地铁保护深基坑开挖围护结构与施工技术分析

2022-08-11龚贤江宁波国际投资咨询有限公司

门窗 2022年5期

关键词：挖土围护结构土方

龚贤江宁波国际投资咨询有限公司

1 前言

基坑工程指的是在地表下挖掘的地下空间并对其支撑的系统，而围护是一种保护措施，旨在保证开挖过程中的安全。

某机场交通中心在具体的建设过程中，如果发生基坑围护结构的变形情况，则会对周围建筑、公共设施的安全构成威胁。所以，在工程实践中，要严格监督围护结构的建造，保证其符合标准，确保施工附近地铁安全。

2 案例

宁波栎社国际机场三期扩建工程-交通中心工程总建筑面积约52880m2（其中，地下建筑面积约35560m2，地上建筑面积约17320m2）。地上二层、地下二层。基坑安全等级、保护等级均为一级。本工程二层地下室部分；承台垫层底标高为-10.3m。二层地下室J-16轴-J-20轴间为连接通道，承台垫层底标高为-11.50m，南侧为现已建设完成宁波轨道交通2号线一期地下二层机场站，其主体结构距离交通中心约22.0m，尤其是其北侧出入口，距离交通中心南侧基坑外围局部仅约4.0m。

本工程结合地铁管理部门的要求，进行分区作业。将二层地下室范围内的深基坑分为6区块，每区均用C30Φ850mm灌注桩分隔，用三轴搅拌桩作为止水带，南侧靠近地铁部分采用800mm厚C35地连墙，采用两墙合一的方式作为二层地下室南侧围护体。普通区域采用C30Φ800mm 灌注桩及三轴搅拌桩作为围护体，下沉式庭院四周靠近地铁处采用C35Φ800mm灌注桩及三轴桩与高压旋喷桩作为围护体，普通区域采用Φ700mm～Φ800mm 的灌注桩及三轴桩作为围护体，具体见图1。

图1 工程图

3 机场交通中心深基坑开挖围护结构处理原则

在机场交通中心深基坑开挖围护处理环节，要严格依照施工标准，对支护结构开展选型管理，由根本上围护处理效果，为后续围护管理工作的实施奠定基础。同时，要根据处理要求，坚持“安全第一”的原则，结合标准化流程监督具体工作。

3.1 确保基坑的安全性

在具体的施工过程中，要格外重视基坑的安全性，把其当作管理工作的重中之重。

机场交通中心深基坑工程项目综合性在具备优势的同时，也存在很大的风险问题，这对技术人员提出了更高的要求。

所以，在选型的过程中，其要结合施工经验对具体问题具体分析，科学选择稳定的施工方案[1]。在差异化城市体系的建构中，要结合地质形成的差异性，制定完整的管理机制，且要系统贯彻围护结构管理的工作流程[2]。

3.2 确保基坑开挖维护结构的便利性

在施工实践中，施工单位要做好方案设计工作，形成统筹性好的施工体系，降低工程项目费用的消耗，从而提高管理实效[3]。

简言之，施工单位要在理论研究的前提下，结合施工工艺要点，进一步提高其施工水平，保证围护结构的质量，切实提高深基坑开挖围护结构的施工水平[4]。

3.3 坚持“因地制宜”的管控标准

关于基坑围护结构的处理方面，要坚持“因地制宜”的管控标准，保证支护方案的有效性。在选择标准方面，或许会存在一定差异，这就要求施工单位根据实际需求，有针对性地筛选地质条件、开挖深度，进一步完善施工监督质量控制体系，以此提高深基坑开挖围护结构质量，最大限度优化其管理效率[5]。

4 深基坑开挖围护结构施工技术

在对深基坑开挖结构的围护过程中，要依照相关技术要点规范具体的施工流程，确保让施工技术发挥其应有的价值，以此保证基坑开挖围护结构的质量，规避施工失误可能对整体质量所导致的不良影响，全面提高项目施工质量。

4.1 掌握基本情况

在工程实践中，施工方要对施工流程、方案有一个宏观上的把控，任何微小的施工环节都可能会影响最终的施工质量，这就要求施工单位要综合监测施工细节，尤其是要特别关注施工项目周围的地下水情况[6]。交通中心主基坑东西轴长约380m，南北宽约70m，地下二层南侧为800厚地连墙，深-37.2m，面标高-1.55m（包含压顶梁）。东、西、北为Φ850mm@1050mm 灌注桩，深-22.3m，整个地下室分成6 个区块。第一道支撑梁顶标高-1.55m，截面为800mm×900mm、900mm×900mm、700mm×900mm，栈桥面积约6000m2，宽10m。东西轴向在基坑中间位置统长设置。南北向在每个区域中间设置。第二道支撑梁面标高-6.0，截面为800mm×800mm、700mm×800mm、900mm×800mm，围檩为1300mm×800mm，基坑底土方标高-10.25m。

南侧距深基坑15m～20m 处为现状运行的地铁，其中地铁附属结构距下沉庭院基坑较近处为1.5m，东侧50m～80m处为机场加油站，北侧与T2航站楼紧连，西侧为施工场地与施工入口。

