地鐵深基坑施工風(fēng)險(xiǎn)與控制策略分析研究

周曉芙

摘要：地鐵工程深基坑工程具有密度深度均較大的特征，站臺(tái)情況也較為復(fù)雜，對(duì)基坑的空間具有更高要求，而車站位置和地理?xiàng)l件都可能會(huì)對(duì)深基坑施工帶來(lái)不利影響，導(dǎo)致施工風(fēng)險(xiǎn)的形成。因此在施工期間，需要結(jié)合基坑的地質(zhì)環(huán)境來(lái)明確合理的基坑開挖方法和支護(hù)方法、降水方法、沉降點(diǎn)布置等工作，在施工開展階段重點(diǎn)管理深基坑開挖過(guò)程，監(jiān)測(cè)其中可能存在的風(fēng)險(xiǎn)并對(duì)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)測(cè)和評(píng)估，制定完善的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估表，安排專項(xiàng)人員進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)管，制定針對(duì)性的應(yīng)急方案。本文主要針對(duì)地鐵深基坑施工存在的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析，并提出了有關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)控制策略。

關(guān)鍵詞：地鐵深基坑;施工風(fēng)險(xiǎn);控制策略

1 引言

隨著城市交通在地下空間中的拓展延伸，進(jìn)一步提高城市地下空間利用率的難度也在不斷增加。尤其在隧道等地下工程深度發(fā)展的城市中，老舊地段夾雜在高層住宅、商業(yè)中心、軌道交通的核心區(qū)域中，地段翻新過(guò)程中新建基坑的深度、周邊環(huán)境的復(fù)雜程度都對(duì)設(shè)計(jì)、施工提出了更高的要求。新開項(xiàng)目在施工過(guò)程中是否能夠保證基坑的安全及周邊居民的正常生活，是深基坑施工需要考慮的重點(diǎn)問(wèn)題。

2 地鐵深基坑施工面臨的主要風(fēng)險(xiǎn)分析

2.1 地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)

在工程前期的勘測(cè)階段，所獲信息數(shù)據(jù)可能出現(xiàn)與現(xiàn)實(shí)不符的情況，這便會(huì)導(dǎo)致工程設(shè)計(jì)方案存在偏差，而對(duì)于地鐵深基坑施工來(lái)說(shuō)這些偏差可能帶來(lái)難以估量的后果。工程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)會(huì)存在地面工作未完成的問(wèn)題，使得地下勘測(cè)作業(yè)無(wú)法順利開展，并且地下的環(huán)境較為復(fù)雜，勘察點(diǎn)有限無(wú)法全面勘察出施工區(qū)域具體的地質(zhì)信息。所以，地質(zhì)勘測(cè)單位需要進(jìn)行設(shè)計(jì)與工程招標(biāo)。目前建設(shè)領(lǐng)域的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益嚴(yán)峻，投標(biāo)單位可能會(huì)為了節(jié)約資金成本而要求施工單位承擔(dān)地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)，這本身便會(huì)提高地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)的形成，并且?guī)r土工程很多環(huán)節(jié)的風(fēng)險(xiǎn)因素常常難以規(guī)避，如巖土介質(zhì)變異性及力學(xué)性模糊等，都可能會(huì)導(dǎo)致施工風(fēng)險(xiǎn)的形成。

2.2 基坑底部涌水

涌水是因?yàn)樯罨又械乃缓涂油馑淮嬖谝欢ǜ叨炔疃纬伞；拥撞坑克畣?wèn)題多在地下水位較高及降水措施不合理等位置出現(xiàn)，若道路開挖施工存在不當(dāng)操作、地質(zhì)勘探不明、設(shè)計(jì)方案變動(dòng)等現(xiàn)象都可能會(huì)導(dǎo)致基坑底部涌水或涌砂問(wèn)題，導(dǎo)致基坑周邊土體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定失衡，結(jié)構(gòu)受到破壞，容易引發(fā)各種事故。對(duì)于基坑底部涌水問(wèn)題來(lái)說(shuō)，需要在開挖之前確保降水工作的合理性，并做好排水處理工作，在施工現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備好沙袋用作預(yù)防，當(dāng)涌水或涌砂現(xiàn)象產(chǎn)生時(shí)能夠及時(shí)進(jìn)行注漿操作，在解決涌水或涌砂問(wèn)題后才能繼續(xù)之后的施工作業(yè)。若涌水涌砂問(wèn)題較為嚴(yán)重，則需要向基坑中回填土壤，以此來(lái)控制風(fēng)險(xiǎn)。

2.3 基坑支撐失效

深基坑內(nèi)土層含水量情況出現(xiàn)比例過(guò)高或者嚴(yán)重失水都會(huì)導(dǎo)致基坑支撐失效，出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況，進(jìn)而導(dǎo)致沉降問(wèn)題。此外，如果深基坑邊坡出現(xiàn)涌砂、坍塌等隱患時(shí)，也會(huì)造成基坑支撐失效。一旦基坑支撐失效，就必須嚴(yán)格控制深基坑內(nèi)降排水;為了保證安全，也應(yīng)該安排人員與設(shè)備及時(shí)退場(chǎng)，中止施工，以免造成較大的事故和嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。

