地鐵深基坑施工風險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，站臺情況也較為復雜，對基坑的空間具有更高要求，而車站位置和地理條件都可能會對深基坑施工帶來不利影響，導致施工風險的形成。因此在施工期間，需要結合基坑的地質(zhì)環(huán)境來明確合理的基坑開挖方法和支護方法、降水方法、沉降點布置等工作，在施工開展階段重點管理深基坑開挖過程，監(jiān)測其中可能存在的風險并對風險進行預測和評估，制定完善的風險評估表，安排專項人員進行實時監(jiān)管，制定針對性的應急方案。本文主要針對地鐵深基坑施工存在的風險進行分析，并提出了有關的風險控制策略。

關鍵詞：地鐵深基坑;施工風險;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，地段翻新過程中新建基坑的深度、周邊環(huán)境的復雜程度都對設計、施工提出了更高的要求。新開項目在施工過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問題。

2 地鐵深基坑施工面臨的主要風險分析

2.1 地質(zhì)風險

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，這便會導致工程設計方案存在偏差，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)勘測單位需要進行設計與工程招標。目前建設領域的市場競爭日益嚴峻，投標單位可能會為了節(jié)約資金成本而要求施工單位承擔地質(zhì)風險，這本身便會提高地質(zhì)風險的形成，并且?guī)r土工程很多環(huán)節(jié)的風險因素常常難以規(guī)避，如巖土介質(zhì)變異性及力學性模糊等，都可能會導致施工風險的形成。

2.2 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操作、地質(zhì)勘探不明、設計方案變動等現(xiàn)象都可能會導致基坑底部涌水或涌砂問題，導致基坑周邊土體結構穩(wěn)定失衡，結構受到破壞，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)場準備好沙袋用作預防，當涌水或涌砂現(xiàn)象產(chǎn)生時能夠及時進行注漿操作，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重，則需要向基坑中回填土壤，以此來控制風險。

2.3 基坑支撐失效

深基坑內(nèi)土層含水量情況出現(xiàn)比例過高或者嚴重失水都會導致基坑支撐失效，出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況，進而導致沉降問題。此外，如果深基坑邊坡出現(xiàn)涌砂、坍塌等隱患時，也會造成基坑支撐失效。一旦基坑支撐失效，就必須嚴格控制深基坑內(nèi)降排水;為了保證安全，也應該安排人員與設備及時退場，中止施工，以免造成較大的事故和嚴重的經(jīng)濟損失。

3 地鐵深基坑施工風險的控制策略

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，做好標識，并詳細制定出挖土方案和施工組織，予以支護結構、地下水位及周邊環(huán)境充分的監(jiān)測與保護。鋼板樁支護完成后，成樁養(yǎng)護28d后再開挖土方，同時，用降水設備預抽地下水，釋放打樁積聚的應力，待土體固結后再挖方，以防止預先打設的樁出現(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，有序逐一進行，操作需與工況設計一致。挖土遵循“開槽支撐、先撐后挖、分層開挖、嚴禁超挖”的原則，同時，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計標高，則必須依照標準及時鋪設墊層，并重新做好壓實、測量等相關處理。土方開挖過程中，加強測量，掌握荷載造成橋梁位移情況，同時全方位管理，使其滿足相關規(guī)范要求，以保證施工中橋梁正常運行。另外，土方開挖完成后，應保證井點降水正常，并應盡快澆筑墊層和底板，視情況加固基層結構下部土層。

3.2 支撐安裝和制作要點

（1）土層必須分層、分段進行開挖，在分割過程中測量支撐兩端與周圍環(huán)境的接觸點，以保證與墻體的可靠位置。由專職人員負責對挖掘表面必要的支撐及其部件進行檢查，并及時反饋。（2）混凝土支撐達到設計要求的強度后，才能進行下層土方開挖。對挖出的地基土鋼支撐進行質(zhì)量檢驗，并按設計要求施加預應力后開挖地基。（3）細石混凝土在施加初始預應力后立即在空隙中迅速凝結，以防止支撐由于施加預應力后與外殼接觸不牢固，進而導致偏心率被壓縮，并進行預應力復加。（4）施加初始預應力后，要時刻注意預應力的損失和樁頂位移情況，如果情況嚴重，應重新加預應力直到滿足設計要求。如果受到溫差影響而預應力消失，就可以在寒冷時間段重新增加預應力，使其盡可能恢復并達到設計要求。當樁頂移動距離超過標準值時，需要增加支護軸力避免變形。

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，應當嚴格監(jiān)測基坑周圍的環(huán)境，檢測地下連續(xù)墻、承重墻、基坑坡、周圍地表等情況，還可以根據(jù)檢測數(shù)值建立數(shù)據(jù)模型對施工過程進行計算，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，不斷總結基坑開挖經(jīng)驗。為了避免深基坑施工會對周圍建筑物、周圍環(huán)境以及地下管線等造成破壞，還應做好充足的安全防護措施，可以利用數(shù)據(jù)模型驗證采取的保護措施是否合理、是否滿足施工要求。

3.4 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，支護結構的內(nèi)力也可能出現(xiàn)變化。基坑的施工風險可能碎石出現(xiàn)，所以對施工風險進行動態(tài)化監(jiān)測至關重要，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行嚴格監(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重的后果;（3）結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兆，若能夠通過基坑監(jiān)測工作來及時發(fā)現(xiàn)這些預兆，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 結束語

綜上，深基坑施工技術在地鐵工程建設中應用廣泛，并隨著施工技術與材料的發(fā)展不斷創(chuàng)新。安全施工是深基坑工程第一要務，施工前需全面做好環(huán)境勘探工作，科學制定施工方案，施工過程中要認真貫徹落實安全第一的施工理念，并嚴格遵照施工方案進行深基坑支護、土方開挖與防排水工作。同時，加強安全管理，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)濟效益。

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