地鐵深基坑施工風(fēng)險與控制策略分析研究

趙康 程哲

摘要：近年來，城市化進(jìn)程不斷推進(jìn)使得城市交通壓力增加，地鐵以其方便快捷等優(yōu)勢已經(jīng)成為人口密集城市主要交通工具。我國地鐵建設(shè)目前大多使用基坑施工方式，該種施工方法受地質(zhì)環(huán)境影響較大，且作業(yè)難度大、風(fēng)險高、安全隱患難以預(yù)測。因此，如何對施工全過程進(jìn)行風(fēng)控尤為重要，本文以某工程建設(shè)為例，對地鐵深基坑施工風(fēng)險與控制策略進(jìn)行分析，并提出相應(yīng)解決方案。

關(guān)鍵詞：地鐵工程;深基坑施工;施工風(fēng)險;控制策略

1 工程簡介

某工程項目全長156m，深24m，底下三層為島式結(jié)構(gòu)，基坑采用圍護(hù)樁加鋼支撐與混凝土支撐形式。由于項目位于城市內(nèi)部，因此選擇半蓋挖順作工法，區(qū)段位于富水地區(qū)，需要進(jìn)行基坑降水，這可能會導(dǎo)致地面沉降、裂縫、建筑基礎(chǔ)下沉等現(xiàn)象，對地基結(jié)構(gòu)和周邊建筑帶來嚴(yán)重影響，因此在深基坑施工過程中面臨較大風(fēng)險。

2 地鐵深基坑施工面臨的主要風(fēng)險分析

2.1 地質(zhì)風(fēng)險

在工程前期的勘測階段，所獲信息數(shù)據(jù)可能出現(xiàn)與現(xiàn)實不符的情況，這便會導(dǎo)致工程設(shè)計方案存在偏差，而對于地鐵深基坑 施工來說這些偏差可能帶來難以估量的后果。工程設(shè)計環(huán)節(jié)會存在地面工作未完成的問題，使得地下勘測作業(yè)無法順利開展，并且地下的環(huán)境較為復(fù)雜，勘察點有限無法全面勘察出施工區(qū)域具體的地質(zhì)信息。所以，地質(zhì)勘測單位需要進(jìn)行設(shè)計與工程招標(biāo)。目前建設(shè)領(lǐng)域的市場競爭日益嚴(yán)峻，投標(biāo)單位可能會為了節(jié)約資金成本而要求施工單位承擔(dān)地質(zhì)風(fēng)險，這本身便會提高地質(zhì)風(fēng)險的形成，并且?guī)r土工程很多環(huán)節(jié)的風(fēng)險因素常常難以規(guī)避，如巖土介質(zhì)變異性及力學(xué)性模糊等，都可能會導(dǎo)致施工風(fēng)險的形成。

2.2 沉降風(fēng)險

由于該工程為富水區(qū)域，而地鐵深基坑施工又是出于地下，因此很有可能會在施工期間導(dǎo)致周邊建筑物沉降等問題，若建筑 物沉降問題較為嚴(yán)重，還可能會導(dǎo)致無法修復(fù)性的破壞。在施工環(huán)節(jié)匯總，引發(fā)沉降縫線的因素一般有以下幾點：（1）深基坑施工支撐操作不到位。若支撐操作不到位或不及時，可能會使土壓力無法實現(xiàn)平衡，導(dǎo)致圍欄結(jié)構(gòu)鼓脹問題，引發(fā)周邊建筑沉降問題;（2）基坑降水所導(dǎo)致的基坑外地下水繞流。地下水繞流會是基坑外部土體固結(jié)沉降，形成建筑物沉降問題;（3）深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)存在問題。若深基坑圍欄結(jié)構(gòu)深度不足，那么基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)則無法達(dá)到透水層的目標(biāo)深度，無法對坑內(nèi)外地下水起到隔絕效果，導(dǎo)致基底隆起，局部建筑沉降。

2.3 基坑底部涌水

涌水是因為深基坑中的水位和坑外水位存在一定高度差而形成?；拥撞坑克畣栴}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)計方案變動等現(xiàn)象都可能會導(dǎo)致基坑底部涌水或涌砂問題，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。對于基坑底部涌水問題來說，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)生時能夠及時進(jìn)行注漿操作，在解決涌水或涌砂問題后才能繼續(xù)之后的施工作業(yè)。若涌水涌砂問題較為嚴(yán)重，則需要向基坑中回填土壤，以此來控制風(fēng)險。

3 地鐵深基坑施工風(fēng)險的控制策略

3.1 強化過程控制

在地鐵深基坑開挖期間，需要重點做好以下幾個方面的控制工作：

（1）基坑開挖過程中包括無圍護(hù)結(jié)構(gòu)的放坡以及有圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基坑，和地下水控制都要進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)管。對于基坑開挖來說，設(shè)計人員需要結(jié)合圍護(hù)模式和基坑的深度、地質(zhì)環(huán)境、溫濕度條件、施工工藝等條件制定科學(xué)合理的基坑開挖規(guī)劃方案，方案中需要包括分層開挖深度及流程、降水排水措施、質(zhì)量控制措施、支護(hù)結(jié)構(gòu)欺齡、建筑保護(hù)措施、管線保護(hù)措施等。因此針對圍護(hù)系統(tǒng) 也要控制好其中的細(xì)節(jié)，保證圍護(hù)機構(gòu)在之后的開挖過程中不會出現(xiàn)沉降、形變、滲漏問題。

