解析地鐵土建工程基坑開挖施工技術(shù)

蔣柏陽 中國水利水電第四工程局有限公司

1 前言

伴隨著時代的發(fā)展和經(jīng)濟(jì)水平的進(jìn)步，我國在各個方面都得到了一些提升，對于人們的衣食住行影響巨大。例如，我國的交通運(yùn)輸發(fā)展迅速，高速公路與地鐵的修建極大的便利了人們的生活。在享受發(fā)展成果的同時，這些基礎(chǔ)設(shè)施修建過程中存在的問題也逐漸暴露在大眾的視野當(dāng)中。例如，在進(jìn)行地鐵工程的施工過程中，基坑開挖技術(shù)就引起了施工方與技術(shù)人員的關(guān)注。本文以此為出發(fā)點(diǎn)，對我國地鐵修筑過程中的基坑開挖技術(shù)進(jìn)行分析與探討，致力于為我國基礎(chǔ)交通設(shè)施的修建提供思路。

2 地鐵車站深基坑開挖技術(shù)分析

對地鐵車站深基坑開挖技術(shù)的分析可以從以下兩個方面進(jìn)行：第一，土方開挖技術(shù)概述；第二，開挖技術(shù)的控制要點(diǎn)分析。

2.1 土方開挖技術(shù)的選擇

土方開挖是地鐵工程動工時的第一步，土方開挖工程是否順利決定了后續(xù)工程是否有一個良好的開端，而良好的開端又十分有利于整個工程的進(jìn)行。作為如此重要的一環(huán)，在進(jìn)行土方開挖時涉及到技術(shù)的應(yīng)用，在實踐中有多種不同的方式可以進(jìn)行土方開挖工作。具體包括：第一，分層開挖技術(shù)；第二，分段開挖技術(shù)；第三，放坡開挖技術(shù)。選取何種技術(shù)進(jìn)行土方開挖的工作需要具體結(jié)合施工區(qū)域的地址以及地質(zhì)因素。三種技術(shù)各有優(yōu)勢，具體分析如下：第一，分層開挖技術(shù)。這一技術(shù)是指對施工區(qū)域進(jìn)行地質(zhì)情況的分層處理，在水平面上分開層次進(jìn)行土方的挖掘工作，一層結(jié)束之后開啟另一層即另一階段的土方開挖工作。利用這一技術(shù)進(jìn)行作業(yè)的優(yōu)勢在于可以有效地控制整個工程的進(jìn)度，發(fā)生意外情況時可以予以有效的控制。第二，分段開挖技術(shù)。這一技術(shù)指的是對整個需要作業(yè)的區(qū)域進(jìn)行工程的劃分，在開挖一段之后開始另一段。第三，放坡開挖技術(shù)。這一技術(shù)的操作對施工區(qū)域的要求較高，其中涉及到設(shè)備的擺放和操作問題，當(dāng)施工區(qū)域有足夠的施工空間時才能進(jìn)行此作業(yè)。同時，如果基坑的深度并沒有達(dá)到一定程度時，也沒有進(jìn)行此項作業(yè)的必要。

2.2 開挖技術(shù)的控制要點(diǎn)分析

對于開挖技術(shù)的分析可以從上述三項技術(shù)入手進(jìn)行分析，具體如下：第一，分層開挖技術(shù)。這一技術(shù)的實施要點(diǎn)在于實施此項技術(shù)對施工區(qū)域周圍土層的影響分析。如果實施此項技術(shù)會對周圍的土層結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不良影響，那么就不能實施此項技術(shù)。那么，如何確定此項技術(shù)是否會對周圍土層產(chǎn)生影響呢，需要對地表進(jìn)行沉降預(yù)測，如果預(yù)測結(jié)果是，無法承受此沉降壓力，那么就不能使用此項技術(shù)。另外，有一種可能性是在進(jìn)行分層開挖技術(shù)運(yùn)用的過程中由于操作不當(dāng)，過深地進(jìn)行了土方開挖的工作。因此，總結(jié)而言，實施分層開挖技術(shù)需要進(jìn)行事先的調(diào)查，再次，操作過程中應(yīng)當(dāng)做到謹(jǐn)慎，不能超過原始設(shè)定挖掘深度數(shù)值進(jìn)行土方的挖掘工作。第二，放坡開挖技術(shù)。實施此項技術(shù)最重要的是確定放坡的系數(shù)，只有確定了放坡的系數(shù)才能進(jìn)行放坡的工作，確定坡度系數(shù)，進(jìn)行實地的操作。具體的系數(shù)可以參考表1。

表1 放坡系數(shù)分析

3 工程概況概述

某地鐵土建工程項目，設(shè)定此工程的各項參數(shù)如下：地鐵的總長按照左右線的數(shù)值進(jìn)行設(shè)定，其中車站的總里程為左線227.224m，右線258.795m，總長左線基坑開挖采用明挖順作法施工有效臺中心里程為右線DK22+687.586。

