试论紧邻地铁的深基坑工程施工关键技术

陆超

中铁二十一局集团有限公司 甘肃 兰州 730000

对于城市基础地铁工程而言，地铁安全稳定运行是其施工的重点关注对象，因此，在应用深基坑工程施工关键技术时，需要考虑复杂情况下紧邻地铁的基坑施工规划，为工程顺利开展提供保障，同时还需要保证地铁能够正常运行。根据丰富的实践经验，对紧邻地铁的深基坑工程施工技术进行探讨，提高工程进行效率，确保地铁安全运行的情况下正确应用深基坑施工技术。

一、工程概况

该工程位于上海浦东新区三角地带，全场区包括2层地下室，其上为所有建筑，基础应用的是桩筏基础。本工程的基坑面积再8800m2，周长大约是440m，开挖深度通常是10.2m。基坑南边东段和地铁附属西风井与出入口连接，西段与地铁隧道并行，基坑开挖边与隧道外壁之间距离为6.3-9.4m，地铁车站与隧道都是工程保护重点。为使地铁车站与隧道保证安全，基坑划分如图1所示。

图1 基坑划分

本工程施工用地紧张，周围环境比较复杂，特别是基坑施工时，地铁车站与隧道十分敏感，因此必须要注意选择合适二基坑施工方案。通过反复研究分析得到，该工程的基坑施工采用了分区顺筑法进行施工，通分区顺筑法进行施工，不仅可以是基坑围护体系变形减小，保证地铁车站和隧道安全，同时也能够利用好当前的工作面，解决场地紧张问题，并降低资金投入。

二、深基坑工程施工关键技术

（一）围护结构施工

围护结构施工作为审计工施工的一个关键技术，其对设计坑的使用和施工安全产生着直接的影响，该工程紧邻地铁的围护结构施工是实行了旋挖钻机施工，结构为双排支护桩结构，施工后，内外排桩进行了高压旋喷，钻注的旋喷桩能够固定土体和止水帷幕[1]。

该工程基坑和地铁西风井、出入口连接区域，利用地铁站已经施工完成具备的钻孔灌注桩当做围护结构，柱桩直径是800*950mm，采用三轴水泥土搅拌桩止水帷幕隔断，两层微承压水深度是30m。邻近地铁侧与出入口邻近区域和路侧围护应用的围护结构是600mm厚的地下连续墙，深度是22m，插入比例为1:12，其两边采用槽壁预加固，材料是直径为850m的三轴水泥图搅拌桩，外侧槽壁的加固体也具有止水效用，插入的深度是30m。近原水的管侧围护应用的是钻孔灌注桩，规格为850*1000mm，深度再22m，比例是1:1.2，止水帷幕的材料是三轴水泥土搅拌桩，其规格为850mm直径，深度是30m。而中间分隔墙应用的钻孔灌注桩规格是800*1000m，深度的插入幅度是20.1m，外部的止水帷幕深度再15m。如图2。

图2 基坑围护图

基坑工程中，围护结构施工是重点内容，其质量对基坑安全有着直接的影响。钻孔灌注桩施工应用的是GPS-10钻机，施工工艺为二次清空，对泥浆配比要进行严格控制，并通过多机连续作业，采取跳打措施以保证施工质量。锁口管柔性接头被应用再地下连续墙施工中，其能够对墙体的竖向沉降量进行有效控制，每幅墙内的墙底注浆管设置了2根，在墙底插入的幅度为0.5m，每个注浆管中使用的水泥大约有2t，施工主要是控制注浆量，并与压力进行双向控制。三轴搅拌桩实行的是套接一孔法以及二喷二搅施工工艺，对下降和提升的速度进行严格控制，进而保证水泥掺量与要求相符。

此外，地铁沿线区域具有大量的市政管线，施工时需要尤为注意管线设置和迁移问题，由于地下管线关系复杂，施工前需要用小型机械和人工挖掘进行探沟挖掘，了解地下情况后再开展施工工作。

（二）基坑降水施工

该工程基坑开挖的深度范围内，其中的土层具有较大的含水量，且位于饱和状态中，因此，应用深井降水施工，具体措施包括：

1.疏干井。在进行布置时，需要将土体加固和支撑部位避开，根据200m2的范围综合考虑布置井，其深度在15m，总共为24口。

2.坑内水位观测井和备用井。坑内设置了几个水位观测井和备用井，每个区域1口井，井的结构类似与区域的降水井，根据需求应急井和水位观测井在一定程度上可以共用。

3.减压井。该场地中某层赋存含有微承压水，通过计算得到，在基坑开挖直至坑底时，可能会出现承压水突涌的现象。基坑使用三轴水泥土搅拌桩将微承压水城和外界水力之间的联系隔断，对此，需要在坑中设置减压井，确保承压水坑的突涌稳定性能够满足计算要求。在布置减压井时，其数量为11个，每个区域占据的数量不同。