（2）基坑邊緣堆置土方和建筑材料，或是在邊沿處設(shè)立便捷通道，通道與基坑邊緣的距離需要在3m以上，棄土堆置的高度不能高于1m，同時設(shè)計明確的荷載值，軟土地區(qū)不可以在基坑周邊堆置。

（3）施工期間所用的設(shè)備不管是停放還是運作都要保證平穩(wěn)性，對坑頂周邊的振動荷載進(jìn)行嚴(yán)格控制，大型施工設(shè)備需要與基坑保持合理距離，根據(jù)設(shè)備的重量和基坑支撐力等條件計算獲得間距距離。施工設(shè)備及運輸設(shè)備不能在開挖期間碰觸圍護(hù)結(jié)構(gòu)和止水帷幕。

（4）在利用設(shè)備進(jìn)行開挖施工時需要保障坑底土地原結(jié)構(gòu)，在基坑底部和坑壁上留余 300 ～ 500mm 的土層，并設(shè)計集水坑，利用泵將坑底的積水抽出。若出現(xiàn)基坑超挖問題則不能虛填，需要將松軟土體盡數(shù)清理，之后通過原狀土利用分層夯填法進(jìn)行土方回填。

（5）深基坑開挖到底至墊層底板施工之前都是風(fēng)險問題的高發(fā)節(jié)點，所以需要盡快完成工程建設(shè)避免基坑的長時間裸露在外，規(guī)避雨水沖刷和其他影響，及時清底驗槽，之后還要澆筑一層混凝土進(jìn)行密封墊層需要保證對基坑的填滿密閉，需要重點保證施工過程的安全性。

（6）土方開挖和支撐需要根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)開展，開挖流程也要重點設(shè)計，盡量降低開挖所需時間，避免變形累積，合理安排結(jié)構(gòu)施工和挖土施工的時間與位置，確保有效支撐預(yù)加軸力等。

3.2 加強深基坑施工技術(shù)與管理

由于地鐵深基坑施工具有明顯的技術(shù)要求，所以施工技術(shù)水平成為了影響施工風(fēng)險的重要條件。技術(shù)管理在一定程度上決定了工程建設(shè)效益與安全保障能力，影響工程的開展質(zhì)量。利用施工技術(shù)管理來加強深基坑工程的施工質(zhì)量。當(dāng)前我國深基坑施工逐漸步入了自動化時代，積極引進(jìn)各種先進(jìn)設(shè)備與技術(shù)工藝，這也是深基坑施工技術(shù)在不斷提高的一種表現(xiàn)。只有通過先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，才能進(jìn)一步發(fā)揮設(shè)備的心更難，使得施工過程變得更加穩(wěn)定且高效，降低施工風(fēng)險的形成概率。地鐵深基坑工會曾大多都需要通過先進(jìn)的管理理念以及技術(shù)工藝來實現(xiàn)基坑開挖期間的風(fēng)險控制，確保工程能夠更加穩(wěn)定的推進(jìn)，提高工程建設(shè)的綜合效益。經(jīng)過不斷的實踐能夠得知，管理人員的技術(shù)管理能力也決定了風(fēng)險形成的概率，影響了地鐵深基坑施工的工期與質(zhì)量，為了進(jìn)一步提高項目管理力度。

3.3 基坑監(jiān)測

（1）在基坑開挖期間或開挖到一定深度時，土體可能會存在形變問題，支護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力也可能出現(xiàn)變化?；拥氖┕わL(fēng)險可能碎石出現(xiàn)，所以對施工風(fēng)險進(jìn)行動態(tài)化監(jiān)測至關(guān)重要，需要貫徹基坑開挖施工的每一個環(huán)節(jié);

（2）需要對所有基坑施工都進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)測。監(jiān)測項目的選擇不僅決定了整個工程開展的效率性與安全性，同時也影響了項目的經(jīng)濟效益，監(jiān)測項目的增加會提高成本投入，但若是過度忽略監(jiān)測工作，則可能會帶來更為嚴(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存在一定預(yù)兆，若能夠通過基坑監(jiān)測工作來及時發(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 帶來的安全及經(jīng)濟損失;

（4）極可能中或周邊具有地下水管、煤氣管時，需要進(jìn)行重點監(jiān)測。若地下水管或煤氣管破裂，那么很有可能會直接影響施工人員的人身安全，所以在施工前就要明確低下管線的類型與分布，便于后續(xù)的監(jiān)測控制。

4 結(jié)語

由于地鐵深基坑開挖施工會面臨復(fù)雜的施工環(huán)境和影響因素，因此在施工開展中會面臨各種施工風(fēng)險，對此需要管理人員提高風(fēng)險管控意識，對可能出現(xiàn)的風(fēng)險進(jìn)行預(yù)估并制定應(yīng)急方案，嚴(yán)格按照風(fēng)險點進(jìn)行管控，確保地鐵深基坑施工期間的安全性，避免施工風(fēng)險的形成，為整個工程的順利實施提供穩(wěn)定安全的條件。

參考文獻(xiàn)：

[1]冷學(xué)巖，陽進(jìn).地鐵深基坑施工風(fēng)險與控制策略分析[J].價值工程，2020，39（09）：154-155.

[2]粟武.地鐵深基坑施工風(fēng)險及控制策略分析[J].住宅與房地產(chǎn)，2019（09）：216.

1.上海同濟工程項目管理咨詢有限公司 200000;2.寧波市政工程建設(shè)集團設(shè)計院（杭州分院） 310000