3 地鐵深基坑施工風(fēng)險(xiǎn)的控制策略

3.1 基坑土方開挖

施工前，派遣專人徹底排查基坑周邊管線，明確電氣線路布局及走向，做好標(biāo)識(shí)，并詳細(xì)制定出挖土方案和施工組織，予以支護(hù)結(jié)構(gòu)、地下水位及周邊環(huán)境充分的監(jiān)測(cè)與保護(hù)。鋼板樁支護(hù)完成后，成樁養(yǎng)護(hù)28d后再開挖土方，同時(shí)，用降水設(shè)備預(yù)抽地下水，釋放打樁積聚的應(yīng)力，待土體固結(jié)后再挖方，以防止預(yù)先打設(shè)的樁出現(xiàn)水平位移。土方開挖采用中心島式挖土法，采用分層、分區(qū)的方式，有序逐一進(jìn)行，操作需與工況設(shè)計(jì)一致。挖土遵循“開槽支撐、先撐后挖、分層開挖、嚴(yán)禁超挖”的原則，同時(shí)，每次挖方土量宜適量，切勿一次性開挖到底。如果挖方挖到超出設(shè)計(jì)標(biāo)高，則必須依照標(biāo)準(zhǔn)及時(shí)鋪設(shè)墊層，并重新做好壓實(shí)、測(cè)量等相關(guān)處理。土方開挖過(guò)程中，加強(qiáng)測(cè)量，掌握荷載造成橋梁位移情況，同時(shí)全方位管理，使其滿足相關(guān)規(guī)范要求，以保證施工中橋梁正常運(yùn)行。另外，土方開挖完成后，應(yīng)保證井點(diǎn)降水正常，并應(yīng)盡快澆筑墊層和底板，視情況加固基層結(jié)構(gòu)下部土層。

3.2 支撐安裝和制作要點(diǎn)

（1）土層必須分層、分段進(jìn)行開挖，在分割過(guò)程中測(cè)量支撐兩端與周圍環(huán)境的接觸點(diǎn)，以保證與墻體的可靠位置。由專職人員負(fù)責(zé)對(duì)挖掘表面必要的支撐及其部件進(jìn)行檢查，并及時(shí)反饋。（2）混凝土支撐達(dá)到設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度后，才能進(jìn)行下層土方開挖。對(duì)挖出的地基土鋼支撐進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，并按設(shè)計(jì)要求施加預(yù)應(yīng)力后開挖地基。（3）細(xì)石混凝土在施加初始預(yù)應(yīng)力后立即在空隙中迅速凝結(jié)，以防止支撐由于施加預(yù)應(yīng)力后與外殼接觸不牢固，進(jìn)而導(dǎo)致偏心率被壓縮，并進(jìn)行預(yù)應(yīng)力復(fù)加。（4）施加初始預(yù)應(yīng)力后，要時(shí)刻注意預(yù)應(yīng)力的損失和樁頂位移情況，如果情況嚴(yán)重，應(yīng)重新加預(yù)應(yīng)力直到滿足設(shè)計(jì)要求。如果受到溫差影響而預(yù)應(yīng)力消失，就可以在寒冷時(shí)間段重新增加預(yù)應(yīng)力，使其盡可能恢復(fù)并達(dá)到設(shè)計(jì)要求。當(dāng)樁頂移動(dòng)距離超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，需要增加支護(hù)軸力避免變形。

3.3 防水措施

做好深基坑的防水措施，避免深基坑受到地下水的影響，采取多種措施提升基坑的承載能力和穩(wěn)定性。另外，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格監(jiān)測(cè)基坑周圍的環(huán)境，檢測(cè)地下連續(xù)墻、承重墻、基坑坡、周圍地表等情況，還可以根據(jù)檢測(cè)數(shù)值建立數(shù)據(jù)模型對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)地下連續(xù)墻、周圍建筑物沉降、地表沉降等數(shù)據(jù)分析其變化趨勢(shì)，不斷總結(jié)基坑開挖經(jīng)驗(yàn)。為了避免深基坑施工會(huì)對(duì)周圍建筑物、周圍環(huán)境以及地下管線等造成破壞，還應(yīng)做好充足的安全防護(hù)措施，可以利用數(shù)據(jù)模型驗(yàn)證采取的保護(hù)措施是否合理、是否滿足施工要求。

3.4 基坑監(jiān)測(cè)

（1）在基坑開挖期間或開挖到一定深度時(shí)，土體可能會(huì)存在形變問(wèn)題，支護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力也可能出現(xiàn)變化。基坑的施工風(fēng)險(xiǎn)可能碎石出現(xiàn)，所以對(duì)施工風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行動(dòng)態(tài)化監(jiān)測(cè)至關(guān)重要，需要貫徹基坑開挖施工的每一個(gè)環(huán)節(jié);（2）需要對(duì)所有基坑施工都進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的選擇不僅決定了整個(gè)工程開展的效率性與安全性，同時(shí)也影響了項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益，監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的增加會(huì)提高成本投入，但若是過(guò)度忽略監(jiān)測(cè)工作，則可能會(huì)帶來(lái)更為嚴(yán)重的后果;（3）結(jié)合深基坑工程事故的全面調(diào)查能夠得知，在工程事故形成之前可能會(huì)存在一定預(yù)兆，若能夠通過(guò)基坑監(jiān)測(cè)工作來(lái)及時(shí)發(fā)現(xiàn)這些預(yù)兆，便能夠有效控制意外的發(fā)生，避免意外事故帶來(lái)的安全及經(jīng)濟(jì)損失。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上，深基坑施工技術(shù)在地鐵工程建設(shè)中應(yīng)用廣泛，并隨著施工技術(shù)與材料的發(fā)展不斷創(chuàng)新。安全施工是深基坑工程第一要?jiǎng)?wù)，施工前需全面做好環(huán)境勘探工作，科學(xué)制定施工方案，施工過(guò)程中要認(rèn)真貫徹落實(shí)安全第一的施工理念，并嚴(yán)格遵照施工方案進(jìn)行深基坑支護(hù)、土方開挖與防排水工作。同時(shí)，加強(qiáng)安全管理，使?jié)M足安全性能要求，最大限度地保障施工安全，發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益。

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