裴文博
天津市河北区住房和建设事务管理中心 天津市 300000
摘要：市区繁华地段土地资源短缺，建筑结构设计朝着“更高、更深”趋势的纵向发展，更加充分合理的开发和利用地下空间，因此超深基坑越来越多。同时，基坑周边复杂的环境条件，加大了施工风险。本文结合某超深基坑实例，在阐述周边复杂环境基础上，提出地下直径线和某线铁路受施工影响最大，并详细分析了主要施工风险，通过采取切实可行的管控措施，使超深基坑施工过程中周边环境整体稳定受控。
关键词：复杂环境；超深基坑；施工风险；管控措施
城市土地供应相对紧张，为了更合理的开发地下空间和土地利用，并满足高层建筑基础设计的需要，超深基坑在房建、地铁、市政、管廊和交通工程中广泛应用。结合当前发展趋势，超深基坑的开挖深度往往超过15m，单个地块基坑的面积超过20000㎡。超深基坑施工周期长，加之周边既有管线、建成物等复杂环境多，水文地质条件对支护、开挖和降水影响大，诸多不利因素给超深基坑的施工带来更大的风险。
1 工程概况
某超深基坑为地下三层结构，基坑长约150m，宽约170m，周长合计为660m，基坑面积约为25500㎡；坑底建筑标高-16.100，基坑深度为15.5m，北侧铁路保护区范围为-16.400，基坑深度为15.8m；地库及主楼内的电梯坑、集水坑等局部坑底标高为-17.850、-17.500。
该场地埋深85.00m范围内，对本工程有影响的土层主要有人工填土层（Qml）、全新统上组陆相冲积层（Q43al）、全新统中组海相沉积层（Q42m）、全新统下组陆相冲积层（Q41al）、上更新统第五组陆相冲积层（Q3eal）和上更新统第三组陆相冲积层（Q3cal）。地基土竖向成层分布，部分层位水平方向岩性有所差异，力学性质有所差异；其它各层土水平方向总体分布较均匀、稳定，仅局部土质所差异，对本工程影响不大，地层总体上较均匀稳定。
2 周边复杂环境条件
该工程地处繁华市区，基坑周边环境复杂，不仅毗邻铁路线和地下直径线，而且还紧邻城市主干道、既有管线和已施工建筑物。
基坑支护结构外边线距西侧某城市主干道路红线最近约6m，距北侧地下直径线的主体结构最近约34m，距东侧某线铁路的路肩最近约32m，距南侧本工程已施工建筑物止水帷幕外围约1.25m。
既有供电、电信、路灯等管线主要分布在城市主干道一侧，拟建地下室外墙线距最近的供电管线约6m，距最近的输配水管约10m，距最近的低压天然气管线约44m。
经专家论证，该基坑周边环境中地下直径线和某线铁路受施工影响最大。
3 复杂环境下主要施工风险
本基坑属于超深基坑，地库面积大，总土方量大约26万m3，在土方开挖过程中，对于周边环境中受基坑施工影响最大的地下直径线和某线铁路，主要施工风险存在于渗漏和周边不均匀沉降。
3.1渗漏风险
基坑围护结构在连续浇筑时可能出现混凝土供应不及时，前后施工工序衔接间隔时间过长，容易形成施工冷缝而引起渗漏，甚至出现涌水涌砂的现象。如堵漏不及时或措施不当，极易引起基坑安全事故，导致邻近地下直径线和铁路受损。
3.2不均匀沉降风险
在降水和土方开挖时，降水井施工质量差、降水与土方开挖衔接次序不合理、未按方案进行土方开挖等都会引起对周边既有建筑物或构筑物的不均匀沉降，特别是本工程对铁路保护要求标准高，控制范围外的施工扰动，可能影响铁路和轨道交通的正常运行，甚至引起铁路路基沉降和地下直径线区间隧道的结构变形，对社会活动造成不良影响和经济损失。
4 管控措施
4.1基坑支护设计
基坑外侧止水帷幕采用水泥土地下连续墙，加强基坑开挖阶段围护体的隔水性能，防止地下连续墙成槽时出现塌槽的情况，并尽可能的减小地下连续墙成槽及支护桩施工时对周边环境的影响；基坑采用水泥土搅拌连续墙作为止水帷幕，充分发挥连续搅拌墙的优点，减少渗漏对周边环境的影响。
4.2开挖前降水
土方开挖前对基坑支护结构进行抽水试验，判定支护是否渗漏。同时，对围护结构渗漏检测和降水试验，同时制定切实可行、可操作性强、可实施的应急预案，防止突发性透水、涌水事故。
在基坑整体按照“分层降水，按需降水”的原则下，重点加强基坑紧挨地铁侧的动水位观测。降水过程中要对地下水位进行监测，确保地下水位经过较长时间的降水后保持在一个比较稳定的高程上，避免过度降低地下室引起结构物的不均匀沉降。同时，发生地下水位异常上升或降低都要迅速查找原因，排除隐患。
4.3土方开挖
在土方开挖过程中，必须对围护结构中的地下连续墙及钻孔灌注支护桩进行保护，确保地下连续墙及钻孔灌注支护桩的有效约束，保证围护结构的完整性，减少对周边环境的影响。
为尽量减少基坑开挖对临近地铁的影响，根据软土特性应用“时空效应”理论，遵循“先撑后挖、均匀对称、接力分层、岛式开挖”的原则，基坑临近地铁侧采用分块、后退式开挖，每次开挖面积不大于400m2。
人工挖土应在降水达到要求后进行，严禁超挖，坑底保留0.3m厚地基土，采用人工挖除整平，防止坑底土扰动，开挖至坑底后尽快封闭底板，减少坑底暴露时间，控制基坑开挖对既有地铁结构的影响。必要时根据地铁隧道监测结果，采用信息法施工和动态控制方法，在施工中调整开挖量，以控制地铁隧道位移。
4.4内支撑拆除
严格遵守“先换撑后拆除”的原则进行内支撑的拆除，必须满足支撑相应层的主体结构达到设计要求，可承受改层内支撑的内力，并且按设计的换撑方式将支护结构的支撑荷载传递到主体结构后，方可拆除支撑。拆撑过程中加强过程监测，出现异常立即停止施工，并采取有效措施，确保地铁隧道安全。
4.5其他保护措施
加强对周边既有建筑物、构筑物和管线的监测，在雨季做好基坑上的排水，避免基坑四周集水，以减少降水时对建筑的影响。当最大沉降和沉降差临近警界值时，要及时分析原因，如因基坑变形所至，立即对基坑壁进行加固，控制下沉和变形。
5 结束语
本文实例中的超深基坑周边环境复杂，不仅有地下直径线和铁路，还有城市主干道、既有管线等。其中，地下直径线和铁路受基坑施工影响最大，渗漏和不均匀沉降都将对其产生一定的扰动甚至损坏。对此，在基坑支护设计、降排水、土方开挖和内支撑拆除等环节，采取必要且可行的措施，最大限度较小对周边环境的影响。
参考文献：
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