地鐵車站深基坑支護(hù)施工與安全控制分析

段鳳軍

北京市市政四建設(shè)工程有限責(zé)任公司 北京 100176

1 地鐵車站深基坑施工中的常見(jiàn)問(wèn)題

1.1 圍護(hù)結(jié)構(gòu)滲漏水造成周圍地塊水土流失

圍護(hù)結(jié)構(gòu)滲漏是基坑施工中較常見(jiàn)。在地下水位較高地層進(jìn)行土方開(kāi)挖時(shí)，如果圍護(hù)結(jié)構(gòu)存在缺陷，滲漏就會(huì)發(fā)生。如果僅滲漏地下水，一般及時(shí)封堵不會(huì)造成較大問(wèn)題；如滲漏造成大量水土流失則會(huì)造成圍護(hù)結(jié)構(gòu)背后土體過(guò)大沉降，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致圍護(hù)結(jié)構(gòu)背后土體失去抗力造成基坑傾覆。

1.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量差造成安全隱患

圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量差主要表現(xiàn)為圍護(hù)結(jié)構(gòu)（地鐵車站深基坑主要采用排樁+止水帷幕結(jié)構(gòu)或地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)）施工方法不當(dāng)造成夾渣、斷樁或強(qiáng)度不足，進(jìn)而影響圍護(hù)結(jié)構(gòu)的水平向剛度，造成重大的安全隱患。

1.3 隨土方開(kāi)挖未及時(shí)支撐造成圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形過(guò)大、甚至失穩(wěn)

土方開(kāi)挖過(guò)程中為了出土方便或趕進(jìn)度等原因，不按規(guī)范要求及時(shí)支撐的現(xiàn)象普遍存在，需加強(qiáng)施工管理。

1.4 車站深基坑周邊地表沉陷過(guò)大

正常情況下深基坑施工隨著土方開(kāi)挖卸載，均會(huì)造成周圍地表沉陷，但如果沉陷過(guò)大，會(huì)造成周邊市政道路開(kāi)裂、管線變形過(guò)大開(kāi)裂、周邊建構(gòu)筑物傾斜甚至開(kāi)裂。建構(gòu)筑物變形都是其地基沉降引起的，出現(xiàn)較大變形后，不僅危及樓上的居民和工作人員的安全，而且也對(duì)在施的工程造成威脅。

1.5 基坑坍塌和掩埋

一般發(fā)生在基坑土方開(kāi)挖至主體結(jié)構(gòu)完成之間的階段，隨著土方的開(kāi)挖，基坑內(nèi)外的不平衡荷載越來(lái)越大，當(dāng)不平衡荷載超過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的橫向承載力時(shí)就會(huì)發(fā)生基坑坍塌[1]。

2 地鐵深基坑支護(hù)中的主要安全技術(shù)措施

為減少地鐵深基坑支護(hù)施工中出現(xiàn)的上述情況，應(yīng)主要從加強(qiáng)設(shè)計(jì)管理和施工管理著手，提出幾點(diǎn)建議如下：

2.1 設(shè)計(jì)管理

2.1.1 選擇有資質(zhì)的設(shè)計(jì)單位，明確設(shè)計(jì)責(zé)任人，從源頭確保深基坑施工的安全，加強(qiáng)深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)的審核和監(jiān)督，減少設(shè)計(jì)計(jì)算錯(cuò)誤、方案選擇錯(cuò)誤、套圖等現(xiàn)象發(fā)生，保持良好的可追溯性。

2.1.2 根據(jù)土的力學(xué)指標(biāo)、土質(zhì)、地下水情況及開(kāi)挖深度等確定圍護(hù)結(jié)構(gòu)和支撐的組合形式。組合形式的選擇既要保證圍護(hù)結(jié)構(gòu)在施工過(guò)程中的安全，又要能控制圍護(hù)結(jié)構(gòu)及周圍土體的變形，以保證基坑周圍建筑物和地下設(shè)施的安全。

2.1.3 設(shè)置合理的安全系數(shù)?；又ёo(hù)設(shè)計(jì)時(shí)，不能單純?yōu)榱私档驮靸r(jià)，而降低安全系數(shù)，應(yīng)充分考慮到地鐵建設(shè)期間基坑周邊可能出現(xiàn)的動(dòng)、靜荷載，還應(yīng)考慮到氣候條件變化、地震等不可抗力等的影響，設(shè)置合理的安全系數(shù)。

2.1.4 設(shè)置合理的圍護(hù)結(jié)構(gòu)入土深度，并根據(jù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)入土深度合理設(shè)置降水井。當(dāng)隔水層較淺時(shí)，圍護(hù)結(jié)構(gòu)宜嵌入隔水層，當(dāng)隔水層較深時(shí)，應(yīng)增加圍護(hù)結(jié)構(gòu)的入土深度，從而減少土方開(kāi)挖過(guò)程中的基坑底部隆起現(xiàn)象發(fā)生。