4.坑外水位观测井和回灌井。该工程中，基坑外设置了一些水位观测井，南边和西北边的水位观测井可以用于回灌井使用，二者能够实现共用。

5.降水过程中，需要加大力度检查维护抽水设备，及时发现问题，保障抽水设备是正常情况下。

（三）地基加固施工

该工程基坑开发时，其深度的影响范围处于第三层和第四层软弱淤泥质土层，其本身的抵抗变形能力较弱，不利于基坑变形控制。为了能够使基坑围护和坑外土地变形有所约束，该工程应用的搅拌桩是直径为850mm的三轴水泥土，其对基坑开挖底部周边软土土体被动区地基进行加固处理。与地铁区域临近的坑内进行裙边加固，其宽度是8m，到坑底下的深度是5m。在近原水管的部位设置的裙边加固宽度是6m，靠近路侧的进行墩式加固。在施工前，需要利用试成桩确定合适的施工参数，施工过程中应用先进的设备，对施工流程进行合理安排。

（四）基坑开挖和支撑施工

1.遵循“分层分区分块、对称平衡限时”这一原则进行土方开挖。先对1区的基坑进行开挖，在此基础上完成地下两层结构后再对2.4区的基坑进行开挖，在此基础上完成地下两层结构后再对3区的基坑进行开挖。其中，1区的基坑由两道混凝土支撑，开挖分成了三层，而2.3.4区的基坑由1道混凝土支撑与两道直径为609mm的钢管支撑，分成了四层进行开挖。在挖土过程中，需要先将地基中间部位以及保护等级低的部位土体进行开挖，与基坑年边相邻的地铁车站，其每层土体都要留有一定量的土，最后将其挖除掉，同时及时保证支撑[2]。

2.基坑开挖、支撑需要构成交叉搭接流水施工，挖土后及时穿插支撑施工面施工，缩短上下道工序的施工间歇时间，提高基坑开挖速度和支撑进度，减少基坑变形导致的周边环境变化。在2.3.4区基坑的钢管撑都属于自适应支撑系统，在安装完成后逐步进行预应力施加，利用高精度传感器连续监测支撑轴力，按照监测数据自动或手动补偿高精度传感器，进而对基坑变形进行控制，以保证地铁安全。

3.在对最终一层的土体就那些开挖时，需要遵循先远后进流程进行施工，从开挖直到坑底，需要进行组织验槽工作，立即将垫层混凝土浇筑上去，同时及时对基层底板进行施工，进而使土方开挖、垫层以及底板施工都能够构成平面搭接流水施工，进而控制好围护结构，避免其出现变形现象。

4.在集水井以及电梯井落深区域进行开挖施工时，需要保证垫层混凝土与设计强度要求相符，避免由于开挖超深部位而导致围护结构产生变形现象。

5.土方开挖时，施工方通过自检、第三方委托和专业监测对基坑围护、管线、建筑物、地铁变形都能够情况进行实时监测，及时根据检测情况对施工进行调整，避免出现安全问题。

6.临近地铁一边的支护结构有较大角度，其转角内部配置了混凝土内支撑，其从地坪往下一共有5道，而从地基开始施工从上到下逐层拆除。钢筋砼采用静力切割来拆除支撑。整个施工流程为：先浇筑完成砼支撑下边结构，在结构砼的拆模强度达到标准后再将外墙模板拆除，之后开展外墙防水施工，之后素砼回填临近地铁侧的肥精，混凝土回填在符合设计强度要求后再拆除掉上一层的支撑。

（五）监测工作

施工前，需要委托具有一定资质的监测单位在地铁站点及其周边区间设置一些监测点，进而从土方开挖开始就监测站点和区间位移，并委托监测单位监测现场中的基坑支护结构，根据单双控不同控制率进行相应的预警，例如为85%和70%的控制率进行黄色预警在；为100%、85%的控制率进入橙色预警；100%、100%的控制率进入红色预警，同时实行加密监测频率，及时上报监测结果，并采取积极的应对措施，做好应急工作。

结束语

综上所述，该工程是临近地铁车站开展的深基坑施工，周围环境和施工条件比较复杂，在进行施工时难以保护地铁安全。对此，需要认真设计施工方案，对施工流程要合理安排，并控制好施工过程，降低施工对地铁周边环境的影响程度，保证地铁安全。