基坑工程围护结构施工及安全分析

孙祥 孟朝阳 马骏

摘要：本文以光谷站基坑施工为背景，进行基坑围护结构选型，校核其安全性，并对基坑施工进行安全分析。归纳围护结构形式及施工方法，选取合适的围护结构类型；运用模糊综合评价法对基坑施工进行安全分析，得出本基坑工程施工的风险等级为Ⅰ级（安全），有一定施工风险，但在可接受范围内，同时提出相应的风险控制措施，降低基坑施工风险。

关键词：基坑；围护结构；模糊综合评价

随着城市化进程不断推进，城市土地资源日益紧缺，为了更为全面合理地利用有限的土地资源，人们开始注重对地下空间的开发，并逐渐意识到基坑工程的重要性，基坑的围护结构作为其施工过程中不可缺少的一个环节，近年来也备受人们的青睐。本文围绕光谷站基坑开挖进行分析。

一、光谷站工程简介及施工方法

光谷站为地下二层单柱明挖岛式车站，中心里程为ZK33+052.442，起点里程为ZK32+957.442，车站终点里程为右ZK33+528.842，共设4个出入口、5组风亭。光谷站车站外包总长为571.4m，其标准段总宽度为22.4m，站台宽度是13m，车站埋深约为2.8m，总建筑面积为30237m2，其中主体建筑面积为28062m2，附属面积为2175m2，两站换乘公共节点总建筑面积为7648 2，主体建筑面积为5158m2，附属面积为2490m2。

地铁车站基坑开挖的施工工艺主要包括明挖法、盖挖法、暗挖法三种。光谷站基坑开挖规模较大，车站覆土沿其纵向变化较大，周边场地空旷，具有明挖施工条件，且车站拟建位置周边规划尚未成形，既有建筑群较少，无控制性管线，和其他两种方法相比，明挖法更具有优势，因此基坑开挖时选择明挖法进行施工。采用明挖法施工，具有施工技术较为成熟、难度小、质量好、机械化作业程度高、方便高效、工期短、施工费用较低等优点。

二、光谷站基坑工程特点

通过对本工程相关资料的收集、汇总与分析，综合考虑施工位置、环境因素、工程地质条件、水文地质条件、基坑开挖深度等因素的影响，得出本基坑工程的特点，具体如下：（1） 基坑开挖面积较大；（2） 拟建位置多为拆迁空地；（3） 开挖深度超过18m，属于一级基坑；（4） 既有管线分布不均，但无市政控制管线；（5） 基坑沿城际铁路流芳站站房设置，位于其站房下方；（6） 开挖范围内的土层性质一般，包含多种性质不同的土层。

三、基坑围护结构类型

基坑围护结构的施工工艺的种类比较多，应用较为广泛主要包括：钻孔灌注桩围护结构、地下连续墙围护结构、SMW桩围护结构、钢板桩围护结构、深层搅拌桩围护结构等，不同的工艺有着各自的优势与不足。根据本工程基坑的特点，对各种基坑围护结构的施工工艺进行了分析与比较，最后决定采用钻孔灌注桩作为挡土结构，并结合三道钢管内支撑的支护体式。钻孔灌注桩具有施工流程简易、工程造价低廉、技术比较成熟等优势，钢管内支撑则是拼装方便、施工快速、可以循环使用，还可以施加预应力，安全性和经济性较好。

四、基坑工程安全分析

本文主要使用模糊层次综合评价法对基坑施工进行安全分析，通过对本工程进行分析研究，得出对基坑围护结构安全稳定产生影响的的因素，并根据各个因素的影响程度的不同，将递阶层次结构分为三层，建立完全独立性结构（即上一层因素都各自有独立的、且拥有完全不同的下层因素）进行分析。第一层为目标层：基坑施工安全（A）。第二层为准则层：环境因素（B1）；人的因素（B2）；施工因素（B3）。第三层为指标层：既有管线（C11）；既有建筑（C12）；既有铁路（C13）；地质条件（C14）；水文条件（C15）；气候因素（C16）；现场管理（C21）；安全防护（C22）；人员素质（C23）；施工工艺（C31）；开挖深度（C32）；材料质量（C33）；机械设备（C34）；监控监测（C35）。

五、风险控制措施

通过分析可知基坑施工过程中施工因素（B3）对基坑安全的影响最大，其次是人的因素（B2），环境因素（B1）的影响相对来说最小，但是也不能认为环境因素（B1）不重要。因此，制定相应的安全防护措施时，应当综合考虑各个基坑风险因素的权重，抓住侧重点，不忽视每个风险因素，统筹兼顾，以期将基坑施工风险度降到最低。

六、评定结论及加固方案

針对本基坑的风险因素，提出以下防治控制措施：（1） 施工单位明确工程质量的重要性，按照施工组织设计施工，杜绝盲目施工、偷工减料、删减施工步骤等现象，

保证工程施工质量达到设计要求。（2） 加强施工现场的安全管理，编制全面的施工组织设计，制定完善的施工现场安全管理制度，配置相应的安全管理人员。（3） 加强对基坑的检测，因为基坑深度较大，所以施工过程中风险因素较多，应当对基坑进行实时检测，并对不规律或特殊的检测结果进行分析与预测，提前发现安全隐患并及时处理。（4） 特种作业应该严格按照特种作业规范、规定进行作业，施工人员必须拥有相应从业资格，持证上岗，施工前后做好检查与保养工作。（5） 加强对施工人员的安全教育，增强其安全意识，使他们认识到施工安全的重要性，从而自发遵守施工安全管理的相关规定。

除此之外，还包括施工人员应按要求穿戴个人防护用品、施工现场警示标志应当明显齐全、制定现场临时用电专项方案、现场机械与材料存放应当整齐统一、严格控制外来无关人员进入施工现场等等。

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作者简介：孙祥（1994），男，汉族，山东梁山人，土木工程学士，单位：石家庄铁道大学桥梁与隧道工程专业，研究方向：冻土地区路基保温材料。