与地铁零距离接触的深基坑施工技术措施
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摘要：随着我国科学工作实践经验的不断丰富以及科学技术的不断发展壮大，我国土工工程的发展的速度以及技术都有了很大程度的提高，还能够广泛的在实践中应用，并逐步向分类细致、多学科交叉的综合系统迈进。本文分析了与地铁零距离接触的深基坑的施工难度,提出了一些有针对性的深基坑施工技术措施。
关键词：地铁；深基坑；技术措施
中图分类号：U231+.3 文献标识码：A
近年来,随着我国现代化建设事业的不断深入, 各类深基坑工程日益增多。 面对深基坑施工,如何采取有针对性的施工技术措施,确保其安全和质量,是摆在我们每个工程质量技术管理人员面前的一个重要问题。以下就笔者负责安全质量监督的一个深基坑工程作一分析。
一、工程简析
（一）、工程概况
龙华路1960 地块(南块)项目位于东安路以西,龙华路以南,正处在地铁7号线船厂路站上方,占地面积约46000平方米,建筑 面积约19万平方米,地下两层,地上16~23层,基坑平均深度10米,地铁7号线将基坑工程一分为二。
图1工程与地铁关系剖面图
（二）、工程难点、特点
由于工程所处位置的特殊性和自身工程量的庞大性,以及建设周期的大跨度性,给工程的建设带了相当大的困难。
1、 基坑面积大、开挖深、土方量大,建设周期长
基坑面积约3.1万m2,出土方量约32万方,周边交通大多处于规划状态,只有1条道路出土,出土困难,对基坑施工速度影响较大。另外,由于基坑分块施工,需历时2年完成全部基坑施工,总周期长、时间跨度大,对基坑施工非常不利。
2、运行地铁车站贯穿基坑,保护要求高
运行中的7号线地铁船厂路车站南北向横贯整个基坑,将基坑划分为东西两块。同时,基坑靠近地铁车站侧与地铁车站共用围护墙,零距离开挖。基坑开挖对地铁影响较大,地铁正常运营保护要求高。此外,基于地下空间的开发,地下室将与地铁贯通,对运行中的地铁结构直接施工,风险高、难度大。
3、 基坑分坑多,靠近地铁侧施工困难
根据地铁公司要求,整个基坑被划分为不同大小的多个基坑坑,且靠近地铁两侧20m内的基坑要求更加严格,各个基坑之间必须跳仓分块、分段施工。由此造成整个工程时间跨度大,各个工作面:降水、挖土、地下结构、地上结构、装饰等全面进行,道路交通组织、场地布置、施工管理难度大大增加。
二、施工技术措施
针对该项目的建设难度,从最初的规划、设计方案,到设计调整、施工方案,以及施工过程中的质量控制和施工监测,全过程的策划、调整、优化、实施、反馈、控制贯穿于整个建设过程当中。
（一）、基坑分块
对超大基坑而言,化大为小、化整为零,大坑改小坑已成为必然。然而根据工程自身的差异性,基坑划分势必会根据周边环境和建设规模的大小因时因地适时调整。本工程基坑与地铁零距离接触,甚至后期和地铁连通,对基坑施工而言,地铁保护位列首位,基坑划分必然首先考虑地铁安全。
由于基坑占地面积广,与地铁之间距离有远有近,基坑划分也应根据远近不同而适度调整,即要确保地铁的安全,又要考虑工程建设成本和施工周期,从而到达一种平衡和最优。根据地铁保护范围50米和20米的分界线,将整个基坑分为三大块、八小块:在50米以外划分为1区；20~50米之间分为2区和3区,1~3区为大基坑；20米以内划分为4~7区,两侧各四个,共计八个小坑。
图2 基坑围护与加固平面图
基坑划分充分考虑了地铁保护,又考虑的上部结构建设,将保护和建设两者有机的结合在一起,为后续施工奠定了基础和基调。
（二）、基坑加固与围护
根据基坑分块离地铁的远近,基坑围护进而可以考虑多种形式,在确保基坑施工安全的前提下,对围护形式进行局部调整,即可减少工程造价,又可以加快工期,对基坑本身而言是为双赢。
