膨脹土區車站主體施工監控及措施

王富平 葉堃

【摘 要】?文章介紹膨脹土區車站主體施工過程中，由于工程地質復雜、臨近既有車站、工程工期長、涉及單位多等特點，工程建設會遇到較多的不確定因素。首先需要明確施工監控重難點，提出應對措施，采用合理的監測設備和控制標準，建立科學的監測控制系統，確保該車站主體施工中基坑工程及其臨近工程在施工期間的安全穩定，保證了項目的順利實施，為類似工程的施工提供借鑒。

【關鍵詞】膨脹土基坑; 車站主體; 施工監控; 應對措施

對于巖土工程，由于地質條件、荷載條件、力學機理、施工條件及外界因素的復雜性，巖土工程迄今仍是一門不完善的科學技術，僅從理論上分析工程中遇到的問題或基于理論模型進行變形的預測，均不能全面、準確地預測工程的各種變化，因此基于理論分析開展現場監測是十分必要的[1-3]。

監測是采用精確的數值對工程施工質量及其安全性進行表達的定量方法和有效手段，也是對工程安全性的動態詮釋，是保證工程順利進行的有效手段[4-5]。明確施工監測的重難點，確定合適的監控位置和合理的監測設備可保證良好的監控效果，工程技術人員結合監測數據及時調整施工工藝，可保證施工工序合理[6-8]。

在地鐵工程施工中，由于其工程地質復雜、臨近既有車站、工程工期長、涉及單位多等特點給工程建設帶來較多的不確定因素[9-10]，需要明確施工監控重難點，提出應對措施，而后基于此，采用合理的監測設備和控制標準，建立科學的監測控制系統，確保該車站主體施工中基坑工程及其臨近工程在施工期間的安全穩定，保證了項目的順利實施，為類似工程的施工提供借鑒。

1 工程概況

新建車站位于廬州大道與紫云路交叉口，沿紫云路東西向布置，與既有1號線車站側、島十字型換乘，并設置聯絡線（圖1）。新建車站標準段基坑寬度22.7 m，標準段基坑深度20.5 m，主體結構主要位于可塑狀黏土<3-1-1>與硬塑狀黏土<3-1-2>層中，下蜀組<3-1-1>可塑狀黏土膨脹潛勢為弱—中等，下蜀組<3-1-2>硬塑狀黏土膨脹潛勢為弱—強，膨脹土具有顯著的吸水膨脹，失水收縮的特性，且具有脹縮變形可逆性，隨著脹縮變形，膨脹土內產生裂隙，整體強度降低，尤其是持續的干濕交替作用下，強度會急劇降低。

2 工程風險分析

結合風險因素識別，重難點按照工程結構自身、周邊環境分類，對本工程對象、關鍵時段及關鍵內容匯總見表1。

3 監測風險因素重難點及應對措施

3.1 工程本身

（1）基坑坍塌風險：基坑開挖的空間效應和空間效應考慮不周;支護結構設計計算與實際受力不符;基坑監測數據的分析和預判不準確。

基坑開挖強調分段、分層均衡開挖，嚴格控制單步開挖深度，土方開挖放坡應按“時空效應原理”分塊開挖，支撐架設與土方開挖密切配合;基坑計算過程中考慮施工過程的影響，保證計算過程與基坑實際受力工況相符;對影響基坑安全的項目進行監測，提出變形控制值、變形速率控制值，并采取三級管理體系，對存在異常的情況及時報警，并采取相應的應預案。

（2）基坑內外排水措施不力引起的基坑安全風險：基坑內外排水措施不力或設施運轉出現問題，積水浸泡坑內土體，可能造成坑內土體滑坡，浸泡坑底，可能造成基坑整體滑坡或基坑隆起破壞;浸泡坑邊地表，可能造成地面裂縫、沉陷。

本工程基坑無需降水，但應及時疏干坑內、外積水，防止坑內外土體被水浸泡。

（3）基坑開挖及支撐架設、拆除不當引起的基坑安全風險：施工工序錯誤，超挖并且支撐架設不及時;開挖面坡度過大，坑內土體失穩造成圍護結構一側突然卸載。

支撐的架設與拆除應嚴格按照設計要求進行;基坑開挖應分段分層進行，同時考慮土的時間效應和空間效應，保持開挖面土體穩定。

（4）地面荷載過大或不合理引起的基坑安全風險：挖土機機械停在基坑支護結構附近，造成支護結構承受的荷載大大增加，超出了安全儲備;基礎施工時，施工機械距離支護結構太近，支護結構荷載過大，產生大變形。

