地铁深基坑施工风险与控制策略分析 李加彪

发表时间:2020/6/8   来源:《基层建设》2020年第5期   作者:李加彪
[导读] 摘要:当前地铁施工位于城市繁华地区,所处周边环境较为复杂,深基坑施工风险大、专业性强、技术要求严格,面对现场存在的诸多风险如何做好管理工作是当前亟待思考的一个问题。
        北京建工土木工程有限公司  北京  100015
        摘要:当前地铁施工位于城市繁华地区,所处周边环境较为复杂,深基坑施工风险大、专业性强、技术要求严格,面对现场存在的诸多风险如何做好管理工作是当前亟待思考的一个问题。本文通过对地铁深基坑施工风险进行分析,结合实际工作经验提出相应的控制管理措施。
        关键词:深基坑;施工风险;地铁施工;风险控制
        引言
        在地铁基坑施工过程中,面临诸多的风险因素如地下管线错综复杂、毗邻建筑物、地下水等,都将给深基坑土方开挖施工带来直接影响。为了有效保障施工质量,需要根据当前地铁项目所处位置、环境,明确深基坑施工技术重难点,结合实设计图纸、规范要求和实际情况,采取相应的施工工艺和技术措施,保证施工整体质量和安全。
        1地铁深基坑的特点
        地铁深基坑在施工中具有以下几方面特点:首先,深度大、跨度大。作业风险较高。其次,周边环境复杂(管线、建筑物、地下水、路面行车安全)等风险源,在地铁深基坑施工中,对地下空间、周边建筑等都有很大影响,这主要涉及地下管线、管道的复杂性,在加上周边建筑物等方面的影响,在地铁深基坑工程施工中,需要对各种影响因素进行充分考虑。另外,地铁工程施工是当前城市交通运输体系建设不能缺少的一部分,一旦发生事故就会造成人员伤亡、经济损失等影响,给社会、施工、环境都造成严重损害。最后,施工工序复杂,包括围护施工、支撑、土方开挖、结构施工等多项技术内容,地铁深基坑具有综合性特点,因为地质强度和渗透问题都会对基坑工程施工造成影响。
        2地铁深基坑施工风险
        2.1围护结构渗漏
        深基坑的稳定性主要依靠围护结构,围护结构通常利用连续墙、灌注桩、工法桩等工艺,其结构具有刚度大、整体性强和防渗性好等优点,而且还可在密集建筑群中进行施工,对建筑和道路影响较小。连续墙结构的安全稳定是地下施工安全的保障,而连续墙围护的重点在连续墙接头处,接头处相对薄弱容易出现渗漏和变形等问题。此外发生围护结构渗漏的原因有很多,例如,当地铁的深基坑围护结构外止水帷幕施工质量差,使其防水作用就会失效导致渗漏水;在结构施工过程中,穿墙管施工缝隙处防水措施不到位造成结构漏水问题出现。
        2.2坍塌风险
        从基坑坍塌事故造成人员伤亡事件的层次总排序表可知,在众多的基本原因事件中,环境因素中的基坑边坡顺层滑塌、周围建筑物影响、土方开挖、振动扰动情况是导致事故发生最主要的因素,人为因素中支护设计方案不合理或未按照图纸和技术规范要求施工、地质勘察资料不准确、施工组织方案不合理是第二重要因素,人为因素中施工方法不合理、施工进度不合理为第三重要因素。勘察设计单位应该证勘察资料的准确性,施工单位严格按设计和规范施工,监测技术人员及管理人员应时刻保持警惕心理,要能够辨识危险、规避危险能力。
        2.3坑底管涌风险
        基坑下方遇有承压水时,随着土方开挖基坑深度不断增加,承压水上方压力被不断减少,就可能造成基坑底部的隆起,当基底不透水层压力小于承压水层压力时,就容易导致管涌发生,进而导致基坑失稳出现坍塌。造成管涌的原因有很多,主要原因是以下几个方面。第一,围护结构的深度不够,未能穿过承压水层,使承压水未被隔断,导致基坑达到一定深度后承压水利用水头压力开通路径,穿过基坑底形成管涌。第二,基底加固标准是满足抗管涌发生的前提,因为基底承压水头压力较大,仅仅依靠不透水层和土体的压力不能达到平衡的目的,这就需对基底进行加固,通常使用搅拌桩加固,加固过程中如果不能满足加固标准就会造成管涌风险。第三,坑内外降水效果差,形成水位差,产生渗流压力。第四,基坑底部暴露时间过长,未能及时施工做垫层和防水。
        3地铁深基坑施工风险控制措施
        3.1规范开挖,科学组织施工
        在基坑周围设置排水沟,做好降排水工作,并防护措施。

