任偉

摘 ?要：深基坑是一項(xiàng)綜合系統(tǒng)工程，深基坑開(kāi)挖施工階段具有很多的不穩(wěn)定性因素，文章介紹了深基坑開(kāi)挖階段邊坡穩(wěn)定性影響因素;介紹了奧體中心站車站主體深基坑的土方開(kāi)挖方式、支護(hù)形式及施工工藝以及采取的截排水措施，確?；娱_(kāi)挖過(guò)程中安全、質(zhì)量、進(jìn)度受控，為以后類似工程的施工提供指導(dǎo)作用。

關(guān)鍵詞：地鐵深基坑;邊坡穩(wěn)定性;影響因素;控制措施

中圖分類號(hào)：TU753 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2019）28-0129-02

Abstract： The deep foundation pit is a comprehensive system engineering. There are many unstable factors in the construction stage of deep foundation pit excavation. This paper introduces the influencing factors of slope stability in the stage of deep foundation pit excavation. This paper introduces the earthwork excavation mode， support form and construction technology of the main deep foundation pit of Olympic Sports Center Station， as well as the intercepting and drainage measures taken to ensure the safety， quality and progress of foundation pit excavation. It provides guidance for the construction of similar projects in the future.

Keywords： subway deep foundation pit; slope stability; influencing factors; control measures

1 概述

基坑變形主要分為以下三類：基底隆起、支護(hù)結(jié)構(gòu)失穩(wěn)、基坑周邊地層移動(dòng)。在基坑土方開(kāi)挖期間，基坑周邊地層移動(dòng)將會(huì)直接影響基坑邊坡的整體穩(wěn)定性。大量實(shí)例表明，基坑失穩(wěn)的主要原因是邊坡失穩(wěn)，因此在基坑開(kāi)挖階段，維持基坑邊坡的整體穩(wěn)定性是深基坑安全文明施工的重中之重。

2 深基坑施工階段邊坡穩(wěn)定因素分析

在深基坑施工過(guò)程中存在各種影響邊坡穩(wěn)定的因素，主要影響因素如下：

（1）基坑的開(kāi)挖深度和寬度的影響。

（2）地質(zhì)、氣候、水文及地下水位的影響。

（3）支護(hù)結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)入土深度、剛度及施工工藝。

（4）基坑周邊環(huán)境復(fù)雜程度。

（5）基坑的荷載條件。

（6）基坑土方開(kāi)挖速度、次序、基坑土體暴露及架設(shè)支撐土體暴露的時(shí)間。

深基坑在開(kāi)挖階段的邊坡穩(wěn)定性的關(guān)鍵影響因素主要有基坑支護(hù)施工工藝，土方開(kāi)挖次序、速度以及采取的基坑截、排水措施等。

本文將主要介紹奧體中心站深基坑在開(kāi)挖階段的施工工藝和采取的控制措施，以保證基坑邊坡的穩(wěn)定性。

3 奧體中心站深基坑開(kāi)挖階段邊坡穩(wěn)定性控制

3.1 工程概況

奧體中心站為14號(hào)線與6號(hào)線的換乘車站，呈T形換乘。奧體中心站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)如表1。

奧體中心車站主體結(jié)構(gòu)頂板以上土體采用1：0.75放坡開(kāi)挖，邊坡采用錨桿+加強(qiáng)土釘?shù)闹ёo(hù)方式。坡面采用掛網(wǎng)噴混方式，以保持樁間土體穩(wěn)定。頂板以下采用“圍護(hù)樁+內(nèi)支撐”的支護(hù)形式。14號(hào)線車站采用圍護(hù)樁+一道倒撐+四道支撐的支護(hù)型式，四道支撐中第一道支撐選用鋼筋混凝土支撐，其余支撐采用鋼支撐。6號(hào)線車站采用圍護(hù)樁+一道倒撐+五道支撐的支護(hù)型式，五道支撐中第一道支撐選用鋼筋混凝土支撐，其余支撐采用鋼支撐。基坑圍護(hù)樁樁頂設(shè)有冠梁，樁間采用掛網(wǎng)噴混加固，以保持樁間的密封性及土體穩(wěn)定性。

3.2 冠梁及擋土墻施工

圍護(hù)結(jié)構(gòu)灌注樁樁頂設(shè)置鋼筋砼冠梁，與灌注樁連接成整體。

（1）冠梁土方開(kāi)挖應(yīng)分段進(jìn)行，開(kāi)挖一段支護(hù)一段。溝槽開(kāi)挖首先開(kāi)挖圍護(hù)樁內(nèi)側(cè)土體（開(kāi)挖深度2m），然后開(kāi)挖圍護(hù)樁外側(cè)土體，最后開(kāi)挖鋼筋籠上方土體。

