地铁车站地基加固技术

王大伟

摘 要：地铁工程建设中的地基加固技术需要针对各个加固方法的优缺点，开展针对性的对比和讨论，结合项目本身的环境及地质结构特点，与工程中的属性和特点相结合，选择出对本项目适用性强的，较合理的地铁车站加固方案。

关键词：地铁车站；地基加固；技术探讨

1 软土地基对地铁车站施工的影响

地铁是现代化城市居民日常出行的首选交通工具，具有运输规模大、速度快、不受地面交通干扰等特点，对缓解城市交通压力、推动城市化进程的加快具有重要作用。地铁车站多位于建筑物分布相对集中的区域，因此，为了减少或避免地铁建设对地面建筑造成的不利影响，需在地铁车站建设过程中，采用先进的施工技术来提升工程质量，比如深基坑施工技术。

软土地带在我国分布较广，软土区的主要特点是土层中含有大量淤泥质粘土或是粘土的含水量较高，该特点直接决定了软土区土壤强度较低的现象，导致土层极易出现变形、塌落等情况，可见在软土地区进行施工的难度较大。地铁车站深基坑施工存在较高的风险性，由于地铁车站施工是在地下进行的，其施工用电、设备运行等均存在一定的风险，且在软土地基施工中这种风险体现的更加突出。因此，为了避免在地铁车站施工中出现土壤变形、地上部分沉降等现象，需采用先进的施工技术来保证施工质量和使用安全，降低安全事故的发生率，进而为城市居民提供更优质的出行服务。

2 地铁车站地基加固的内容

地基加固指的是既有建筑地基和基础加固前，应先对地基和基础进行鉴定，方可进行加固设计和施工。地基加固的主要方法包括锚杆静压预制桩加固技术、高压旋喷桩加固技术、化学喷浆加固技术、深层搅拌桩复合地基加固技术、包柱式新旧基础连接技术、植筋式新旧基础边接技术等。

3 地铁车站地基加固技术

3.1 锚杆静压预制桩加固技术

锚杆静压预制桩加固技术是在建筑物的原有基础上埋设抗拉瞄杆，其上部具有螺纹，通过螺母安装压桩机架并固定在瞄杆上，利用建筑物自身的质量和瞄杆的压桩反力将桩压入地层，再利用桩顶通过预埋件使其与基础连接，完成建筑物加固的目的。锚杆静压预制桩加固技术主要适用于黏性土、淤泥、人工填土、湿陷性黄土等的既有和新建城市地铁车站的基础加固，特别适用于软土地区的加固工程。针对既有车站的加固，主要是对基坑工程临近建筑基础的托换和对建筑桩补桩的加固，对于新建车站的基础加固则需要进一步研究。

3.2 高压旋喷桩加固技术

高压旋喷桩加固技术是将钻机钻头钻入一定的深度，在钻头提起的瞬间利用高压设备进行喷浆，并在此期间形成具有一定强度的桩体，在加压设备的喷射作用下，可以将地基周围的泥土去除，并利用喷浆与泥土的化学作用，在外力的作用下，通过泥土颗粒与喷浆的比例变化，重新进行结构的重组，最后，在混凝土的凝固过程中，形成固结体，由于固结体与混凝土的结构类似，可以产生与混凝土较类似的作用效果。在施工过程中，钻机操作需要锚固锁定，钻机的操作需要检查和调整垂直度，并及时纠正偏差，钻头一般采用合金材料，施工完毕后，需对孔深和孔位进行检查验收，准备喷浆，在喷浆过程中需要对压力和初凝时间等参数进行校对，确定施工工序和组织形式，对于喷射的施工工序应首先启动空压机，然后启动高空泵，当压力达到要求时，再注浆，当喷浆到达钻头位置时开始旋转提升作业。

