地鐵保護深基坑開挖圍護結構與施工技術分析

龔賢江 寧波國際投資咨詢有限公司

1 前言

基坑工程指的是在地表下挖掘的地下空間并對其支撐的系統，而圍護是一種保護措施，旨在保證開挖過程中的安全。

某機場交通中心在具體的建設過程中，如果發生基坑圍護結構的變形情況，則會對周圍建筑、公共設施的安全構成威脅。所以，在工程實踐中，要嚴格監督圍護結構的建造，保證其符合標準，確保施工附近地鐵安全。

2 案例

寧波櫟社國際機場三期擴建工程-交通中心工程總建筑面積約52880m2（其中，地下建筑面積約35560m2，地上建筑面積約17320m2）。地上二層、地下二層?；影踩燃?、保護等級均為一級。本工程二層地下室部分；承臺墊層底標高為-10.3m。二層地下室J-16軸-J-20軸間為連接通道，承臺墊層底標高為-11.50m，南側為現已建設完成寧波軌道交通2號線一期地下二層機場站，其主體結構距離交通中心約22.0m，尤其是其北側出入口，距離交通中心南側基坑外圍局部僅約4.0m。

本工程結合地鐵管理部門的要求，進行分區作業。將二層地下室范圍內的深基坑分為6區塊，每區均用C30Φ850mm灌注樁分隔，用三軸攪拌樁作為止水帶，南側靠近地鐵部分采用800mm厚C35地連墻，采用兩墻合一的方式作為二層地下室南側圍護體。普通區域采用C30Φ800mm 灌注樁及三軸攪拌樁作為圍護體，下沉式庭院四周靠近地鐵處采用C35Φ800mm灌注樁及三軸樁與高壓旋噴樁作為圍護體，普通區域采用Φ700mm～Φ800mm 的灌注樁及三軸樁作為圍護體，具體見圖1。

圖1 工程圖

3 機場交通中心深基坑開挖圍護結構處理原則

在機場交通中心深基坑開挖圍護處理環節，要嚴格依照施工標準，對支護結構開展選型管理，由根本上圍護處理效果，為后續圍護管理工作的實施奠定基礎。同時，要根據處理要求，堅持“安全第一”的原則，結合標準化流程監督具體工作。

3.1 確?；拥陌踩?/h3>

在具體的施工過程中，要格外重視基坑的安全性，把其當作管理工作的重中之重。

機場交通中心深基坑工程項目綜合性在具備優勢的同時，也存在很大的風險問題，這對技術人員提出了更高的要求。

所以，在選型的過程中，其要結合施工經驗對具體問題具體分析，科學選擇穩定的施工方案[1]。在差異化城市體系的建構中，要結合地質形成的差異性，制定完整的管理機制，且要系統貫徹圍護結構管理的工作流程[2]。

3.2 確?；娱_挖維護結構的便利性

在施工實踐中，施工單位要做好方案設計工作，形成統籌性好的施工體系，降低工程項目費用的消耗，從而提高管理實效[3]。

簡言之，施工單位要在理論研究的前提下，結合施工工藝要點，進一步提高其施工水平，保證圍護結構的質量，切實提高深基坑開挖圍護結構的施工水平[4]。

3.3 堅持“因地制宜”的管控標準

關于基坑圍護結構的處理方面，要堅持“因地制宜”的管控標準，保證支護方案的有效性。在選擇標準方面，或許會存在一定差異，這就要求施工單位根據實際需求，有針對性地篩選地質條件、開挖深度，進一步完善施工監督質量控制體系，以此提高深基坑開挖圍護結構質量，最大限度優化其管理效率[5]。

4 深基坑開挖圍護結構施工技術

在對深基坑開挖結構的圍護過程中，要依照相關技術要點規范具體的施工流程，確保讓施工技術發揮其應有的價值，以此保證基坑開挖圍護結構的質量，規避施工失誤可能對整體質量所導致的不良影響，全面提高項目施工質量。

