地鐵深基坑施工管理現(xiàn)狀分析

摘要：地鐵深基坑施工是一項風險比較大的工程，維護結構及支撐體系受力體系極其復雜。施工方法選擇的好壞，對工程的造價、工期及安全影響很大。隨著施工技術的發(fā)展，也不斷出現(xiàn)了更科學的方法。

關鍵詞：地鐵深基坑 施工 管理

1 實例地鐵段的地質(zhì)情況介紹

本文以某城市地鐵工程某段隧道盾構工程建設為雛形進行隧道施工技術方法的研究。本段工程所處地段基坑縱深20m，長、寬分別為34m和18m。該路段采用800mm厚的混凝土地下連續(xù)墻作為維護結構，墻體支撐采用2道鋼支撐加一道鋼筋混凝土支撐的聯(lián)合支護形式。該段是特殊的上、中、下三層土層結構，從上到下分別為雜填土層、陸相沉積層和殘積土層。筆者經(jīng)過實地考察后發(fā)現(xiàn)，這種土層地表水發(fā)育程度低；上、下土層有弱透水性的孔隙水分布；花崗巖片麻巖的中等風化帶還有基巖裂隙水分布。

2 深基坑施工安全質(zhì)量管理方式

2.1 時空效應 時空效應指的是對施工全過程作分解控制、規(guī)定時限和尺寸，按量化時間和空間結合，以確保施工活動有序開展，并且一步步落實各工序注意事項。每天開工前，針對當天的基坑開挖任務分配人員和機械，并對所有參建人員進行技術交底，以確保各工序接續(xù)緊密，支撐及時有效，基坑開挖快速高效；基坑開挖應沿縱向分層分段地逐步實施，確保每層每塊開挖長始終在支撐間距以內(nèi)。一般情況下，第一層挖8m，之后每層施作4m；要現(xiàn)場監(jiān)控開挖過程，以防止超挖，且每一層開挖面標高均不少于支撐底面或設計基坑底標高；所有土方開挖支撐施作時間不超過8小時。土方開挖后及時施作第一道支撐，如施作不及時則可能導致懸臂受力狀態(tài)下的圍護樁頂部發(fā)生位移，或造成附近地面出現(xiàn)裂縫；當監(jiān)測數(shù)據(jù)與基坑變形量預警線接近時，就要啟動應急預案，基坑開挖和基坑支護的時限也要相應縮減。

2.2 圍護結構和內(nèi)支撐系統(tǒng) 圍護結構構成一空間受力體系能夠支撐基坑主動區(qū)土壓力和其他附加荷載，以提高基坑穩(wěn)定性。鑒于此，施工單位應該選擇質(zhì)量和強度與設計要求相符的圍護支撐結構。支架以及支架安裝質(zhì)量是質(zhì)量控制要點。判斷鋼架質(zhì)量時，要重點檢查其材質(zhì)、活絡頭剛度、順直度、壁厚、螺栓連接強度、直徑和等強焊接質(zhì)量，并根據(jù)設計要求及時修正。安裝鋼構支撐時，一保持其順直，使鋼管支撐軸心受力；二確保接頭牢固，圍檁和接頭接觸部位能夠有一定的剛度和強度，保證接頭密貼圍檁，然后用速凝細石混凝土填補間隙。如果有角撐，圍護樁或圍檁接合處，除斜支座保證支撐軸心受力，同時要在圍護樁和圍檁之間考慮剪切傳遞。結構柱與支撐的連接要為基坑回彈留有一定空間。油泵校驗工作要不定期進行，以確保油泵數(shù)據(jù)準確，穩(wěn)定運行。同時，對每根支撐施加預應力進行記錄備查，如鋼支撐支撐軸力不達標，或由于結構出現(xiàn)過大的扭曲而破壞支護結構的穩(wěn)定性和失抗力，最終造成基坑因圍護不力而坍塌。

鋼支撐施加預應力和預應力復加：按照設計要求，安裝好鋼支撐后，在支撐一端或兩端立即依據(jù)設計值施加第一次預應力，同時對接頭螺栓擰緊情況進行檢查；第一次施加預應力，需要對預應力的損失及圍護結構水平位移在24h內(nèi)進行監(jiān)測，按照設計值對預應力進行復加。如果晝夜溫差過大，在一定程度上損失支撐預應力，按照設計值在當天低溫時立即對預應力進行復加；如果基坑變形速率超出控制范圍，同時接近警戒值，但是支撐軸力沒有達到自身規(guī)定值，這是在征得設計的同意后，可以通過增大支撐軸力的方式對變形進行控制；對于圍護結構來說，如果變形過大，通過被動區(qū)注漿的方式對圍護結構位移進行控制，注漿1-2h內(nèi)，按照設計值對注漿范圍支撐預應力進行復加，進而在一定程度上將圍護結構外移所造成的應力損失降到最低；如果支撐軸力接近或者超出設計值，需要增設支撐分解軸力，進一步提高抗變形能力，防止基坑變形增大。

2.3 土方開挖

2.3.1 開挖土方的流程 在開挖深基坑土方之前，通常情況下，需要做好開挖前的準備工作，建設深基坑的地下連續(xù)墻，按照設計方案的強度等級，確保連續(xù)墻的混凝土的強度。在本文涉及到的案例中，對這兩項工作的完工進行檢查，檢查合格后，根據(jù)全面挖土作用的施工方式進行施工。在開挖的具體流程方面，首先采用挖掘機挖掘后隨即裝車運走的方法對地面到首層混凝土環(huán)板支撐下0.1m進行開挖施工，隨后按照自上而下的順序進行分層開挖，在開挖二層以下的過程中，為了確保施工的安全性，需要安裝相應的鋼結構。