3.3 化学喷浆加固技术

化学喷浆加固指的是将混凝土与水拌和成一定浓度的浆液，然后使用机械设备在高压喷浆和搅拌的作用下，使混凝土浆液更加浓稠，其工作机理是喷浆在钻孔附近形成柱状浆体，由于浆体的作用，使钻孔附近的土被充填压实，密度变大，在喷浆的喷射过程中，由于地层中的地质结构的不同和空隙空洞的不规则，使喷浆在地层中形成方向交错，形态各异的浆体结构，在浆体与土壤层之间形成致密的联络，并沿钻孔形成直径各异的不规则的柱桩体，在桩体与土层的联合结构中形成较复杂的复合体，产生的共同作用可以起到提高承载力的效果。化学喷浆加固的施工顺序一般是先进行施工准备，包括前期测量和对浆体的制备过程，然后调整机械进行钻机施工准备，开动机械进行钻进作业，然后实行提升喷浆施工，当上升到设计标高时，需要对钻孔进行复钻，然后进行复拌，最后，当到达设计标高时停机作业，然后进行下一个桩的重复循环作业。在施工作业中需要注意在提升喷浆的过程中，要使土壤和混凝土浆沿深度方向搅拌，并根据地质情况决定提升速度，以得到较均匀的土桩，提升速度的选择需要试桩总结而定。

3.4 深层搅拌桩复合地基加固技术

深层搅拌桩复合地基加固技术是指以水泥为固化剂，采用专用的深层施工工艺，使搅拌机械进入地下基础并对地下基础的软土部位进行特定深度的施工作业的过程。起初，水泥或水泥浆在钻头叶片的不断旋转作用下，被充分混合均匀，然后，将钻头提升到相应高度，使桩体的柱状形成固化，当水泥中的硅酸钙和铝酸钙、铁酸钙和硫酸钙水化后，形成水化物的化合物，当遇到泥土中的二氧化硅和三氧化二铝时，通过彼此间的离子交换生成水化硅酸钙等密实程度较高的物质，该类物质凝结硬化，可以使软土具有较强的硬度，形成的水泥土搅拌桩由于属于柔性基础，承载力受限于桩身强度。由于搅拌桩是桩间土、垫层、水泥土搅拌桩和基础的协同作用下进行的，对于垫层的设置是形成搅拌桩复合地基的关键，垫层是由颗粒材料形成的，设置垫层后会在竖向荷载的作用下产生沉降变形，由于水泥土的沉降变形较大，水泥土的搅拌桩变形相对变形也较小，但是水泥土搅拌桩的桩顶应力较大，影响搅拌桩桩体质量的因素主要包括土壤的质量以及水泥、外掺剂的性质，当土壤酸性较大或泥炭土、有机物的含量较大时，会影响水泥与颗粒物之间的化学反应，从而影响桩的后期强度。水泥强度等级与桩体质量成正比，不同外掺剂对水泥土强度的影响则存在较大差异。

3.5 植筋式新旧基础边接技术

随着地铁车站地基加固技术的应用范围不断拓宽，我国对新旧基础结构的联合承载多采用2种形式：

（1）新旧结构的上部不进行连接，而是采用在新旧结构连接部位设纵向伸缩缝的构造形式，此处较多地采用了刚性结构面；

（2）植筋技术在加固工程中应用的范围较广，所谓植筋，一般是在已有的混凝土结构和构件的基础上成空，然后用植筋胶将钢筋与旧的混凝土黏结的过程。采用植筋式新旧基础边接技术可以增大载面的加固方式，对构件影响较小，具有操作简便，施工进展快，施工质量容易得到保证的优点，经济性较好，对未来的使用具有较好的前景和价值，唯一的不足之处在于，植筋胶的固化由于和环境温度有关，因此，在环境较潮湿的情况下，植筋与混凝土的固化黏结强度较差，由于实际工程使用过程中的现场情况各异，因此，对实际情况的研究和把握要根据试验取得，但是试验结果与实际情况之间可能存在偏差，需要结合实际情况综合考虑。

4 结束语

随着我国各个城市的地铁建设的不断发展，对施工地基的要求越来越高，它不仅关系施工过程中安全施工的技术问题，更涉及使用阶段的正常运行。论文针对地铁施工地基加固技术和各自的施工机理、工序及优缺点进行讨论，以期对我国的城市地铁加固系统提供参考。

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