4.2 优化开挖处理

在统筹分析整体施工环境、基础参数的基础上，施工方要严格按照施工设计图纸，形成完整的施工规划，并根据施工细则开展相关工作，进一步提高施工管理的水平，同时也提高开挖处理效率的科学性。特别是在土方开挖时，要借助支撑架设处理方式，做好基础性施工，以此提高项目实效。

在土方施工时，相关人员要全面考虑分层分段处理和开挖模式的优势，实现开挖与支护的相契合，防止因超挖而对工程整体产生的不良影响。但在开挖处理过程中，要根据开挖长度合理控制，根据深基坑深度和坡度，灵活调整施工方案，确保分段开挖程度符合规范要求[7]。在分层分段开挖过程中，通过压缩各层支撑架设标高处的延米长度，防止基坑坑内收敛变形。

在支撑架设过程中，要尽量缩短施工时间，提高支撑的架设质量，以此确保基坑的开挖安全性。对于基坑的开挖深度来说，要结合设计图中的标高开展，严禁超挖。当挖至设计标高时，要对基坑进行平整，疏干坑内积水。

4.3 处理降水问题

为了提高深基坑开挖围护结构的施工效果，要根据实际施工方案，创设与之相关的管控机制，切实提高整体施工质量。特别是在深基坑施工降水工作时，降水的实际速率要严格符合规范，确保地表建筑物、管线管控工作的质量[8]。

在对基坑开挖前，要做好施工降水工作，并强化对地下水位的监测，如果发现有渗漏水的情况，则要及时封堵、排堵。同时，要根据实际质量方案，对工程项目周边事物进行严密监测，提高降水处理工作的标准化水平。

本工程下部第6-4圆砾层赋存有承压水，埋深较大（达30m 以上）。承压水水头标高取-0.20m（绝对标高）。挖土过程随时设置排水沟、集水井，利用潜水泵、污水泵抽水，将坑底之水抽至基坑外侧四周的排水沟，由排水明沟引向沉淀池，进过二次沉淀后，再排出场外。

坑外排沟用混凝土或砖砌砌成。明沟每隔20m设置一只600mm×600mm×800mm 深的集水井，以免排水沟堵塞，确保排水。挖土时由于挖土方向是从北向南分区分层开挖，所以在挖土过程中可将排水沟、集水井设置在北侧，并随着土方的深度分层降低而降低，直至基底，在基底可留设100mm宽的小排水沟纵横贯通，间隔20m左右设置一条，由于垫层分块浇筑，所以集水井以垫层分块浇筑处界线为原则、集水井分别设置。

4.4 优化监测流程

在对机场交通中心深基坑开挖维护结构施工项目的监督管理过程中，要根据施工流程制定合理的管控方案，认真监督每一个施工细节，以此提高监测效果。

另外，在施工监测工序的过程中，要根据周边建筑物对管线进行围护处理，增强对支撑体系轴力的管控力度，健全施工安全监管机构，确保施工流程的系统性，为机场交通中心深基坑开挖围护结构施工工作的顺利开展提供安全保障。及时的反馈监测数据，密切关注监测数据的变化，了解基坑的安全可控性。施工方若有变更，因先关注监测数据，并根据监测数据的变化趋势采取相应的措施。加强每日的巡查。

委托监测单位对已有运行的轨道交通车站及区间进行监测，采用自动检测仪器。定期一般都是23点地铁停止运行以后，进入现场观察是否发生变化。

4.5 深基坑安全通道设置

对于施工危险源情况或可能出现的突发事件，在对基坑开挖时，要设计应急逃生通道，确保施工人员在突发状况下能自救逃生。本地下室梁基坑分为六大区，即1-A、1-B、1-C、1-D、1-E、1-F。

依据施工顺序，先施工1-B、1-D、1-F、三区，故安全通道先做1-B、1-D、1-F、三个区块，待1-B、1-D、1-F、完成至+0.00结构时，将该三区的安全通道陆续拆除暂时存放，待1-A、1-C、1-E 施工时在重复使用。

5 技术措施

为确保基坑开挖安全成功，必须按照以下措施执行。

5.1 台阶

分台阶挖土时，上下二个台阶的间距不能小于8m，也不宜大于12m，因为小于8m 就失去了台阶的作用，落差过大，土压力释放过大，造成支护挤压力过大。间距大于12m，则挖土面无法相互传递。台阶的边坡要在1:2 以下，防止坑内土方滑移而影响支撑桩。

5.2 堆土

在地铁保护区基坑土体开挖至基础底板施工结束期间，严禁任何形式的堆载，其余区域在离基坑边5m～12m范围内不得大面积堆载，局部堆放不得超过15kPa，12m以外的堆载控制在25kPa或以内，坑内翻运的土方，尽量堆放在远离支撑梁（离开3m以上）的基坑中部，堆土高度不能超过1m，并按1∶2 放坡堆放。避免堆放在支撑梁边的土方挤压或滑移，造成支撑梁破坏。