4 地鐵車站深基坑開挖施工技術(shù)應(yīng)用分析

地鐵土建工程項目開展的過程中，想要切實地將基坑開挖施工技術(shù)的應(yīng)用水平提高，在操作環(huán)節(jié)需要對各個階段的內(nèi)容進(jìn)行控制，以下對該技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)分析。

4.1 基坑明挖作業(yè)分析

進(jìn)行基坑明挖作業(yè)的第一步是修建維護(hù)結(jié)構(gòu)，在設(shè)置相應(yīng)的保護(hù)和警示作業(yè)之后才能正式進(jìn)行基坑的挖掘工作。在這一過程中為了防止土層無法承受相應(yīng)的壓力，所以要進(jìn)行地面支撐的工作，在對地面進(jìn)行基底的處理之后才能正式開始土層的挖掘工作。在挖掘工作進(jìn)行的過程中需要注意兩點(diǎn)：第一，注意保持圍護(hù)結(jié)構(gòu)，防止出現(xiàn)因土層結(jié)構(gòu)變化而產(chǎn)生的圍護(hù)結(jié)構(gòu)移動的現(xiàn)象。第二，挖掘的過程中還應(yīng)當(dāng)注意對土層結(jié)構(gòu)的支撐工作。

4.2 基坑開挖施工的總體布置和流程

進(jìn)行基坑的開挖施工工程一定要做好總體規(guī)劃和整體布置工作，哪一項工作應(yīng)當(dāng)先進(jìn)行，是需要支撐在先還是挖掘在先。選取適合的挖掘技術(shù)之后，對于整個基坑開挖工程應(yīng)當(dāng)做好工程的階段性規(guī)劃，第一階段至第幾階段，每個階段的技術(shù)工作要點(diǎn)和難點(diǎn)，都應(yīng)當(dāng)先行規(guī)劃好。當(dāng)挖掘過程中遇到技術(shù)難點(diǎn)時應(yīng)當(dāng)采取何種方式應(yīng)對，提前制定相應(yīng)的流程。

4.3 基坑土方開挖的施工技術(shù)分析

在基坑土方的挖掘過程中涉及到四層，這四層可以分為兩個施工階段進(jìn)行。第一階段指的是第一土層的挖掘工作，這一階段的土層主要通過挖掘機(jī)作業(yè)進(jìn)行。第二階段指的是第二層至第四層的土方挖掘工作。這一階段的土方需要兩種型號的挖掘機(jī)配合進(jìn)行，運(yùn)出挖掘土方，一是普通挖掘機(jī)，一是長臂挖掘機(jī)。在挖掘過程中要遵循循序漸進(jìn)的方式進(jìn)行，不可冒進(jìn)，超越挖掘流程進(jìn)行。

4.3.1 表層土方開挖

表層土方的挖掘工作需要使用的機(jī)器是反鏟式挖掘機(jī)，這一挖掘機(jī)能夠配合將土方運(yùn)出。這一階段挖掘土方的界限是第一道混凝土施工界面。混凝土的作用是對底部進(jìn)行支撐，這能夠增加這一界面的強(qiáng)度，滿足下一階段的施工要求。

4.3.2 第一層土方開挖

第一層土方的開挖是在表層土方挖掘工作結(jié)束之后，對表面進(jìn)行混凝土的施工之后，在混凝土的支撐之下對土方所實施的。為了保證挖出的土方能夠及時地倒入挖掘機(jī)內(nèi)運(yùn)出，所以應(yīng)當(dāng)設(shè)置兩臺挖掘機(jī)，相互配合，高效率的進(jìn)行工作。第一層土方開挖至距離地面一定高度之后就可以進(jìn)行第二道混凝土的鋪設(shè)工作，當(dāng)混凝土的強(qiáng)度到達(dá)一定程度時可以進(jìn)行第二層土方的挖掘工作。

4.3.3 第二層土方開挖

第二層土方挖掘工作的開始在混凝土到達(dá)一定強(qiáng)度之后。這一階段進(jìn)行土方的挖掘工作由于距離地面有一定距離，需要將挖掘機(jī)至于土坑內(nèi)進(jìn)行作業(yè)。而挖掘機(jī)的重量是需要支撐的，因此，混凝土的鋪設(shè)極為重要。當(dāng)?shù)诙油练降耐诰蚬ぷ鹘Y(jié)束之后，需要進(jìn)行第三道鋼筋混凝土的作業(yè)，為第三層土方的挖掘工作打下基礎(chǔ)。

