软土地层地铁车站深基坑开挖施工技术研究

摘要：随着我国城市化进程的加快，城市交通日益发达，城市轨道交通项目的规模也越来越大，因此对地铁车站的施工也得到了重视。由于地铁车站工程的规模与复杂性，使得其建设具有很高的难度与风险性，因此，必须采取科学、合理的工艺措施，以保证其安全。地铁车站工程深基坑施工是地铁车站工程的重要组成部分，其施工技术具有复杂性和风险性，需要相关工作人员充分认识到这一点，加强对其技术要点的分析研究，以保证施工安全。

关键词：软土地层；地铁车站；深基坑开挖；施工技术

随着我国城市交通工程的快速发展，地铁作为城市交通的重要组成部分，其建设需求日益增长。在城市轨道交通工程中，深基坑开挖是城市轨道交通的重要组成部分。但在软土地层中，受土壤的物理性质、力学性能等因素的影响，其施工难度很大。本文旨在对软土地层地铁车站深基坑开挖施工技术进行深入研究，以期为相关工程实践提供科学依据和技术支持。

一、软土地铁车站深基坑的特点

一方面，由于软土地层具有高含水率、高压收缩、低强度、高敏感性等特征，使得其在建设中容易产生大的变形与失稳。同时，软土层中的深基坑开挖也会受到地下水的作用，地下水的变化会引起基坑支护结构的不规则位移、坑底隆起，给建设带来更大的困难与风险。

另一方面，软土地区既有地铁车站深基坑工程，多处于城区中心地带，周围有大量的建筑和复杂的地下管线，因此对环境保护的要求极高。为了保证周围建筑及地下管道的安全，在进行深基坑开挖和支护时，应严格控制基坑变形。同时，深基坑开挖过程中存在很强的时空效应和环境效应，其开挖深度对基坑的稳定与变形有着显著的影响，并受气象、施工顺序等诸多因素的影响。为此，在软弱地层中，既要考虑到地质条件，又要考虑到环境保护、施工工艺和安全管理，要采用科学、合理的施工方法和支护措施，才能保证工程的安全和顺利实施。

二、软土地铁车站深基坑施工技术

（一）深基坑支护技术

针对软土地铁车站深基坑的特点，为给深基坑的开挖、支护以及内部结构施工提供良好的条件，若深基坑的深度超过10 m，面积超过1000m2，

采用传统的钢板桩、钻孔灌注桩等围护结构，将不能满足深基坑开挖、支护和内部结构的要求。为了解决这个问题，必须采用地下连续墙作为围护结构，它具有施工振动小、噪声小、对周围环境影响小、墙体刚度大、防水性能好，适应性强，施工安全等优点。在实际工程中，为了充分利用地下连续墙的功能，通常采用液压抓斗施工工法，具体的施工过程如下。

1.导墙施工。在地下连续墙围护结构施工中，导墙施工是一个重要的准备工作，它的主要功能是为成孔提供清晰的引导，从而对施工标高进行控制，对槽段和钢筋的位置进行控制，避免在正式施工时槽口发生坍塌，最大限度上发挥出导墙的承重作用。

导墙的承重作用可以通过计算墙体的抗压强度来评估，假设导墙的宽度为w高度为h，材料的压缩强度为，则导墙的最大承载力F可以估算为：

如果增加导墙的宽度w或高度h，或者使用更高强度的材料（即增加），导墙的最大承载力F增加。反之，减小宽度、高度或使用较低强度的材料将减少承载力。

2.配制和使用泥浆。

配制泥浆的科学、合理与否，直接关系到地下连续墙围护结构的施工质量。在工程建设中，应根据当地的地质、水文情况，选用原土造浆，如有需要，可选用粘土制浆，并保证其质量。在施工过程中，泥浆液面要保持在地表以下1.0米以上，特别是在砂层区域，需增加泥浆比重和粘度，确保泥浆储备充足，并准备堵漏材料，泥浆性能应满足表1中的规定。

表1：泥浆配制性能表

3.灌注混凝土。混凝土按试验配合比配制，可以将混凝土集中搅拌，然后用槽车运送到工地进行灌注。在槽段中可以同时使用2根导管，每个导管之间的距离不超过3 m，且导管距接头端不得超过1.5m。两导管同时灌注，保证混凝土表面标高在30 cm以内，导管端头埋入2~4 m。连续浇筑至设计高度，浇筑完毕后需凿除浮浆层，所以，在浇筑时，应该在设计的基础上增加40-60 cm。