（2）冠梁鋼筋配筋及模板安裝

嚴(yán)格按設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行鋼筋加工，加工好的鋼筋按類堆放整齊，并注意防雨防銹。鋼筋采用機(jī)械連接或焊接方式連接。板撐鋼筋應(yīng)與冠梁鋼筋同時(shí)綁扎，且鋼筋錨入按設(shè)計(jì)要求，擋土墻待冠梁砼強(qiáng)度達(dá)到75%。

3.3 土方開(kāi)挖

3.3.1 土方開(kāi)挖的原則

土方開(kāi)挖是基坑發(fā)生失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)最大的階段。在基坑土方開(kāi)階段應(yīng)遵照“分層、分段、對(duì)稱、平衡、限時(shí)”的五要點(diǎn)?；油练介_(kāi)挖過(guò)程中應(yīng)充分利用土體時(shí)空效應(yīng)規(guī)律，熟練掌握施工工藝重要節(jié)點(diǎn)，沿縱向按限定長(zhǎng)度逐段開(kāi)挖（先挖中部，后挖兩側(cè)），在每個(gè)開(kāi)挖段應(yīng)嚴(yán)格遵守“分層（分層厚度不超過(guò)2.5m）、分段、對(duì)稱、平衡、時(shí)限”的原則開(kāi)挖，坑內(nèi)土體開(kāi)挖坡度不應(yīng)大于1：1.5，并應(yīng)隨挖隨撐，按規(guī)定時(shí)限開(kāi)挖及安裝支撐并施加預(yù)應(yīng)力。

3.3.2 基坑開(kāi)挖方法

（1）做好開(kāi)挖準(zhǔn)備工作，主要包括地基加固、降水、場(chǎng)地硬化、做好防、排水設(shè)施等。

（2）基坑開(kāi)挖順序：本工程基坑較深，所以基坑開(kāi)挖分四步并配備三套機(jī)械。

3.3.3 鋼支撐架設(shè)

奧體中心站第二道支撐設(shè)置在鋼腰梁上，當(dāng)土方開(kāi)挖至鋼支撐底標(biāo)高下0.5m至1m時(shí)停止開(kāi)挖并安裝鋼腰梁。奧體中心站第三、四、五道支撐架設(shè)在腰梁上，故在土方開(kāi)挖至腰梁底標(biāo)高時(shí)停止土方開(kāi)挖并整平土面施工腰梁，施工腰梁時(shí)要在鋼支撐對(duì)應(yīng)位置預(yù)埋鋼板。及時(shí)按設(shè)計(jì)要求施加預(yù)應(yīng)力，最后再一次復(fù)緊連接螺栓。由于本站埋深較深，為安全起見(jiàn)，在底板及板上側(cè)墻施工完畢后要在底板上3.55m處安裝倒撐。鋼支撐主要由兩大部分組成：活絡(luò)端、固定端和中間段，活絡(luò)端施加預(yù)應(yīng)力。

3.3.4 基坑內(nèi)外的截、排水

（1）地表排水。由于本工程特殊性，本工程地表防排水分為兩部分，分別為地面防排水和結(jié)構(gòu)坑頂面防排水。地面距坡頂2m位置設(shè)置一圈排水溝，沿排水溝每隔200m設(shè)置一個(gè)集水坑;結(jié)構(gòu)坑頂沿冠梁設(shè)置一圈排水溝，在東、西端頭各設(shè)置1 組沉淀池，在坡底東側(cè)設(shè)置一個(gè)沉淀池，在坡底西側(cè)設(shè)置一個(gè)大型沉淀池。從而保證地表水不倒灌基坑影響邊坡穩(wěn)定性。

（2）基坑排水。由于在開(kāi)挖階段，基坑開(kāi)挖面存在少量的地下水和地表降水，因而需在基坑內(nèi)設(shè)置匯水溝，通過(guò)匯水溝將水流匯入集水井，然后使用泥漿泵將水排到基坑周邊的地面排水系統(tǒng)，經(jīng)沉淀后排入雨水管。

雨季開(kāi)挖時(shí)，縱坡面采用彩條防水布覆蓋，雨水匯集至最低處集水井內(nèi)用水泵明排至地面排水系統(tǒng)。

基坑分段開(kāi)挖至基底30cm停止開(kāi)挖，施工接地裝置。期間，基底暴露面采取噴（抹）1：3水泥砂漿或土工塑料膜覆蓋的方法封閉。每段基坑內(nèi)設(shè)置兩道排水溝，在較低的東西端設(shè)置兩個(gè)集水井，用水泵明排至結(jié)構(gòu)頂排水系統(tǒng)。