2.1.5 進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算。由很多基坑失穩(wěn)事故可見(jiàn)，僅進(jìn)行基坑支護(hù)設(shè)計(jì)或選擇一個(gè)方案是不行的，還必須進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算，以確?；拥恼w及局部穩(wěn)定，特別是軟土地區(qū)。

2.2 施工管理

2.2.1 編制專項(xiàng)施工方案。在基坑支護(hù)施工時(shí)，應(yīng)編制專項(xiàng)施工方案，專項(xiàng)施工方案一般應(yīng)在施工前編制，且應(yīng)考慮到上報(bào)公司審閱與返回的時(shí)間和上報(bào)監(jiān)理審批的時(shí)間。監(jiān)理批復(fù)后應(yīng)及時(shí)返回施工單位，施工單位在接到正式批復(fù)的施工方案前不得進(jìn)行施工。在當(dāng)前的地鐵基坑支護(hù)施工中，施工方案未批復(fù)前就開(kāi)始施工的情況時(shí)有發(fā)生，應(yīng)當(dāng)避免。

2.2.2 嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求開(kāi)挖和支護(hù)。基坑開(kāi)挖應(yīng)根據(jù)基坑支護(hù)設(shè)計(jì)、降排水要求確定開(kāi)挖方案，開(kāi)挖方案需進(jìn)行專家論證，確認(rèn)滿足要求后嚴(yán)格履行報(bào)批程序。軟土基坑應(yīng)分層均衡開(kāi)挖，支護(hù)與挖土要密切配合，嚴(yán)禁超挖。基坑開(kāi)挖過(guò)程中，必須采取措施防止挖機(jī)碰撞支撐、圍護(hù)樁或擾動(dòng)基底原狀土。開(kāi)挖過(guò)程中要盡量縮短基坑開(kāi)挖卸荷的尺寸及無(wú)支護(hù)暴露時(shí)間，減少土體的擾動(dòng)范圍，采用分層、分塊的開(kāi)挖方式。

2.2.3 控制好土方開(kāi)挖縱向放坡坡度。縱向放坡屬臨時(shí)放坡，應(yīng)隨挖隨修整，不得挖反坡，防止在開(kāi)挖過(guò)程中邊坡失穩(wěn)或滑坡釀成事故。

2.2.4 盡可能減少基坑周邊荷載?；舆吘壎阎猛练?、建筑材料或沿基坑邊緣移動(dòng)運(yùn)輸工具或施工機(jī)械時(shí)，會(huì)增加作用于圍護(hù)結(jié)構(gòu)上的荷載?？舆叾演d及移動(dòng)機(jī)械等應(yīng)與基坑邊緣保持合理的安全距離，并且對(duì)堆載的級(jí)別進(jìn)行限制。

2.2.5 做好降水措施，確?；娱_(kāi)挖期間的穩(wěn)定。地下水是引起基坑事故的主要因素之一，多數(shù)發(fā)生的基坑事故都與地下水有關(guān)。當(dāng)場(chǎng)地內(nèi)有地下水時(shí)，應(yīng)根據(jù)場(chǎng)地及周邊區(qū)域的工程地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件、周邊環(huán)境情況和支護(hù)結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)形式等因素，確定地下水控制方法。當(dāng)場(chǎng)地周圍有地表水匯流、排泄或地下水管滲漏時(shí)，應(yīng)對(duì)基坑采取保護(hù)措施。地下水的控制方法主要有降水、截水和回灌等幾種形式。這幾種形式可以單獨(dú)使用，也可以組合使用。降水會(huì)引起基坑周圍土體沉降，當(dāng)基坑鄰近有建筑物時(shí)，宜采用截水或回灌方法。

2.2.6 及時(shí)分析監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，做到信息化施?；邮Х€(wěn)破壞一般都有前兆，具體表現(xiàn)為監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的急劇變化或突然發(fā)展，進(jìn)行系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)，并對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)分析，發(fā)現(xiàn)工程隱患后及時(shí)修改施工方案，做到信息化施工，建立以施工監(jiān)測(cè)為主導(dǎo)的信息反饋動(dòng)態(tài)施工體系[2]。

3 結(jié)束語(yǔ)

基坑工程具有很強(qiáng)的區(qū)域性和個(gè)性，由于地鐵車站多設(shè)置在城市繁華地段，隨著土方開(kāi)挖引起的坑內(nèi)外荷載失衡，基坑支護(hù)的質(zhì)量不僅影響基坑本身安全，還會(huì)影響周邊構(gòu)筑物和各種地下管線的安全。同時(shí)方案的選擇受其不同的水文地質(zhì)、市場(chǎng)環(huán)境、地理位置等各方面的影響，最終方案的選擇，應(yīng)在結(jié)合其項(xiàng)目的實(shí)際條件進(jìn)行方案的比選、論證，同時(shí)需要考慮特殊性巖土（膨脹土、濕陷性黃土等）對(duì)基坑穩(wěn)定性的影響才能確定。