具体施工方案为:第一,指派专职人员全天候进行跟班作业,加强对支撑体系、周边环境的巡视,一旦发现安全隐患,要及时上报相关单位进行整改;第二,现场人员需时刻注意土体方面的变动情况,如果土体出现裂纹或者坍塌,需及时躲避,并及时报告;第三,按照设计图纸要求和监测规范实施监控量测工作,为施工提供数据支持;第四,基坑开挖按照先浅后深的原则,分层分段开挖,土方及时运走,不得在基坑附近堆土,遵循先撑后挖的原则,及时架设支撑。第五,基坑开挖时挖土机械不可碰撞到基坑的支撑体系,以免支撑失稳而引发事故;第七,开挖时如果遭遇桩间涌水现象、涌沙现象等,须立即停止施工进行封堵,撤离人员,采取封堵措施后确保安全的前提下再施工。
        3.2围护结构渗漏风险对策
        当施工过程中发现接头渗漏现象,必须及时快速进行处理,防止由于渗漏导致围护结构承载主体土体沉降,影响周围建筑物安全,或导致土体抗力丧失造成基坑整体倾覆。在发现连续墙接头有渗漏情况后,要根据渗漏情况,采取相应解决措施。如果渗漏量不大,可以使用导管进行引流,再使用防水混凝土砂浆封堵,等到混凝土达到凝固程度,关闭导管阀门。如果渗漏情况十分严重,采用封堵方法就十分困难,就要在基坑内回填土,将水流封堵住,随后再对基坑外围进行封堵,可以使用双液浆封堵。因为围护结构是地下工程,施工过程中不可控因素较多,水下混凝土浇筑质量问题,其中接头是最容易出现问题的地方。因此,确保围护结构的施工质量,是防止渗漏的保障。
        3.3合理选择支护体系
        深基坑支护方案的确定上,不仅要考虑各种支护结构的优劣性,还需要将其与施工现场的实际情况加以结合,从技术性与经济性的角度着手,使得支护方案能够在技术上具有可操作性,经济上具有节约性。深基坑支护施工最为关键的就是支护体系设计的科学性,当确定了最佳的支护结构以后,有关人员要立即对各种支护参数加以计算与确定,保障支护体系能够起到最佳的支护施工效果。此外,不同的支护体系也有着不同的造价,需要考虑其对造价的影响。当前,我国地铁工程中,最为常用的支护体系就是钻孔咬合桩、钻孔灌注桩+高压旋喷止水帷幕、型钢水泥搅拌墙、地下连续墙等。
        3.4变形监测
        变形监测需要重视方案比选和过程实施的控制,其必选项目包括水位、地表、管线沉降、邻建筑物、支护结构水平和垂直位移、支撑轴力、基底隆起等内容,第一,为保证监测数据的准确性,及时性,应有专业监测单位实施。 第二,测点布置、观测频率等应符合《建筑基坑工程技术规范》、城市轨道交通工程监测技术规范》、设计图纸的有关技术要求。第三,监测数据及技术成果必须完整、可靠,及时上报,监测数据要结合现场实际工序,进度进行综合分析,对施工工况应有详细的描述,起到施工监控的作用,为设计和施工提供依据,判断基坑是否处于安全状态。第四,基坑施工期间要全过程巡视和监测。
        3.5制订基坑施工应急预案
        在进行基坑施工时,若施工控制不当,很有可能发生较大的险情,因此,应做好应急预案工作,对围护结构变形、管线变形、渗水以及坍塌等险情,事先编制基坑施工应急预案,并定期进行演练,现场设置应急物资库房,确保在发生险情时,能及时处理确保基坑工程顺利、安全。
        结语
        对于地铁站施工而言,深基坑开挖是其不可或缺的一部分。伴随我国地铁建设的不断发展,深基坑开挖施工过程中时常发生坍塌事故、高空坠落事故等,不仅造成了重大人员伤亡,还给施工单位带来了巨大的经济损失,甚至造成社会影响。通过结合现场实际情况选择有效的管理策略,做好深基坑开挖、支护、变形监测等细节管理,降低施工风险的不利影响,提高地铁施工的安全性、稳定性。
        参考文献
        [1]刘翔,罗俊国,王玉梅.地铁深基坑工程风险管理研究[J].施工技术,2008(7):11.
        [2]李军军.地铁车站土建工程施工风险分析与对策[J].城市建设理论研究(电子版),2017(07):100-101.
        [3]郭乃胜.地铁施工风险源分析及关键控制技术[D].郑州:中原工学院,2017
        作者简介:李加彪(1983-),男,汉,山东乐陵,本科,工程师,施工技术
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