試論緊鄰地鐵的深基坑工程施工關鍵技術

陸超

中鐵二十一局集團有限公司 甘肅 蘭州 730000

對于城市基礎地鐵工程而言，地鐵安全穩定運行是其施工的重點關注對象，因此，在應用深基坑工程施工關鍵技術時，需要考慮復雜情況下緊鄰地鐵的基坑施工規劃，為工程順利開展提供保障，同時還需要保證地鐵能夠正常運行。根據豐富的實踐經驗，對緊鄰地鐵的深基坑工程施工技術進行探討，提高工程進行效率，確保地鐵安全運行的情況下正確應用深基坑施工技術。

一、工程概況

該工程位于上海浦東新區三角地帶，全場區包括2層地下室，其上為所有建筑，基礎應用的是樁筏基礎。本工程的基坑面積再8800m2，周長大約是440m，開挖深度通常是10.2m。基坑南邊東段和地鐵附屬西風井與出入口連接，西段與地鐵隧道并行，基坑開挖邊與隧道外壁之間距離為6.3-9.4m，地鐵車站與隧道都是工程保護重點。為使地鐵車站與隧道保證安全，基坑劃分如圖1所示。

圖1 基坑劃分

本工程施工用地緊張，周圍環境比較復雜，特別是基坑施工時，地鐵車站與隧道十分敏感，因此必須要注意選擇合適二基坑施工方案。通過反復研究分析得到，該工程的基坑施工采用了分區順筑法進行施工，通分區順筑法進行施工，不僅可以是基坑圍護體系變形減小，保證地鐵車站和隧道安全，同時也能夠利用好當前的工作面，解決場地緊張問題，并降低資金投入。

二、深基坑工程施工關鍵技術

（一）圍護結構施工

圍護結構施工作為審計工施工的一個關鍵技術，其對設計坑的使用和施工安全產生著直接的影響，該工程緊鄰地鐵的圍護結構施工是實行了旋挖鉆機施工，結構為雙排支護樁結構，施工后，內外排樁進行了高壓旋噴，鉆注的旋噴樁能夠固定土體和止水帷幕[1]。

該工程基坑和地鐵西風井、出入口連接區域，利用地鐵站已經施工完成具備的鉆孔灌注樁當做圍護結構，柱樁直徑是800*950mm，采用三軸水泥土攪拌樁止水帷幕隔斷，兩層微承壓水深度是30m。鄰近地鐵側與出入口鄰近區域和路側圍護應用的圍護結構是600mm厚的地下連續墻，深度是22m，插入比例為1:12，其兩邊采用槽壁預加固，材料是直徑為850m的三軸水泥圖攪拌樁，外側槽壁的加固體也具有止水效用，插入的深度是30m。近原水的管側圍護應用的是鉆孔灌注樁，規格為850*1000mm，深度再22m，比例是1:1.2，止水帷幕的材料是三軸水泥土攪拌樁，其規格為850mm直徑，深度是30m。而中間分隔墻應用的鉆孔灌注樁規格是800*1000m，深度的插入幅度是20.1m，外部的止水帷幕深度再15m。如圖2。

圖2 基坑圍護圖

基坑工程中，圍護結構施工是重點內容，其質量對基坑安全有著直接的影響。鉆孔灌注樁施工應用的是GPS-10鉆機，施工工藝為二次清空，對泥漿配比要進行嚴格控制，并通過多機連續作業，采取跳打措施以保證施工質量。鎖口管柔性接頭被應用再地下連續墻施工中，其能夠對墻體的豎向沉降量進行有效控制，每幅墻內的墻底注漿管設置了2根，在墻底插入的幅度為0.5m，每個注漿管中使用的水泥大約有2t，施工主要是控制注漿量，并與壓力進行雙向控制。三軸攪拌樁實行的是套接一孔法以及二噴二攪施工工藝，對下降和提升的速度進行嚴格控制，進而保證水泥摻量與要求相符。

此外，地鐵沿線區域具有大量的市政管線，施工時需要尤為注意管線設置和遷移問題，由于地下管線關系復雜，施工前需要用小型機械和人工挖掘進行探溝挖掘，了解地下情況后再開展施工工作。

（二）基坑降水施工

該工程基坑開挖的深度范圍內，其中的土層具有較大的含水量，且位于飽和狀態中，因此，應用深井降水施工，具體措施包括：

1.疏干井。在進行布置時，需要將土體加固和支撐部位避開，根據200m2的范圍綜合考慮布置井，其深度在15m，總共為24口。

2.坑內水位觀測井和備用井。坑內設置了幾個水位觀測井和備用井，每個區域1口井，井的結構類似與區域的降水井，根據需求應急井和水位觀測井在一定程度上可以共用。

3.減壓井。該場地中某層賦存含有微承壓水，通過計算得到，在基坑開挖直至坑底時，可能會出現承壓水突涌的現象。基坑使用三軸水泥土攪拌樁將微承壓水城和外界水力之間的聯系隔斷，對此，需要在坑中設置減壓井，確保承壓水坑的突涌穩定性能夠滿足計算要求。在布置減壓井時，其數量為11個，每個區域占據的數量不同。

