(gòu)的計算內(nèi)容
支護結(jié)構(gòu)的計算應(yīng)包括以下內(nèi)容：
（1）支護結(jié)構(gòu)入土深度；（2）支護結(jié)構(gòu)的內(nèi)力；（3）拉桿拉力。
2.2 支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法
按照《建筑基坑工程技術(shù)規(guī)范》（YB9258-97）把基坑支護結(jié)構(gòu)計算分為極限平衡法，土抗力法和平面有限元法。
2.2.1 極限平衡法該法屬于古典的鋼板樁理論，假定主、被動土壓力已知，不考慮墻體和支撐（或錨桿）的變形，把超靜定問題轉(zhuǎn)化為靜定問題求解。屬于這類方法如等值梁法、靜力平衡法、太沙基法和二分之一分割法等。極限平衡法的假定過于理想，與實際情況出入較大。但它的計算簡捷，因此規(guī)范仍推薦使用。
2.2.2 土抗力法土抗力法又稱地基反力法，豎向彈性地基梁的基床系數(shù)法。在計算較為復(fù)雜的圍護結(jié)構(gòu)時，假定墻體兩側(cè)的土壓力隨開挖過程面的土壓力隨墻體向基坑一側(cè)的變形增大而減小，但始終不得小于主動土壓力，土抗力法能夠反映基坑開挖和回填過程中的各種基本因素和復(fù)雜條件對圍護結(jié)構(gòu)受力的影響，如基坑開挖，錨桿設(shè)置，錨桿的失效與拆除，能夠反映施工過程及施工完成以后的使用階段墻體受力變化的連續(xù)性。土抗力法己經(jīng)接近與基坑工程的實際受力情況，但是其計算精度要由計算參數(shù)的精確度來決定，如基床系數(shù)，錨桿的松弛系數(shù)等，所以這種方法的計算要通過工程的實踐予以調(diào)整。
2.2.3 平面有限元法目前在基坑工程支護中，僅僅將其作為輔助設(shè)計的手段。在城市深基坑的四周會有一些重要的建筑物或構(gòu)筑物，例如地鐵，為了保證深基坑附近的地鐵的正常運行，必須嚴格監(jiān)控因基坑開挖引起的周圍地面的沉降，此時無論極限平衡法還是土抗力法都難以估算基坑周邊地層的位移，宜采用平面有限元法。
3 施工方法及施工工藝
3. 1 鉆孔灌注樁施工
鉆孔灌注樁采用小800mm、間距1.4m，施工采用常規(guī)的施工方法，具體施工過程不做詳細敘述。只介紹施工順序和工藝流程。
3.1.1 施工順序
為防止鉆孔樁施工時由于相鄰兩樁施工距離太近或間隔時間太短，造成塌孔，采取分批跳孔施作，鉆孔樁施工時按隔孔施作。
3.1.2 工藝流程
施工準備――樁位放線――埋設(shè)護筒（事先做好）――鉆機就位――制備泥漿――鉆進、掏碴――清孔――成孔檢查――鉆機移位――安放筋骨鋼架――下導(dǎo)管――灌注樁前準備――灌注水下樁――拆拔護筒――孔口回填――樁頭剔鑿清理――樁體檢測――冠梁施工
3.2 土層錨桿
3.2.1 施工工藝流程
土方開挖―測量、放線定位―鉆機就位―接鉆桿―校正孔位―調(diào)整角度一一打開水源一一鉆孔一一提出內(nèi)鉆桿沖洗一一鉆至設(shè)計深度一一反復(fù)提內(nèi)鉆一一插內(nèi)鉆桿、插鋼筋―壓力灌漿―養(yǎng)護―裸露主筋防銹―上橫梁（或預(yù)應(yīng)力錨件）焊錨具―焊鋼圍擦―張拉（僅用于預(yù)應(yīng)力錨桿）―錨頭（錨具）鎖定
3.2.2 施工工藝要點
�。�1）錨桿桿體制作
�、侔丛O(shè)計要求制作承載體、其彎曲強度大于50Mpa，沖擊強度大于20KJ/mZ，壓縮強度大于100Mpa。
�、诓捎米灾茝澢鷻C，按設(shè)計要求將無粘結(jié)鋼絞線繞承載體彎曲成“U’型，并安放注漿管，用鋼帶綁扎牢固。
�、蹏栏癜丛O(shè)計要求安放承載體和隔離環(huán)。
�、芘c錨固段不同部位處的承載體相捆綁的無粘結(jié)鋼絞線的外露端要作出不同的標記。