距地铁50m范围外(1区):钻孔灌注桩+二道混凝土支撑,三轴水泥搅拌止水帷幕；2)距地铁20-50m范围内(2、3区):采用地下 连 续 墙 + 二 道 混 凝 土 支 撑 , 地 墙 厚800mm；3)距地铁20m范围内(4-7区):采用地下连续墙+一道混凝土支撑+二道钢支撑(带轴力自动补偿),地墙厚800mm,内分隔墙厚600mm；此外,在地铁20米范围内,对基坑进行坑内加固,对控制地铁的变形有着明显效应。
由钻孔桩过渡到地下连续墙,地铁保护要求充分得到体现；由混凝土支撑改为钢支撑,施工速度大大加快；增加了自动轴力补偿系统,更进一步保证了地铁基坑变形的有效控制。
（三）、基坑施工流程与搭接
面对超大基坑和众多基坑,在贯彻设计意图和地铁保护要求的前提下,将图纸转化为实物,施工将成为最为关键、也是最为困难的一环。施工过程控制的好与坏、进度的快与慢、各种资源调配的优与劣,势必对整个工程造成决定性的影响。按照由远及近、先易后难的原则,三大坑、八小坑严格按照如下顺序施工,流水搭接:
三大坑:1区基坑出±0.0002区基坑出±0.0003区基坑出±0.000
八小坑:前一步基坑地下室完成后方可进行下一步基坑开挖施工。
三大坑之间流水搭接,既满足了地铁保护的要求,又避免了人力、物资资源的一次性大量投入,同时对场地、交通影响减小到最小,施工效率得到大大提高。八小坑之间最大程度实现了跳仓施工,在保证基坑安全的前提下,较原先依次施工的方式,大大加快了施工进度。
（四）、基坑施工控制与监测
一定要对现场施工环境进行考察，在进行土方挖掘施工前，并制定挖掘施工方案根据土木工程设计的图纸。本着“严禁超挖，先撑后挖”的原则初步将坑基计划分为四到五层，每层坑基的开挖深度设定为2m，然后进行挖掘施工。
基坑施工过程中,降水是否到位、围护结构是否渗漏水、坑内加固强度是否达到设计要求、挖土流程是否遵循时空效应、应急措施的响应是否及时等,这些施工过程中控制的好与坏、到位与否直接影响到基坑的安全性,进而波及到地铁结构的安全。
基坑开挖,降水先行,观察记录坑内坑外水位变化,出水量的多少,对坑内水位控制在开挖完成面以下1米；对止水帷幕和加固土的主要控制指标水泥掺量的进行严格控制,每立方米的加固水泥用量必须达到设计要求值,同时通过取芯报告反馈施工结果；对渗漏隐患点-地铁地墙和新建地墙之间接缝,出具专项设计封堵方案,坑外额外增加灌注桩,确保不出现明显漏水；挖土方案的制定与实施严格遵循时空效应,先撑后挖、随挖随撑,有效控制基坑变形和坑底隆起的风险。
坡顶排水沟及防护栏施工各个剖面的转点或每10米测放出剖面坡顶排水沟中心轴线的平面位置(排水沟中心位置在坡顶线往外0.65米处)，据设计图纸中提供的数据，做记号打竹片桩，再测出该点的高程使用水准仪，结合设计图纸中提供的尺寸和高程计算出该点的开挖宽度和深度，采用12墙机砖砌筑人工配合坡顶和基底整平排水沟，用挖掘机进行开挖施工，按设计图纸中尺寸(300mmx300mm)在沟底用M10砂浆抹平排水沟宽度和高度进行砌筑施工排水沟，从中间向两边排水按0.3%的坡度，各设置一组沉淀池在四个角点位置对坡顶的外界流水、基坑内抽出的积水以及地表水进行三级沉淀处理后才可以到排入市政管道网。
施工监测为整个施工过程的眼睛,亦是对前期施工控制的变相佐证。围护结构的位移、坑外水位的变化、坑底土体的隆起、周边管线地铁的沉降等等,时刻反映着目前施工的状况和结果。通过数据分析,得出土体、结构的内在变化趋势,做出正确的判断,必要时提前做好应急措施,减小基坑风险。
总之，从环境和规模看,本工程为典型的超大超深基坑；从施工过程看,基坑施工跨度大,历时长,多工序齐头并进,施工繁杂；从实施有针对性的技术措施结果看,基坑工程管控到位,地铁变形受控,全过程基坑安全处于良好状态。针对类似于以上分析的超大超深基坑,必须及早制定有针对性的施工技术措施,包括从前期的设计策划开始,到围护加固的选型,再到施工流程的制定,以及施工过程控制和监测结果的分析反馈等,只有这样,才可以实现对施工全过程的掌控,确保深基坑工程的施工安全和质量。
参考文献
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