2.3.2 開挖前準備 為了確保施工順利進行，需要清理深基坑，清除妨礙施工的障礙物；在開挖基坑的過程中，需要對抽出的水進行處理，然后排入公共的排水井道，所以需要在深基坑周圍建立相應的排水溝和沉淀池，進而在一定程度上防止發(fā)生堵塞；按照施工設計方案，需要設置相應的監(jiān)測站點，完成監(jiān)測站點設置后，需要準確的測量和記錄原始的數(shù)據(jù)；在排水方面，對當?shù)氐乃牡乩硖卣骱拖鄳牡貏莪h(huán)境進行綜合考慮，同時對地面排水系統(tǒng)、地下排水等，科學規(guī)劃，合理設計。

2.3.3 開挖方法 在開挖深基坑土方的過程中，豎向分層次、縱向分段按對稱是開挖遵循的原則。在縱向分段開挖過程中，需要制定具體的開挖方案，對施工現(xiàn)場周圍的地質(zhì)條件、水文特征等環(huán)境因素進行綜合考慮；設置支撐的距離，以及具體施工設備的運行能力等是進行豎向分層開挖施工時需要進行考慮的。

2.4 降排水 在施工過程中，如果降水不到位，在一定程度上會使基坑開挖面成為一個泥塘，進而增加土方開挖的困難。通常情況下，通過管井進行施工降水，在基坑兩側(cè)按照間距20m布置管井，建立排水體系。在基坑開挖前20天完成降排水施工。在施工過程中，注意地表、基坑內(nèi)的引排水，進而防止對基坑圍擋造成沖刷、浸泡等。在開挖基坑的過程中，在基坑四周地表設置截水溝，通過截流、導流等對基坑外地表水進行處理。在基坑內(nèi)部，排水明溝及集水井需要分級進行設置，在基坑內(nèi)四周坡腳處設置排水溝，并且溝底寬度要≥0.3m，邊緣距基坑圍護結構內(nèi)壁≥0.5m，縱向坡度≥0.5%，溝底比基坑開挖底低0.5m；每隔20m，在基坑四角及基坑邊設置相應的集水井，在高度方面，排水溝底要高出井底1.0m，通過濾水管等透水材料對集水井井壁進行處理，通過水泵將坑內(nèi)集水排至地面市政雨、污水系統(tǒng)中；在雨季進行施工時，需要加大排水的力度，在一定程度上確保施工安全，以及設備正常運轉(zhuǎn)，做到雨過即可復工。開挖基坑土方時，對維護結構的滲漏水要給予高度的關注，及時對滲漏水進行堵漏處理。對于有些基坑來說，雖然最初是漏水，隨著進一步的惡化，最后可能形成流沙流泥等，進而在一定程度上導致基坑周邊建筑物出現(xiàn)沉降，甚至導致基坑失穩(wěn)，造成周邊建筑物倒塌。

2.5 遠程監(jiān)控 對深基坑進行遠程監(jiān)控，通常情況下是在傳統(tǒng)監(jiān)測的基礎上，對基坑變形通過網(wǎng)絡進行傳輸?shù)谋O(jiān)測方式，這種監(jiān)測方式能夠?qū)幼冃芜M行直觀反映，是信息化施工的一種方式，在確保深基坑開挖安全方面發(fā)揮著重要作用。監(jiān)測內(nèi)容主要包括：地表沉降、支撐軸力等。通過對這些內(nèi)容進行監(jiān)測，一旦發(fā)生監(jiān)控數(shù)據(jù)接近或者超過警戒值，可以及時采取相應措施，調(diào)整施工步驟，進而在一定程度上對基坑變形進行控制，進一步確保基坑的安全性。

2.6 做好深基坑施工的風險分類 建設、規(guī)劃、勘察、設計、施工、監(jiān)理、第三方監(jiān)測等單位在一定程度上共同構成深基坑施工風險管理體系的基本單元。通常情況下，按照深基坑風險來源，可以將深基坑風險分為客觀風險和主觀風險兩類。主觀風險一般情況下主要包括各參建單位對風險管理不到位，例如：受拆遷的影響和制約，進而增加了后期工期的壓力，出現(xiàn)搶工的現(xiàn)象；對區(qū)域地質(zhì)條件在設計環(huán)節(jié)出現(xiàn)認識的不足；監(jiān)理單位技術力量薄弱，缺乏相應的同類工程管理經(jīng)驗等。對于客觀風險來說，主要包括：地質(zhì)、水文條件復雜，深基坑施工受到周邊管線及建筑物的影響和制約。這種地層的特點主要表現(xiàn)為：上部粘性土層為軟土層與硬土層互層結構，粉細砂層透鏡體夾在軟土層中，下部砂層厚度大，為承壓含水層。

3 結論

本文以某城市地鐵工程某段的基坑土方開挖施工為例，對具體的施工方法進行了簡單的介紹和分析，旨在通過本文的論述對今后此類地鐵深基坑施工提供有益借鑒。

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作者簡介：李艷（1981-），女，河北唐山人，助理工程師，研究方向：土木工程及建筑施工。