软土地基顶进工作坑施工技术探讨

权绪良 中国铁路上海局集团有限公司工务部

随着我局平改工作的进一步推进，平改立施工技术也在不断地完善。软土地基顶进工作坑施工在平改立工程中所占比例虽然不算较大，但在一定区域内客观存在,我局部分线路在长三角区域等河口和临河区域范围内，该区域范围内的软土具有含水量高，孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、灵敏度高等特点，再加之软土地基的性质因地而异，因层而异，不可预见性大，在施工过程中，措施不到位就会出现重大质量、安全事故，基坑安全了，基坑周边建筑物、道路、杆管和运营的铁路也就安全了，基坑内一切作业（如坑底加固、箱体的预制、箱体顶进等）及设备、人员的安全才能得到安全保障。

1 基坑支护

基坑支护是确保施工安全的重要步骤，在软土地区基坑开挖施工后，支护结构周围的土压力及水压力很容易失去平衡，从而造成墙体变形位移，因此，必须利用合理的顶进工作坑支护技术，以确保满足围护结构的变形要求，确保施工环境的安全。顶进工作坑的支护形式种类繁多，软土地基道口平改立顶进工作坑常见的支撑有：钢筋混凝土排桩外加水泥搅拌桩作止水帷幕和地下连续墙型式。根据基坑周围环境情况，支撑又分单层和双层，施工过程中，如果顶进工作坑平面面积很大，开挖深度5 m-6 m，应采用单层支撑。当基坑面积很大，深度超过6 m时，周边建筑物距基坑较近时，就应考虑采用双层支撑。除此之外，还有土钉墙支护结构、门架式支护结构、悬臂式支护结构等支护结构，具体支护结构的选择应根据设计资料和施工条件确定。

软土地质下施工基坑支护结构，由于软土地基存在含水量高，空隙比大及自立性差等特性，支护结构的施工往往会受到众多因素影响而达不到设计及规范要求。如：在支护结构施工过程因土质变化导致支护结构垂直度出现较大的偏差，进而形成围护开叉、渗水；支护结构基底软弱土未做处理而造成支护结构沉降，进而导致支护开裂；支护桩、墙接头处止水措施不到位将会造成渗水、管涌，进而导致支护位移、倾覆；采用地墙或钻孔桩围护时，由于护壁泥浆含砂率过高或孔壁坍塌，造成支护结构砼夹渣或断裂，进而导致基坑垮塌等。

故此，在软土地基下施工基坑支护结构时，应根据工程实际工况在方案中制定合理、有效的防支护沉降、位移、渗漏水、管涌等措施，同时在施工过程中应对垂直度、支护底注浆、支护接缝处的止水处理、砼浇筑等关键工序做重点控制，尽可能的将支护结构存在的质量及安全隐患降至最低。

2 基坑挖土

软土地区基坑土方开挖时，要在各类支护完成后，围护桩强度到达设计要求后，施工单位要对开挖前的准备工作、支护情况进行自检，然后报监理单位申请签发开挖许可证，待获得开挖许可证后，方可进行工作坑的开挖，开挖过程中必须严格按照已制定的施工方案的顺序进行开挖，不得乱挖、超挖，确保支护体系受力均匀。工作坑开挖应采取分层、分片进行开挖，挖掘机一般情况下，从顶进方向的前方向后方“后退式”开挖；小型挖掘机水平挖土和长臂挖掘机垂直输送相结合的开挖方法。当挖至离设计坑底标高20 cm时，须采用人工挖土的方法平整基坑，不得超挖与扰动基底土。

3 基坑降排水

基坑降排水是顶进工作坑施工中重要环节，它直接影响到基坑施工的安全和质量，顶进工作坑的掘进深度较大，经常会遇到地下水渗漏的问题，为了确保后续工程施工的有序性，施工企业要根据设计文件，对作业区域地下水的相关参数进行确定，包括地下水位置、地下水水位、地下水存储形式、地质结构抗渗性等，施工单位应提前制订相关的预防措施，进行地下水外渗的预防。除了做好预防措施外，施工单位还需要提前制订好应急管理措施，如果突发地下水喷涌事故，施工单位可以及时做出应对，将损失控制在最低，确保施工人员的生命财产安全。降水运行应注意以下事项:a必须在基坑围护结构全封闭后才能进行降水井抽水。b需在坑内地基加固施工完成后，方可成井施工。c预抽水应提前在基坑开挖前10～20天左右或更早进行，水泵在降水时可随井内水位即时开泵与关泵，根据开挖进度，控制井内水位在一定深度内。

4 基坑地基加固

工作坑内地基加固，顶进工作坑开挖后，箱涵位于软土层，其地基承载力要远远小于箱涵最大地基压力，不能满足要求，故开挖前必须对工作坑地基进行加固。顶进工作坑内地基加固一般采用水泥搅拌桩加固，桩径和有效桩长由设计确定，平面布置形式有梅花或等边三角。坑内地基加固的目的就是要满足箱涵施工要求。

5 铁路地基加固

由于铁路与基坑位置较近，铁路下地质情况与基坑内地质相同，地基承载力同样不能满足要求。一般情况下采取箱涵顶进前，在铁路线路上架设便梁，铁路下拉槽施工高压旋喷桩进行地基加固，加固后的线路地基满足箱涵顶进就位后，线路不发生沉降的要求。

6 基坑施工监测

在顶进工作坑施工过程中，施工监测贯穿整个工程的施工过程，因此，在实际操作中，施工单位除了做好前期测量设备精度调整工作之外，还需要做好监测人员的业务培训，减少人为操作失误对监测结果的影响，从而减少监测结果对基坑稳定性判断的失误。监测范围的确定：顶进工作坑周边地表、围护结构、邻近基坑边的各类建筑物及既有铁路的路基；监测内容包括：基坑周边地表沉降、围护结构沉降及水平位移、铁路路基沉降及水平位移、建筑物沉降、水平位移、倾斜及裂缝监测。监测控制标准：监测工作必须事先确定报警值，各监测项目报警值依据设计文件、相关规范确定，应满足工程设计、地下设计及周边环境被保护对象的控制要求，必要时组织专家对监测控制值和警戒值进行论证。根据相关工程经验及规范要求，各项监测控制标准见表1。

表1 各项监测控制标准

监测频率：监测项目的频率一般情况下应1次/天，当监测数据达到预警值和监测数据变化较大或者速率加快，应提高监测频率至1次/2 h。

7 结束语

在进行软土地基顶进工作坑开挖施工中，设计单位要科学地进行地质勘探，准确掌握地质资料，尽可能采用多种设计方法进行比较和验算，选择合理的支护形式；施工单位要根据设计文件仔细研究设计图纸，根据软土地基顶进工作坑施工要求，应用合适的顶进工作坑支护技术。自2014年至今，在上海局管内道口平改立工程施工中，软土地基顶进工作坑有77处之多，在设计、施工、监理、设备管理等参建单位的共同努力下，严格遵循软土地质设计、施工特殊要求，克服软土地质的施工不便困难，软土地基顶进工作坑施工中没有发生任何安全、质量事故，为今后同类型的施工积累了丰富的施工经验。