�、蒎^桿的無粘結(jié)通過在鋼絞線外涂油及外包塑料管來完成。
�。�2）鉆孔:
�、巽@孔采用帶有護壁套管的鉆孔工藝，鉆孔直徑150mm。
�、趪栏裾莆浙@孔的方位，鉆孔的偏斜率不大于鉆孔長度的3%。
�、坫@孔深度應(yīng)大于錨桿設(shè)計長度200mm。
�、墚斻@孔達到設(shè)計要求深度后，用清水沖洗套管內(nèi)壁，使泥砂不殘留。
�。�3）桿體運輸及插入孔內(nèi)
①桿體在運輸過程中，不得扭曲、碰撞，嚴格保護桿體不受損傷。
�、诓迦脬@孔內(nèi)的桿體應(yīng)達到設(shè)計要求深度，如插入時桿體不能達到要求深度，則拔出桿體查明原因并處理后再行插入。
（4）灌漿
�、俟酀{材料采用Po42.5普通硅酸鹽水泥、控制水灰比在0.4一0.5左右的M10水泥漿。其流動度要適合泵送，為防止泌水、干縮和降低水灰比，可摻加0.3%的木質(zhì)素磺酸鈣。如需早強可摻加水泥用量0.3%的食鹽和0.03%的三乙醇胺。
�、谶x用優(yōu)質(zhì)的灌漿管，灌漿管出口處位于桿體底端約20cm處。
③灌漿時從孔底注滿鉆孔，拔出全部套管后從孔口補滿漿液，需要時，亦可通過護壁套管來高壓灌漿。
�。�5）張拉、鎖定
可拆芯錨桿待漿體強度大于30Mpa后進行張拉。先對錨桿進行預(yù)張拉，使錨桿各部位的接觸緊密、桿體完全平直，消除桿體的隱蔽變形量。預(yù)張拉進行兩次，張拉力取0.2倍的設(shè)計承載力。拉直后再進行正式張拉時，其變形量起點以此狀態(tài)為零記起。錨桿張拉控制應(yīng)力不超過錨桿桿體強度標準值的0.75倍，鎖定荷載取設(shè)計荷載。錨桿張拉荷載分級逐步施加。
3.2.3 施工注意事項
�。�1）鉆機要保證位置正確，要隨時準備調(diào)整好錨桿位置（上下左右和角度），防止高低參差不齊和相互交錯。
（2）鉆進后要反復(fù)提插扎內(nèi)鉆桿，并用水沖洗直至出清水、再接下節(jié)鉆桿；遇有粗砂，砂卵石土層，在鉆桿鉆至最后一節(jié)時。應(yīng)比要求深度多10一20cm，以防粗砂、碎卵石堵塞管子。
（3）鋼筋、鋼膠線使用前要檢查各項性能，檢查有無油污、銹蝕、缺股斷絲等情況；如有不合格的，應(yīng)進行更換或處理。
�。�4）作業(yè)鉆機拔出鉆桿后，外套留在孔內(nèi)不會坍孔，但亦不宜間隔時間過長，以防流沙涌入管內(nèi)，造成堵塞。
�。�5）灌漿壓力不得低于0.4Mpa，亦不宜大于2Mpa，宜用封閉式壓力灌漿和二次壓力灌漿，可有效提高錨桿抗拔力。灌漿材料可根據(jù)氣溫和土質(zhì)情況與使用要求，適量摻加早強劑、防凍劑或減水劑。
�。�6）注漿前用水引路、濕潤、檢查輸漿管道；注漿后及時用水清洗攪漿、壓漿設(shè)備及灌漿管等。注漿后自然養(yǎng)護不少于7d，待強度達到設(shè)計強度等級的70%以上，始可進行張拉工藝。在灌漿體硬化之前，不能承受外力或由外力引起的錨桿移動。
（7）張拉時要校核千斤項，檢驗錨具硬度，清擦孔內(nèi)油污、泥沙。張拉力要根據(jù)實際所需的有效拉力的可能松弛程度而定，一般要求設(shè)計軸向力的75%一85%進行控制。
�。�8）由于基坑平面不規(guī)則，鋼圍擦需在平面內(nèi)焊成封閉框架。
4 結(jié)論
錨桿支護技術(shù)是近年來興起的一項新型基坑支護技術(shù)，本文以深基坑開挖為研究對象，分析選擇了支護方案，進行了排樁、錨桿設(shè)計計算，同時對錨桿支護施工過程進行了分析研究。在此基礎(chǔ)上，通過搜集、分析大量工程技術(shù)資料和總結(jié)工程實踐經(jīng)驗，總結(jié)了深基坑開挖的施工方法。
參考文獻：
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