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摘要:近年来,我国的交通行业有了很大进展,地铁工程建设越来越多。为了有效改善城市交通的拥堵情况,修建地铁成为缓解交通压力的重要对策。在进行地铁工程深基坑建设时,必须重点关注安全问题,同时也要考虑控制地铁基坑的施工风险,确保地铁基坑工程的质量。基于此,文章概述了地铁深基础施工中常见的问题和风险,提出了解决办法,也对施工过程中的控制要点进行了详细说明,以为施工单位提供参考。
关键词:地铁;深基坑;施工安全;控制要点
引言
随着城市交通在地下空间中的拓展延伸,进一步提高城市地下空间利用率的难度也在不断增加。尤其在隧道等地下工程深度发展的城市中,老旧地段夹杂在高层住宅、商业中心、轨道交通的核心区域中,地段翻新过程中新建基坑的深度、周边环境的复杂程度都对设计、施工提出了更高的要求。新开项目在施工过程中是否能够保证基坑的安全及周边居民的正常生活,是深基坑施工需要考虑的重点问题。
1地铁车站深基坑施工特点
首先,工程规模大、结构复杂性高。地铁工程或是贯穿城市的换线,或是连接某一区域的单线,工程规模较大,再加上内部的出入口多、停靠站多,使得工程结构复杂性上升,为深基坑施工带来了阻碍。其次,管线密集度高。地铁会穿过闹市区、居民区,这些区域的地下结构中含有较多的管线工程,如水电管线、燃气管线、通信管线等。在地铁作业中,应做好对应部门的沟通交流,获取精准的管线排布图,以保障深基坑施工位置及深度的合理性。最后,变形控制。地铁车站深基坑支护施工中,开挖深度较大,安全等级要求较高,且在作业中容易存在沉降变形问题。为优化工程质量,应做好科学管控,确保地铁车站施工的秩序性。
2地铁深基坑施工过程中常见的安全问题
(1)基坑护坡渗漏。基坑护坡渗漏是由于地下水干扰,边坡土质会逐渐稀疏并造成不良影响,比如导致基底边坡渗漏、结构失衡等。当基坑边坡渗漏程度严重时,往往会引起涌水、涌砂的情况。(2)基坑支撑失效。深基坑内土层含水量情况出现比例过高或者严重失水都会导致基坑支撑失效,出现不稳定的情况,进而导致沉降问题。此外,如果深基坑边坡出现涌砂、坍塌等隐患时,也会造成基坑支撑失效。一旦基坑支撑失效,就必须严格控制深基坑内降排水;为了保证安全,也应该安排人员与设备及时退场,中止施工,以免造成较大的事故和严重的经济损失。(3)基坑底部涌水。在地铁深基础施工中,基坑内部和外部的水位存在水平高差,若使用的降水方案不科学,深基基坑内地下水位没有得到有效控制管理,基坑底部就会出现涌水问题,导致土体结构受损,基坑稳定性降低。造成基坑底部涌水的主要原因有施工前未对地质情况进行准确了解、施工方案不科学、建设顺序控制不严等。
3地铁深基坑施工安全问题的解决方法
3.1强化过程控制
在地铁深基坑开挖期间,需要重点做好以下几个方面的控制工作:(1)基坑开挖过程中包括无围护结构的放坡以及有围护结构的基坑,和地下水控制都要进行严格监管。对于基坑开挖来说,设计人员需要结合围护模式和基坑的深度、地质环境、温湿度条件、施工工艺等条件制定科学合理的基坑开挖规划方案,方案中需要包括分层开挖深度及流程、降水排水措施、质量控制措施、支护结构欺龄、建筑保护措施、管线保护措施等。因此针对围护系统也要控制好其中的细节,保证围护机构在之后的开挖过程中不会出现沉降、形变、渗漏问题,期间的风险清单如表1及表2所示。(2)基坑边缘堆置土方和建筑材料,或是在边沿处设立便捷通道,通道与基坑边缘的距离需要在3m以上,弃土堆置的高度不能高于1m,同时设计明确的荷载值,软土地区不可以在基坑周边堆置。
(3)施工期间所用的设备不管是停放还是运作都要保证平稳性,对坑顶周边的振动荷载进行严格控制,大型施工设备需要与基坑保持合理距离,根据设备的重量和基坑支撑力等条件计算获得间距距离。施工设备及运输设备不能在开挖期间碰触围护结构和止水帷幕。(4)在利用设备进行开挖施工时需要保障坑底土地原结构,在基坑底部和坑壁上留余300~500mm的土层,并设计集水坑,利用泵将坑底的积水抽出。若出现基坑超挖问题则不能虚填,需要将松软土体尽数清理,之后通过原状土利用分层夯填法进行土方回填。(5)深基坑开挖到底至垫层底板施工之前都是风险问题的高发节点,所以需要尽快完成工程建设避免基坑的长时间裸露在外,规避雨水冲刷和其他影响,及时清底验槽,之后还要浇筑一层混凝土进行密封垫层需要保证对基坑的填满密闭,需要重点保证施工过程的安全性。(6)土方开挖和支撑需要根据有关标准开展,开挖流程也要重点设计,尽量降低开挖所需时间,避免变形累积,合理安排结构施工和挖土施工的时间与位置,确保有效支撑预加轴力等。
3.2支撑安装和制作要点
(1)土层必须分层、分段进行开挖,在分割过程中测量支撑两端与周围环境的接触点,以保证与墙体的可靠位置。由专职人员负责对挖掘表面必要的支撑及其部件进行检查,并及时反馈。(2)混凝土支撑达到设计要求的强度后,才能进行下层土方开挖。对挖出的地基土钢支撑进行质量检验,并按设计要求施加预应力后开挖地基。(3)细石混凝土在施加初始预应力后立即在空隙中迅速凝结,以防止支撑由于施加预应力后与外壳接触不牢固,进而导致偏心率被压缩,并进行预应力复加。(4)施加初始预应力后,要时刻注意预应力的损失和桩顶位移情况,如果情况严重,应重新加预应力直到满足设计要求。如果受到温差影响而预应力消失,就可以在寒冷时间段重新增加预应力,使其尽可能恢复并达到设计要求。当桩顶移动距离超过标准值时,需要增加支护轴力避免变形。
3.3基坑围护过程的保护
科学选择施工机械设备,做好试运行处理,使其符合施工要求;控制水灰比和搅拌速度,维护混合料的各项性能;开展岩土勘察并出具完整的勘查报告,为后续施工提供依据;合理安排三轴搅拌桩和坑内被动区加固的施工走向,避免对地层造成较大扰动,从而影响地铁区间隧道。控制三轴搅拌桩和钻孔灌注桩的每日施工速度,且控制搅拌桩的搅拌下沉和提升速度,按照设计要求严格控制注浆压力,减少对地层的破坏。控制桩体垂直度,避免偏差的生成。
3.4检查与监测控制要点
(1)在基础施工中,对施工机械的施工工艺和施工参数进行检验。(2)项目施工之前,管理部门必须确定详细的检查内容,包括项目、方法、次数等。(3)在施工过程中,加大监测和检查力度,全力确保安全。(4)监测工程师及时收集监测数据,报告异常情况,获取报告值,分析并采取对策。
结语
综上所述,在基坑施工过程中,基坑整体变形较小,土方开挖及拆撑过程中地铁隧道监测均未出现报警,证明所采用的针对性措施有效地减小了对周边环境的影响,可作为参考为类似工程提供经验。
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