地铁车站围护结构施工要点解析

地铁车站围护结构施工要点解析

作者：宋虎喻青儒肖飞

来源：《中国建筑金属结构·下半月》2013年第02期

摘要：地铁车站施工过程中采用明挖法施工具有非常显著的社会、经济效益，而在采用明挖法进行施工时，围护结构的设置显得尤为重要。围护结构采用钻孔灌注桩、旋喷桩相结合的施工工艺能够提高围护结构施工质量，保证止水帷幕的有效性，对现阶段车站施工有非常重要的意义。

关键词：地铁车站；钻孔灌注桩；旋喷桩；围护结构

中图分类号：U231.4U455.452 文献标识码：B 文章编号：1671-3362（2013）02-0029-02

前言

在地铁车站施工中，明挖法施工是比较常用的施工方法。与20年前不同，当时明挖法讨论的问题是临时结构物和主体结构物的外力如何确定、地下连续墙如何与主体结构结合等，目前更多的是接近工程施工、地下水的处理、地层改良的设计方法、省力化的施工方法，考虑的是环境和节省资源的设计施工等问题。在此基础上，明挖法技术水平有了很大的提高。

在城市地铁明挖法施工中，接近施工是不可避免的。接近施工实质上是围护结构的位移问题，因此在设计和施工中特别重视接近施工所引发的各种问题的解决。围护结构对整个车站主体结构的施工有着非常重要的作用，为主体结构施工创造了一个完整的空间，形成了第一道防水体系、第一道土体反作用力支撑体系。同时，围护结构的成功与否，与主体结构的质量也息息相关，它对施工的安全进行也显得尤为重要。

1 地铁车站中围护结构施工所采用的工艺

本文以广佛地铁线西朗车站为例进行介绍。西朗车站位于广州市荔湾区花地大道中，靠近广州地铁一号线，是佛山至广州的一个大型换乘车站。西朗车站长386.3m，标准段宽20.7m。地铁车站为两层框架结构，基本处于风化岩层地段。

在西朗车站的施工中，车站所采用的是明挖法施工的方法。明挖法具有施工简单、快捷、经济、安全的优点，城市地下工程都把它作为首选的开挖技术。其缺点是对周围环境的影响较大。明挖法车站围护结构分为钻孔灌注桩施工、旋喷桩施工以及支撑体系施工。

为保证2010年广州亚运会前投入使用，西朗地铁车站明挖法施工前首先选用灌注桩配合旋喷桩作为止水围护结构，这种施工工艺是非常适合该地层的。

2 钻孔灌注桩施工要点

西朗地铁车站工程采用钻孔灌注桩，围护采用钻孔灌注桩加水泥选喷桩作为止水帷幕，钻孔桩数量大、桩身长，施工质量的优劣直接关系到桩基和围护工程质量，更关系到整个工程的质量，因此，必须正确地选用科学合理的施工工艺，使钻孔灌注桩达到全部优良。

灌注桩属于隐蔽工程，但由于影响灌注桩施工质量的因素很多，对其施工过程中的每一环节都必须要严格要求，对各种影响因素都必须有详细的考虑，如地质因素、钻孔工艺、护壁、钢筋笼的上浮、混凝土的配制、灌注等。若稍有不慎或措施不严，就会在灌注中发生质量事故，小到塌孔、缩颈，大到断桩报废，以致对整个工程质量产生不利影响。所以，必须高度重视并严格控制钻孔灌注桩的施工质量，尽量避免发生事故及减少事故造成的损失，以利于工程的顺利进行。

西朗车站根据当地的地质情况，有针对性地选择钻孔施工方法：其中位于车站两侧的桩采用旋挖钻进行施工；横跨公路的中间段，由于地质条件良好，旋挖钻施工影响城市交通，采用人工挖孔桩的施工方法成孔。部分岩层较浅的车站围护结构亦可采用冲击钻冲击成孔的施工工艺。在围护结构的桩基施工中，桩基靠近主体结构侧墙一侧，宜远离侧墙边距离10cm左右，并在施工时保证桩基的垂直度，避免侵入主体结构。

水下浇注混凝土是用混凝土从孔底开始灌注，将孔内泥浆置换出来，成为混凝土桩的。在浇注过程中，应及时掌握孔内混凝土面上升的高度及导管插入的深度，测定每个混凝土面位置应取两个以上的测点，测绳受拉伸、湿度等因素的影响，所标长度变化较大，须经常校正。