4.1 掌握基本情況

在工程實踐中，施工方要對施工流程、方案有一個宏觀上的把控，任何微小的施工環節都可能會影響最終的施工質量，這就要求施工單位要綜合監測施工細節，尤其是要特別關注施工項目周圍的地下水情況[6]。交通中心主基坑東西軸長約380m，南北寬約70m，地下二層南側為800厚地連墻，深-37.2m，面標高-1.55m（包含壓頂梁）。東、西、北為Φ850mm@1050mm 灌注樁，深-22.3m，整個地下室分成6 個區塊。第一道支撐梁頂標高-1.55m，截面為800mm×900mm、900mm×900mm、700mm×900mm，棧橋面積約6000m2，寬10m。東西軸向在基坑中間位置統長設置。南北向在每個區域中間設置。第二道支撐梁面標高-6.0，截面為800mm×800mm、700mm×800mm、900mm×800mm，圍檁為1300mm×800mm，基坑底土方標高-10.25m。

南側距深基坑15m～20m 處為現狀運行的地鐵，其中地鐵附屬結構距下沉庭院基坑較近處為1.5m，東側50m～80m處為機場加油站，北側與T2航站樓緊連，西側為施工場地與施工入口。

4.2 優化開挖處理

在統籌分析整體施工環境、基礎參數的基礎上，施工方要嚴格按照施工設計圖紙，形成完整的施工規劃，并根據施工細則開展相關工作，進一步提高施工管理的水平，同時也提高開挖處理效率的科學性。特別是在土方開挖時，要借助支撐架設處理方式，做好基礎性施工，以此提高項目實效。

在土方施工時，相關人員要全面考慮分層分段處理和開挖模式的優勢，實現開挖與支護的相契合，防止因超挖而對工程整體產生的不良影響。但在開挖處理過程中，要根據開挖長度合理控制，根據深基坑深度和坡度，靈活調整施工方案，確保分段開挖程度符合規范要求[7]。在分層分段開挖過程中，通過壓縮各層支撐架設標高處的延米長度，防止基坑坑內收斂變形。

在支撐架設過程中，要盡量縮短施工時間，提高支撐的架設質量，以此確?；拥拈_挖安全性。對于基坑的開挖深度來說，要結合設計圖中的標高開展，嚴禁超挖。當挖至設計標高時，要對基坑進行平整，疏干坑內積水。

4.3 處理降水問題

為了提高深基坑開挖圍護結構的施工效果，要根據實際施工方案，創設與之相關的管控機制，切實提高整體施工質量。特別是在深基坑施工降水工作時，降水的實際速率要嚴格符合規范，確保地表建筑物、管線管控工作的質量[8]。

在對基坑開挖前，要做好施工降水工作，并強化對地下水位的監測，如果發現有滲漏水的情況，則要及時封堵、排堵。同時，要根據實際質量方案，對工程項目周邊事物進行嚴密監測，提高降水處理工作的標準化水平。

本工程下部第6-4圓礫層賦存有承壓水，埋深較大（達30m 以上）。承壓水水頭標高取-0.20m（絕對標高）。挖土過程隨時設置排水溝、集水井，利用潛水泵、污水泵抽水，將坑底之水抽至基坑外側四周的排水溝，由排水明溝引向沉淀池，進過二次沉淀后，再排出場外。

坑外排溝用混凝土或磚砌砌成。明溝每隔20m設置一只600mm×600mm×800mm 深的集水井，以免排水溝堵塞，確保排水。挖土時由于挖土方向是從北向南分區分層開挖，所以在挖土過程中可將排水溝、集水井設置在北側，并隨著土方的深度分層降低而降低，直至基底，在基底可留設100mm寬的小排水溝縱橫貫通，間隔20m左右設置一條，由于墊層分塊澆筑，所以集水井以墊層分塊澆筑處界線為原則、集水井分別設置。

