地铁基坑各类围护结构的优缺点分析

地铁基坑各类围护结构的优缺点分析
作者：沈映泉
来源：《科学时代·上半月》2014年第11期
【摘要】随着科技经济的不断发展，我国的各行各业也呈现出百花齐放的景象。

同时，我国各大城市地铁也涌向人们的日常生活。

我国的地铁工程建设事业发展迅速，然而，地铁施工并不完善，仍然存在一定的问题。

文章将针对地铁的基坑各类维护结构进行分析。

【关键词】地铁基坑；围护结构
前言：
不同的土地质地震条件复杂，施工难度不同，深基坑工程支护在施工工程中存在很大的施工的难题，可以采取都中措施进行控制，如各监测点水平位移、支撑轴力和周边沉降监测结果，从而保证周边环境和围护体的安全。

1.地铁基坑各类围护结构
基坑维护主要结构形式有放坡土钉墙支护、SMW工法桩、钻孔咬合桩、地连墙、以及人工挖孔桩等。

文章将对其方法进行阐述。

2.各种围护结构简述。

2.1 SWM围护技术优缺点
SWM工法具有抗渗性能好，工期短，造价低，对周围地层影响小等优点，因此在各种形式的深基坑围护结构中，SWM围护结构以其独特的优点脱颖而出，作为一种比较新型的基坑围护技术，虽然 SWM工法的社会效益，经济效益是其他围护结构所无法比拟的，但由于该工法属于柔性支护，基坑变形较大，目前国内对该工法的作用机理，设计理论的研究尚不成熟，限制了该支护方法在我国深基坑工程中的大范围应用，随着地铁时代的来临，如何尽可能准确地预测 SWM工法围护结构在地铁深大基坑中的变形问题，以便在设计和施工中采取控制基坑受力和变形的措施，加强这方面的研究尤为迫切。

2.2地下连续墙
地下连续墙支护结构是地铁深基坑工程中广泛应用的一种形式，它具有永久性挡土结构、挡土墙、承重基础、止水帷幕等作用。

深基坑工程地下连续墙的主要施工工序为修筑导墙→泥浆制备与处理→槽段开挖→钢筋笼制备与吊装→混凝土浇筑。

地下连续墙的施工不是非常便捷，其性能优点很多，知识在施工过程中需要注意的地方也比较多。

2.2.1导墙施工
在地下连续墙的施工中，导墙起到控制平面位置、引导垂直方向、挡土以及稳定浆液面护槽的作用，通常导墙修筑在地下连续墙轴线的两侧位置，在槽段开挖之前，应先进行导墙的修筑，这样可以起到稳固地面土的作用，方便成槽施工。

在进行导墙施工时，应保证导墙的基底与土面能够紧密的结合在一起，这样可以防止泥浆渗入到导墙的后面不过盗抢施工要采取分段施工的方式。

在成槽施工时，导墙是起到引导液压抓斗施工的作用，因此应确保导墙的位置、尺寸以及垂直度能够精确的满足规范的要求。

在导墙混凝土浇筑、内模拆除之后，应沿着纵向，在导墙沟内设置木支撑，每间隔1m设置两道，这样可以确保在导墙沟内土方回填施工时，导墙之间不产生位移。

对导墙进行自然养护，当导墙的混凝土强度达到设计强度的50，以上时，才可进行成槽施工。

在导墙混凝土强度为达到设计要求时，应禁止重载车辆机械接近导墙，与导墙之间的距离应控制在3 m以上。

2.2.2泥浆配制及使用
地下连续墙施工的原材料要求很高，可如果原材料遭受污染就无法使用。

泥浆采用的材料为膨润土、自来水以及纯碱。

应严格根据设计配合比选择泥浆材料的用量并做好配制，对于配制完成的泥浆应将其储存在半埋式砖砌泥浆池中。

2.2.3槽段开挖
在抓斗进入导墙时应保持缓慢的速度，轻提慢放，这样可以避免对泥浆造成较大的冲击，以防止泥浆影响导墙下面、后面的土层稳定。

在进行挖土时，应确保悬吊机具的钢索紧绷不松弛，钢索保持垂直紧张状态，才能保证开挖的垂直度能够精度满足要求。

在进行挖槽施工时，应密切关注侧斜仪器，如果倾斜度超过要求，应及时采取措施进行垂直度的纠正。

在每段槽段成槽施工结束之后，应立即将挖槽机驶离作用槽段。

2.2.4钢筋笼的吊装
在钢筋笼吊装过程中，应特别注意的是钢筋笼吊点的布置和起吊方式，错误的吊点和起吊方式会造成钢筋笼出现不可恢复的变形。

在钢筋笼起吊过程中，不得出现钢筋笼在地面上拖拉的问题，同时应在钢筋笼的下端绑一根拽引绳，通过人工操作拽引绳的方式以确保钢筋笼在空中能够稳定。

在吊运钢筋笼的过程中，只能单独使用主吊钩进行吊运，同时应确保钢筋笼能够保持垂直的状态。

在将钢筋笼放入槽内之后，应用吊梁穿入钢筋笼最终吊环内，搁置在导墙顶面上。

严格根据钢筋笼的设计位置和高程对实际钢筋笼的位置和高程进行调整，确保符合设计要求。

2.2.5浇筑墙体水下混凝土
根据规范的规定，应对混凝土进行采样，并将试样送到试验室进行试验检测，主要检测的技术参数指标为混凝土的抗压和抗渗性能，符合要求才能确保地下连续墙的施工质量。