浇注混凝土必须连续进行，否则先浇灌进去的混凝土达到初凝，将阻止后浇灌的混凝土从导管中流出。施工中，混凝土浇注速度应尽可能地快一些，终止浇注混凝土前，须确定混凝土面真实高度，以见混凝土中粗骨料为准。

对于诱发灌注事故的因素，必须在施工初期就彻底清除其隐患，同时又必须准备相应的对策，预防事故的发生或一旦发生事故及时采取补救措施。

在施工过程中对以上一些问题，必须有明确的认识。只有对钻孔灌注桩足够的重视了，地铁车站的基坑围护才能有效地起到保护基坑开挖的作用。这是明挖车站中比较重要的一个部分。

3 旋喷桩施工要点

为保证钻孔灌注桩之间间距的止水性能，必须在灌注桩施工完成后继续施工旋喷桩。高压旋喷桩对处理淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、沙土、人工填土和碎石土等有良好的效果，在地铁车站施工中适用于围护结构止水。旋喷桩与钻孔桩一起形成围护结构止水帷幕，防止明挖施工过程中地下水的汇集、喷涌。

旋喷桩桩底一般施工至强风化岩层，钻杆无法下行为止。钻机采用双管高压旋喷桩及高压注浆泵，当钻杆钻到既定标高后用高压旋喷机把安有水平喷嘴的注浆管下到孔底，高压喷射水

泥浆冲击切割土体，随着注浆管的旋转和提升而形成圆柱体桩体，浆与土体经过一系列的物理化学反应，固结成桩。旋喷桩截面必须与钻孔桩相互咬合，以便于保证支护、止水效果。

旋喷桩施工工艺属于一种比较成熟的工艺，在地铁车站围护结构止水有非常良好的应用效果，能够使开挖后的基坑不受潜水、地下涌水的影响。旋喷桩施工必须逐排进行施工，保证施工桩长及桩径。在开挖后如发现旋喷桩与地层相接处有涌水现象，必须及时补桩、堵漏。旋喷桩与钻孔灌注桩相互位置示意图如下图1所示：

图1 旋喷桩及钻孔灌注桩相互位置示意图

4 支撑体系施工要点

支撑体系施工属于土方开挖前必须施工的临时构造，是为保证开挖后围护结构阻挡被动土压力所设置的结构。根据现阶段地铁车站所采用的支撑种类，分为钢管支撑与砼支撑两种，两种支撑各有优缺点。砼支撑具有良好的稳定性，且适用于复杂部位的支撑，但施工进度慢，影响土方开挖。钢管支撑具有施工简易、安拆方便等优点，但对于特殊要求的部位难以应用。

针对明挖车站的施工，为保证整个围护结构的稳定性，第一层支撑应全部采用砼支撑，第二、三层支撑标准截面宜采用钢管支撑，非标准截面采用砼支撑。如果第一道支撑体系应用钢管支撑，整个结构的稳定性能就非常有可能得不到保证，地铁车站坍塌事故往往出现在该问题的对待和处理上，如杭州凤起某车站。同时在开挖过程中，要对露出的围护结构桩基截面进行喷射砼施工，使其表面尽量平整，还要对有涌水的位置进行引流、堵漏处理。基坑内、外不宜做降水处理，但必须实时监测基坑周边以及围护结构水位、土体倾斜度的变化。

5 结语

明挖车站施工中围护结构施工只是其中的一部分工序。明挖车站在城市地铁中是首选的工艺方法。灌注桩施工是围护结构中的主要工序，成桩质量必须得到保证，同时支撑体系必须严格按照设计及相关规范的要求进行施工，以保证地铁车站开挖施工的安全性。

随着科学技术的不断提高，建筑新技术及新工艺也不断发展并完善起来。相当多的科研人员及业内人士非常重视地铁围护结构的设计与施工，其作为地下明挖施工的一个重要组成部分，对保证施工的安全、质量与进度具有非常重要的意义。

参考文献

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[2]李进兵.钻孔灌注桩常见质量事故预防及处理措施[J].山西建筑，2008（16）.

[3]韩建刚.浅谈旋喷桩施工[J].山西建筑，2008（27）.