現場施工組織要合理，合理調度挖土機及混凝土罐車、泵車等，減少再基坑邊緣活動的次數;對要停靠車輛機械的部位進行有針對性的加固，使其有足夠的承載力。

（5）基坑開挖面及坑底土體暴露時間過長或擾動引起的基坑安全風險：基坑開挖面及坑底土體暴露時間過長或擾動容易引起坑內土體滑坡或坑底隆起破壞。

對基坑最后的一層土應采用人工修挖，機械施工時要注意對基底的保護，防止擾動過大;及時澆筑墊底，減少坑底暴露時間;盡快澆筑底板栓。

3.2 環境風險

3.2.1 既有市政管線

基坑周邊臨近雨水管、污水管、給水管、燃氣管、污水管等。

施工前對管線的現狀進行核查，若管線現況很差時應提前處理，確保管線安全;加強明挖基坑圍護結構和內支撐體系，嚴格控制樁頂和樁體變形;及時布設測點，加密監測頻率，結合監測結果及時調整施工工藝，做好應急預案。

3.2.2 既有市1號線車站

主體基坑附近既有1號線車站，1號線已運營，其結構型式為地下單層三柱四跨箱型框架結構，車站采用明挖順做法施工，圍護結構型式為樁撐支護。

施工前復測既有管線，對1號線結構及軌道等進行標高復測，以準確掌握既有線現階段具體狀況，累計檢測值不得超標;臨近1號線兩側范圍鋼支撐采用支撐軸力伺服系統，期間做好軸力動態控制和信息反饋;臨近1號線兩側范圍圍護樁加長，減少兩側土體卸載影響;1號線車站兩側對稱施工，過程中兩側預留土臺最后挖除，開挖過程中嚴格按照施工步序圖施工圖，加強監控測量，并結合水平探孔和樁背后補充注漿保證1號線監測值在可控范圍內。

3.2.3 鄰近建（構）筑物

車站范圍內影響施工的建（構）物如圖1所示，主要為南側悅方國際中心，北側利港銀河幸福廣場，西南側臨近藍鼎觀湖苑，西北側臨近徽杰苑，東南側毗鄰萬科藍山，東北側毗鄰濱湖壽春中學。

嚴格控制基坑支護結構變形，監測圍護結構、地下水位等;分層開挖、及時支撐，嚴禁超挖;加強對鄰近地下室結構的變形監測，制定完善的應急管理預案。

4 監測內容及要求

根據GB 50911-2013《城市軌道交通工程監測技術規范》及周邊環境、基坑深度等綜合判斷：該車站基坑工程監測等級為一級。

對于車站基坑工程，位移監測、地表沉降和支護結構的受力狀況監測作為監測的主要項目。本工程以車站基坑整個施工過程為監測工作的重點階段，適當增加監測頻率。根據GB 50911-2013《城市軌道交通工程監測技術規范》和GB 50497-2019《建筑基坑工程監測技術規范》，監測內容見表2。

5 結束語

本文針對膨脹土區車站主體施工可能會遇到的不確定因素，明確了施工監控重難點，提出了應對措施，基于此，采用合理的監測設備和控制標準，建立了科學的監測控制系統，確保該車站主體施工中基坑工程及其臨近工程在施工期間的安全穩定，保證了項目的順利實施，可為類似工程的施工提供借鑒。

參考文獻

[1] 劉偉楠，方詩圣，應克忠，等. 半蓋挖車站深基坑工程的施工監測與數值模擬[J].建筑結構，2020，50（S1）：1014-1020.

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[3] 劉厚成，郭啟軍. 基于ABAQUS的地鐵深基坑變形監測與數值分析研究[J].土工基礎，2021，35（1）：72-75.

[4] 石嶺，周賓，李永輝，等. 地鐵車站基坑半幅蓋挖法施工監測及分析[J].現代城市軌道交通，2021，4（4）：70-75.

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[10] 馮慶元，沈文輝，杜志云，等. 中國與英國地鐵施工監測技術標準對比分析[J].鐵道建筑，2020，60（1）：66-71.

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