2.3 人工挖孔桩的特点
（1）造价低廉。

人工挖孔桩的施工过程大部分都是通过工作人员操作进行，对机械的需求量小，另外不需要占用过大的施工场地，因此不但能够减少设备费用，同时能够减少占地费用。

（2）有利于多方同时施工节省时间。

由于施工过程不需要大量的机械做辅助，因此可以将很多基桩的工作同时进行施工，大大缩短施工时间，灵活掌握进度，并能够激励施工人员的工作热情。

（3）施工质量有保障。

施工人员在实际工作过程中能够及时发现问题，同时对孔壁和孔底不断进行检查，对施工中问题的发生起到了预防作用。

另外，灌注混凝土可以按照实际情况分成多个阶段进行施工，使施工的进行更认真仔细，从而较好的保障了工程的质量。

（4）具有安全隐患。

人孔挖孔桩也具有不可忽视的缺点，就是存在安全隐患。

由于人工操作占工程的绝大部分，因此当对土层分析不准确或者遇到难度较大的土质结构时，使施工人员的安全受到威胁。

2.4钻孔咬合桩
钻孔咬合桩，是相邻两桩互相咬合排列的一种基坑围护结构，桩的排列方式为一序桩 A （素混凝土桩，水泥土桩，水泥搅拌桩，矩形或异性钢筋笼的混凝土桩，）和一序桩 B（钢筋混凝土桩，）间隔布置，先施工桩 A后施工桩 B，桩 A 采用超缓凝混凝土，桩 B施工须在桩A混凝土初凝前完成。

桩 B 施工时，利用液压全套管钻机的切割能力切割掉桩 B相交部分的混凝土，互相咬合。

2.5放坡土钉墙支护
2.5.1土钉墙抗拔力较大饱和软土具有含水量较高的特点，而在土钉墙的插入过程中，通过对原状土体的挤压，其光滑表面形成较好的排水通道，促进软土的排水固结，同时因为土钉墙的吸水膨胀特性，增大了土钉墙与土体的侧摩阻力，使土钉墙抗拔力有所增强。

2.5.2施工便利，施工速度快
土钉墙中土钉墙的插入随土方开挖进行，由于软土地区土体强度较低，通过挖机斗反压土钉墙进入坡体较为便利，因不需要进行注浆，下层土方开挖不需等待土钉压浆体强度达一定要求，仅需考虑面层强度达设计要求即可，因此施工速度较快，体现出较好的经济性，土钉
墙作为筋体材料，价格低廉，较注浆花管土钉及成孔土钉造价可节约很大成本，体现出较好的经济性。

2.5.3有利于环保
由于土钉墙土钉墙不需采用注浆措施，对土壤不产生污染作用，因此具有较好的环保特性，土钉墙土钉墙的作用机理分析。

2.5.4 变形约束作用
由于土钉墙支护结构是通过土钉及土体共同作用，形成复合体，从而提高土体强度，弥补土体强度本身的不足，增强边坡整体稳定性，因此土钉材料与土体共同参与变形，而土钉墙是一种柔性材料，与原状土体的刚度比较小，与土体协调变形能力较强。

2.5.5 提高原状土体强度的作用
土钉墙支护结构通过在土体中插入土钉，对土体产生加筋与置换作用，但一般注浆土钉间距不宜过小，而土钉墙土钉由于在软土中插入的水平及竖向间距较小，因此在单位面积上的加筋密度较大，形成了较好的置换作用，同时在同一高度位置上土钉插入角度可不同，小角度土钉承担拉力，大角度土钉则对下卧原状软土地基产生加固作用，从而提高其整体稳定性。

3.结束语
在建筑工程的施工中深挖基坑，地基土质比较软，进行开挖深基坑容易造成周围建筑物，地下构建物以及管线等发生沉降或者位移，影响这些物体的正常使用，在基坑的施工中深挖基坑会和灌注混凝土等工程发生制约，需要协调工程的施工，增加工作的难度，深挖基坑的工期比较长，以及施工物料重物堆放等会对地基的稳定性产生影响，建筑向高层化发展，因此基坑的深度不断增加，基坑的开挖面积比较大，影响地面的支撑系统。

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