4.3.4 第三層土方開挖

第三層土方的挖掘工作與第二層土方的挖掘工作大致相同，需要再混凝土具備一定強(qiáng)度之后，在挖掘機(jī)的作業(yè)下進(jìn)行。但是，第三層土方的挖掘需要兩臺挖掘機(jī)同時進(jìn)行，一臺挖掘機(jī)在土方內(nèi)作業(yè)，一臺長臂挖掘機(jī)負(fù)責(zé)將土方運(yùn)出。開挖至一定高度后，需要再一次進(jìn)行強(qiáng)度支撐，與之前不同，這一層的強(qiáng)度需要鋼來完成，這是由于深度較大。由于深度較大因此需要利用小型的挖掘機(jī)緩慢作業(yè)。

4.3.5 第四層土方開挖

第四層土方的開發(fā)與挖掘與第三層相同，需要再一定的支撐下作業(yè)，在這一層表現(xiàn)為鋼支撐。當(dāng)?shù)谒膶油练降拈_發(fā)到達(dá)指定的深度時，需要工人的配合進(jìn)行收尾工作。尤其是隨著深度的增加，可能會需要將作涉及到水井的問題。如果超出預(yù)期挖掘高度，破壞相應(yīng)的其他構(gòu)造會產(chǎn)生不必要的麻煩。

4.4 土方外運(yùn)

上述挖掘過程中均涉及到業(yè)中挖出的土運(yùn)出施工區(qū)域的問題。因此，這一過程應(yīng)當(dāng)有相應(yīng)的規(guī)范的流程。首先，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照工程管理中對于相應(yīng)部分的規(guī)定完成這一任務(wù)。其次，不同階段的挖土工作會產(chǎn)生不同頻率的土方，在運(yùn)輸過程中需要挖土工作與運(yùn)土工作需要相互配合進(jìn)行。第三，由于工程建設(shè)并不全部發(fā)生在白天，因此夜間施工應(yīng)當(dāng)征得相關(guān)部門的同意。最后，對于運(yùn)出土的拋棄位置應(yīng)當(dāng)予以合理的規(guī)劃。整個運(yùn)土過程應(yīng)當(dāng)做到符合相關(guān)法律法規(guī)以及部門規(guī)章的規(guī)定，符合綠色發(fā)展、科學(xué)發(fā)展的理念。

4.5 基坑開挖的技術(shù)保障措施

第一，應(yīng)當(dāng)做好基坑開挖的準(zhǔn)備工作。如前文所述，在基坑開挖之前應(yīng)當(dāng)做好各種設(shè)施的安裝。對施工區(qū)域的地質(zhì)條件進(jìn)行調(diào)查，通過多方的商討，決定應(yīng)當(dāng)使用何種技術(shù)手段進(jìn)行基坑的開挖工作。提前預(yù)設(shè)在基坑開挖過程中的排水工作，是否需要進(jìn)行水溝的挖掘工作，如何進(jìn)行，應(yīng)當(dāng)有明確的安排。第二，確保基坑的穩(wěn)定性與安全性。在挖掘過程中，如果工作人員疏忽大意，那么就會產(chǎn)生超挖現(xiàn)象，這會嚴(yán)重破壞基坑的穩(wěn)定性。另外，為了保證基坑的穩(wěn)定性，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格落實混凝土的鋪設(shè)工作以及鋼管支撐的鋪設(shè)工作。第三，整個施工過程應(yīng)當(dāng)做到嚴(yán)格按照施工流程進(jìn)行，因此，應(yīng)當(dāng)建立健全完整施工的流程安排制度。另外，還應(yīng)當(dāng)設(shè)立監(jiān)督小組，對施工的工作進(jìn)行監(jiān)督，如果在施工過程中出現(xiàn)了問題應(yīng)當(dāng)在各方人員均在場的情況下，進(jìn)行技術(shù)方案的解決。不得出現(xiàn)一方獨(dú)立做任何決定的情況，當(dāng)然會有緊急事由的例外。

5 結(jié)束語

綜上所述，在我國的發(fā)展進(jìn)程中，我國的基礎(chǔ)設(shè)施水平得到了提升。在進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)工程中會遇到一些技術(shù)難題，也有一些應(yīng)當(dāng)值得關(guān)注的技術(shù)重點(diǎn)問題。如何保障施工的質(zhì)量，使得整個施工的工程質(zhì)量有一定的保障，使得工程的建設(shè)能夠服務(wù)于我國國民的生活，幫助提升國民生活水平是一個值得關(guān)注與思考的問題。因此，相關(guān)建設(shè)人員與技術(shù)人員以及設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)做到學(xué)習(xí)相關(guān)技術(shù)的準(zhǔn)備，進(jìn)行各項技術(shù)的學(xué)習(xí)與交流，致力于提升工程的建設(shè)當(dāng)中去。