4 監(jiān)測(cè)

工程監(jiān)測(cè)的根本目的是通過(guò)真實(shí)有效的數(shù)據(jù)，進(jìn)而全方位、準(zhǔn)確判斷工程的安全現(xiàn)狀，進(jìn)而正確的指導(dǎo)工程的下一步施工，保證工程的安全進(jìn)行。同時(shí)工程監(jiān)測(cè)為以后的類似工程研究提供一定的借鑒作用，為其提供基礎(chǔ)的參數(shù)、數(shù)據(jù)等，進(jìn)而建立一套適合于類似地質(zhì)和工程條件下的理論基礎(chǔ)。

（1）地鐵車站。基坑施工期間通過(guò)對(duì)基坑內(nèi)布設(shè)墻體測(cè)斜、墻頂位移和沉降、坑外水位，支撐軸力、立柱沉降、被保護(hù)對(duì)象的變形以及其它與施工有關(guān)的項(xiàng)目進(jìn)行監(jiān)測(cè)，高效、全方位的反映其既有現(xiàn)狀，判斷基坑整體穩(wěn)定性的安全和周邊環(huán)境安全，保證地鐵車站基坑開(kāi)挖順利地進(jìn)行。

（2）通過(guò)對(duì)施工監(jiān)測(cè)和第三方監(jiān)測(cè)得到的各項(xiàng)數(shù)據(jù)的變化趨勢(shì)進(jìn)行分析，結(jié)合事先設(shè)置的警戒值，判斷當(dāng)前開(kāi)挖基坑的風(fēng)險(xiǎn)大小，預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)下一步施工的安全指數(shù)，對(duì)現(xiàn)有專項(xiàng)安全施工方案進(jìn)行修正，達(dá)到科學(xué)、高效、安全的效果。

（3）通過(guò)對(duì)坑外水位的監(jiān)測(cè)，能全面的把控坑外、坑內(nèi)降水過(guò)程中對(duì)周邊既有建筑物、管線和基坑本身的影響，及時(shí)排除基坑止水帷幕滲漏水險(xiǎn)情，防止施工中發(fā)生大面積涌砂現(xiàn)象，導(dǎo)致基坑被淹甚至基坑坍塌。

（4）將現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)分析結(jié)果、發(fā)展趨勢(shì)及時(shí)反饋給建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位，使設(shè)計(jì)單位能根據(jù)施工需要，從安全、經(jīng)濟(jì)、高效的角度出發(fā)進(jìn)一步修正施工方案，達(dá)到安全、縮短工期、經(jīng)濟(jì)的目的。

（5）本監(jiān)測(cè)工程還將為科研項(xiàng)目服務(wù)，監(jiān)測(cè)獲得的數(shù)據(jù)應(yīng)用于科研，為今后類似地鐵車站的設(shè)計(jì)、施工及監(jiān)測(cè)積累經(jīng)驗(yàn)，并起到一定的指導(dǎo)作用。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文通過(guò)分析深基坑開(kāi)挖階段邊坡穩(wěn)定性的影響因素，結(jié)合鄭州奧體中心站在地體車站基坑開(kāi)挖階段所選取的基坑開(kāi)挖方式、基坑開(kāi)挖次序、基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式及支撐體系和采取的基坑降水措施，介紹了深基坑在開(kāi)挖施工階段邊坡穩(wěn)定性控制措施。為以后深基坑工程施工提供指導(dǎo)和借鑒。

（1）深基坑土方開(kāi)挖前坑內(nèi)水位必須降到坑底1.5m以下方可開(kāi)挖，開(kāi)挖過(guò)程中必須遵照“分層、分段開(kāi)挖，先撐后挖、支撐架設(shè)、掛網(wǎng)噴錨要及時(shí)，每層開(kāi)挖深度不超過(guò)設(shè)計(jì)深度”的原則，確?；拥恼w穩(wěn)定性。

（2）現(xiàn)場(chǎng)施工人員必須嚴(yán)格遵照設(shè)計(jì)文件和技術(shù)交底、相關(guān)規(guī)范進(jìn)行施工、并且嚴(yán)格控制基坑開(kāi)挖坡度。

（3）基坑開(kāi)挖階段應(yīng)按照施工監(jiān)測(cè)方案進(jìn)行監(jiān)測(cè)，對(duì)每天監(jiān)測(cè)報(bào)表中的數(shù)據(jù)進(jìn)行認(rèn)真分析總結(jié)，如若發(fā)現(xiàn)異常，應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)測(cè)頻率，并及時(shí)采取相關(guān)措施。

（4）制定合理有序的施工流程，優(yōu)化施工工藝，確保施工的質(zhì)量。

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