4.4 優化監測流程

在對機場交通中心深基坑開挖維護結構施工項目的監督管理過程中，要根據施工流程制定合理的管控方案，認真監督每一個施工細節，以此提高監測效果。

另外，在施工監測工序的過程中，要根據周邊建筑物對管線進行圍護處理，增強對支撐體系軸力的管控力度，健全施工安全監管機構，確保施工流程的系統性，為機場交通中心深基坑開挖圍護結構施工工作的順利開展提供安全保障。及時的反饋監測數據，密切關注監測數據的變化，了解基坑的安全可控性。施工方若有變更，因先關注監測數據，并根據監測數據的變化趨勢采取相應的措施。加強每日的巡查。

委托監測單位對已有運行的軌道交通車站及區間進行監測，采用自動檢測儀器。定期一般都是23點地鐵停止運行以后，進入現場觀察是否發生變化。

4.5 深基坑安全通道設置

對于施工危險源情況或可能出現的突發事件，在對基坑開挖時，要設計應急逃生通道，確保施工人員在突發狀況下能自救逃生。本地下室梁基坑分為六大區，即1-A、1-B、1-C、1-D、1-E、1-F。

依據施工順序，先施工1-B、1-D、1-F、三區，故安全通道先做1-B、1-D、1-F、三個區塊，待1-B、1-D、1-F、完成至+0.00結構時，將該三區的安全通道陸續拆除暫時存放，待1-A、1-C、1-E 施工時在重復使用。

5 技術措施

為確?；娱_挖安全成功，必須按照以下措施執行。

5.1 臺階

分臺階挖土時，上下二個臺階的間距不能小于8m，也不宜大于12m，因為小于8m 就失去了臺階的作用，落差過大，土壓力釋放過大，造成支護擠壓力過大。間距大于12m，則挖土面無法相互傳遞。臺階的邊坡要在1:2 以下，防止坑內土方滑移而影響支撐樁。

5.2 堆土

在地鐵保護區基坑土體開挖至基礎底板施工結束期間，嚴禁任何形式的堆載，其余區域在離基坑邊5m～12m范圍內不得大面積堆載，局部堆放不得超過15kPa，12m以外的堆載控制在25kPa或以內，坑內翻運的土方，盡量堆放在遠離支撐梁（離開3m以上）的基坑中部，堆土高度不能超過1m，并按1∶2 放坡堆放。避免堆放在支撐梁邊的土方擠壓或滑移，造成支撐梁破壞。

5.3 對稱開挖

為使本圍護支撐體系均勻對稱受力，開挖土方必須對稱開挖，先外圍后中心。先用挖機在支撐梁上面把整個支撐梁內的土方掏挖出來，使支撐梁對稱且緩慢受力。然后以人工到下面挖出支撐梁下面挖機不能挖到的土方，慢慢使整個支撐梁全部受力。防止改變支撐體系的設計受力工況，造成支撐梁損壞。

5.4 月牙形開挖

挖土時先挖出基坑邊角，由二邊向中間形成月牙形，按此形狀挖土不但可增加土體本身及圍護的自然支撐時間，而且使圍護的負荷有一個緩沖時間和應力釋放時間。

5.5 支撐梁的防護

在掏挖支撐梁下的土方時，挖機要在支撐梁上施工，所以必須進行防護。

5.6 基坑應急加固措施

在基坑開挖和地下室施工中，應結合現場圍護監測情況，根據現場測試數據及現場情況，若發現異?，F象，可根據不同的情況采用相應的措施，確?；訃o結構安全。

6 結束語

總之，在機場交通中心深基坑開挖圍護結構施工中，要根據周邊環境予以綜合判定，提高機場交通中心深基坑施工流程的科學性。

另外，對施工中可能存在的變形過程，要進行嚴格監督和管理，把地質條件可能對施工項目的影響降到最低，進一步提升施工管控工作實效，全面提高機場交通中心深基坑開挖圍護施工的質量。

最終，通過各方的努力，交通中心基坑的整個施工過程中鄰近地鐵車站，地下連續墻墻頂水平位移、深層水平位移、坑外深層墻體測斜、地面沉降最大變形3mm，普遍區域最大變形8mm。軌道交通二號線地鐵車站地面沉降0，盾構區間管片的測點無變化，既有軌道的沉降1mm。確保旁邊運行地鐵安全，順利完成了整個基坑的施工。