4.坑外水位觀測井和回灌井。該工程中，基坑外設置了一些水位觀測井，南邊和西北邊的水位觀測井可以用于回灌井使用，二者能夠實現共用。

5.降水過程中，需要加大力度檢查維護抽水設備，及時發現問題，保障抽水設備是正常情況下。

（三）地基加固施工

該工程基坑開發時，其深度的影響范圍處于第三層和第四層軟弱淤泥質土層，其本身的抵抗變形能力較弱，不利于基坑變形控制。為了能夠使基坑圍護和坑外土地變形有所約束，該工程應用的攪拌樁是直徑為850mm的三軸水泥土，其對基坑開挖底部周邊軟土土體被動區地基進行加固處理。與地鐵區域臨近的坑內進行裙邊加固，其寬度是8m，到坑底下的深度是5m。在近原水管的部位設置的裙邊加固寬度是6m，靠近路側的進行墩式加固。在施工前，需要利用試成樁確定合適的施工參數，施工過程中應用先進的設備，對施工流程進行合理安排。

（四）基坑開挖和支撐施工

1.遵循“分層分區分塊、對稱平衡限時”這一原則進行土方開挖。先對1區的基坑進行開挖，在此基礎上完成地下兩層結構后再對2.4區的基坑進行開挖，在此基礎上完成地下兩層結構后再對3區的基坑進行開挖。其中，1區的基坑由兩道混凝土支撐，開挖分成了三層，而2.3.4區的基坑由1道混凝土支撐與兩道直徑為609mm的鋼管支撐，分成了四層進行開挖。在挖土過程中，需要先將地基中間部位以及保護等級低的部位土體進行開挖，與基坑年邊相鄰的地鐵車站，其每層土體都要留有一定量的土，最后將其挖除掉，同時及時保證支撐[2]。

2.基坑開挖、支撐需要構成交叉搭接流水施工，挖土后及時穿插支撐施工面施工，縮短上下道工序的施工間歇時間，提高基坑開挖速度和支撐進度，減少基坑變形導致的周邊環境變化。在2.3.4區基坑的鋼管撐都屬于自適應支撐系統，在安裝完成后逐步進行預應力施加，利用高精度傳感器連續監測支撐軸力，按照監測數據自動或手動補償高精度傳感器，進而對基坑變形進行控制，以保證地鐵安全。

3.在對最終一層的土體就那些開挖時，需要遵循先遠后進流程進行施工，從開挖直到坑底，需要進行組織驗槽工作，立即將墊層混凝土澆筑上去，同時及時對基層底板進行施工，進而使土方開挖、墊層以及底板施工都能夠構成平面搭接流水施工，進而控制好圍護結構，避免其出現變形現象。

4.在集水井以及電梯井落深區域進行開挖施工時，需要保證墊層混凝土與設計強度要求相符，避免由于開挖超深部位而導致圍護結構產生變形現象。

5.土方開挖時，施工方通過自檢、第三方委托和專業監測對基坑圍護、管線、建筑物、地鐵變形都能夠情況進行實時監測，及時根據檢測情況對施工進行調整，避免出現安全問題。

6.臨近地鐵一邊的支護結構有較大角度，其轉角內部配置了混凝土內支撐，其從地坪往下一共有5道，而從地基開始施工從上到下逐層拆除。鋼筋砼采用靜力切割來拆除支撐。整個施工流程為：先澆筑完成砼支撐下邊結構，在結構砼的拆模強度達到標準后再將外墻模板拆除，之后開展外墻防水施工，之后素砼回填臨近地鐵側的肥精，混凝土回填在符合設計強度要求后再拆除掉上一層的支撐。

（五）監測工作

施工前，需要委托具有一定資質的監測單位在地鐵站點及其周邊區間設置一些監測點，進而從土方開挖開始就監測站點和區間位移，并委托監測單位監測現場中的基坑支護結構，根據單雙控不同控制率進行相應的預警，例如為85%和70%的控制率進行黃色預警在；為100%、85%的控制率進入橙色預警；100%、100%的控制率進入紅色預警，同時實行加密監測頻率，及時上報監測結果，并采取積極的應對措施，做好應急工作。

結束語

綜上所述，該工程是臨近地鐵車站開展的深基坑施工，周圍環境和施工條件比較復雜，在進行施工時難以保護地鐵安全。對此，需要認真設計施工方案，對施工流程要合理安排，并控制好施工過程，降低施工對地鐵周邊環境的影響程度，保證地鐵安全。