（二）深基坑支护技术

在软土地层中，既要保证深基坑施工的稳定性，又要避免出现坍塌事故，因此，必须对其进行合理的支护。特别是在软土深基坑项目，对变形控制有很高的要求，因此，在正式开挖之前，必须对地基进行相应的加固。具体内容有：1.对基坑底板注浆加固，提高其承载力；2.针对土坡范围内的土体进行专门的加固处理（如：化学注浆、深层搅拌等方法）。支护结构的设计也不可忽视，要充分考虑基坑的实际深度、所在区域的土质条件、地下水水位和动力变化等多种因素。为保证基坑稳定，设计人员需要根据详细的地质调查报告及实际施工经验，对支护结构的型式、尺寸及布置形式进行科学、合理的选择。

（三）深基坑开挖技术

土方开挖应按照“先中间后周边”的原则，采取“先支护，后开挖”的施工工艺，保证基坑的安全性和稳定性。在深基坑开挖过程中，采用四壁开挖、土方运出、坑内挖掘的方法，并进行降水和排水的处理。施工时要注意不能开挖过深，基坑支护结构要竖直，才能保证稳定性。采用机械化与手工相结合的方法，根据基坑的深浅，选用适当的开挖方式。为保证边坡的稳定性，在开挖结束后，及时进行围护结构、垫层及防水层的施工。

软土地层地铁车站的深基坑工程，必须坚持“集中”、“快速”的原则，严格控制暴露面、开挖深度，分阶段进行。根据设计支护位置，保证支护及时，减小支护变形。根据基坑周围的条件，对基坑的开挖顺序进行了合理的布置，一般是从中部向两侧进行，采用预留的土堤护壁，减少了围护结构的悬臂长度，缩短了围护时间。在分层开挖时，要根据工程场地的地质条件及坡度，对开挖平沙的宽度进行合理的设定，如果边坡的坡度是1:2，那么在每一层都要留出3.0m宽的平台，保证开挖机械设备能够稳定运行。基坑开挖到坑底标高时，总体基坑纵向坡度应控制在1:3左右,保证深基坑开挖中边坡的稳定性。

（四）深基坑降排水施工技术

在基坑开挖前，必须对其基坑内外的水位情况进行细致的观察与分析。观测工作不仅需要涵盖静止水位的测定，还应包含对水位动态变化的监测，从而全面掌握地下水的分布及其运动规律。基于这些观测结果，工程师们能够设计出恰当的排水方案。排水技术通常包含井点排水法、明沟排水法和截流法，每种技术都有其独特的适用场景和优势。

1.井点降水法。可适应各种地质及环境情况。该工法具有设备简单、施工方便、可有效降低地下水水位等优点，适用于大面积基坑开挖施工。

2.集水明排法。该方法适用于粗粒土层或渗水量较小的黏土层。在基坑开挖过程中，通过设置排水沟和集水井，能够及时排干雨水，保证了基坑工程的安全。

3.截水法。主要用于适用于建筑密度较大、管道较复杂的施工环境中。该方案采用在基坑周边设截水帷幕，阻断地下水进入基坑内，实现对基坑降水的控制。这种方法尤其适用于需要保护周边建筑物和设施的情况。

（五）深基坑监测技术

深基坑监测技术是确保基坑工程施工安全的重要手段。监测的主要内容包括支护结构的变形、周边土体的沉降以及地下水的变化等。这项工作需要从基坑开挖前到开挖完成后的整个施工周期内持续进行，实现施工过程的实时监测。

通过对监测资料的采集与分析，可以使施工队伍在建设中发现存在的问题，快速地采取对策，防止工程安全事故的发生。同时，监测结果还需要与工程设计时提出的各项要求和标准进行对比分析，以保证整个工程的顺利进行，从而保证基坑工程的安全稳定。深基坑的监测不但关系到工程的安全，而且还关系到对周围环境的保护，如降低对邻近建筑、管道的影响、预防地面沉降等。随着科技的发展，现代化的监测方法也得到了长足的发展，例如自动化监控系统、远程数据传输等，极大地提升了监测的效率与准确性，为深基坑工程建设提供了更为强大的技术支持。

三、结束语

因此，在软土地层中，地铁车站深基坑开挖施工需要综合考虑地质条件、土壤特性和支护结构设计等因素，通过合理运用相应的工艺，降低土体的变形风险，保证既有地铁车站在软土层中的施工安全稳定。但是，各个区域的地质、土壤性质各不相同，所以，在实施过程中，必须因地制宜地加以调整与优化。未来，应深入研究并优化软土地基地铁站深基坑挖掘施工方法，以提高施工的效率与安全性。

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