关键词：深基坑 钢支撑 降水 时空效应 结构回筑 变形
在轨道交通工程建设中，深基坑开挖施工是超过一定规模的危险性较大的工程内容，其施工方案需经专家评审后确认实施，是工程施工安全和质量控制的重中之重。现本人根据上海轨道交通的施工经历探讨一下对基坑变形的控制。
一、围护结构
1、支撑预埋件：基坑围护结构根据开挖深度和地层土质设计不同类型，地铁车站一般采用刚度较大的砼地下连续墙。根据基坑整体尺寸进行分幅设计。为使得在土方开挖阶段基坑进行有效的支护，地下连续墙设计有预埋钢板，以便于后续的钢支撑支护体系的安装。地墙预埋件的垂直度、平整度要求较高，预埋件的位置要求准确，使钢支撑能够全断面的作用在预埋钢板上，以达到预期的支撑效果，从而减小基坑变形。
2、地墙接缝：地下连续墙作为一个整体的围护结构，对分幅后地墙接缝的处理需严格按照设计要求进行。接缝分为十字钢板，锁口管等形式。在地墙施工完成后，需要做好对地墙的接缝的位置旋喷止水施工，以防止地墙接缝处渗漏，造成基坑变形过大。
二、基坑支护
1、开挖前验收：开挖前参建方要对基坑的开挖进行验收，验收的主要内容有地基加固效果、地下连续墙等围护结构的强度、监测点的布置、降水情况、挖土设备和支撑设备进场等内容。全部验收合格后进行开挖。
2、砼支撑：基坑支撑一般设计有砼支撑体系，需达到龄期后，方可进行后续开挖作业。需要说明一点，施工开挖中间过程的砼支撑时，因为这个阶段的时间比较长，砼支撑需要养护。为避免基坑过程中会有过大的变形，有必要在砼支撑上面增加一道临时的钢支撑，以保证基坑底部的稳定。待砼支撑达到设计要求后进行拆除，从而控制此阶段的基坑变形。
3、钢支撑设计：基坑变形主要发生在深基坑开挖过程中的钢支撑的安装和拆除阶段。因此钢支撑及时安装是控制基坑变形的一项主要内容。钢支撑体系需要根据基坑宽度进行分段设计，不宜过多。钢支撑分段较多，会造成其整体性较差，间隙多，本身变形误差较大。可以根据实际情况设置钢围檩，解决跨度和整体性的问题。如果跨度过大，中间会设计有格构柱等支撑临时构造。使得支撑整体稳定，有益于控制基坑变形。
4、钢支撑进场验收：钢支撑材料进场验收工作往往做的不够细致。钢支撑一般采用φ609、φ800钢管，首先对钢支撑本身的刚度进行检查验收，需满足设计的受力值，重点对钢支撑的壁厚进行检验，整体的顺直度和端面的平整度进行验收，端头是否有变形过大的情况。并需要对钢支撑在正式使用前进行预拼，满足连接和拼缝的要求后，按照设计的长度和顺序做好编号。如有拼接偏差较大处需及时进行调整。对可调节活络头的正常使用进行检验。对施加预应力的油压千斤顶和油压表的有效性进行现场的检验，确保配套使用的安全和数据准确。
三、基坑降水
1、疏干井：开挖前对基坑内提前进行疏干降水，便于土方开挖和运输，从而也减小开挖时间。再者对土体的疏干后，减小一部分的压力。土体卸载后对基坑的影响也会相应的较小，基坑变形量也会相应的减小。
2、承压水：承压水头对基坑底部存在一定的压力，会使基坑产生向上隆起的趋势，因此在开挖到一定深度后，需降低承压水的水头，减小土体卸载后的坑底隆起。根据基坑面积和降压井影响范围，坑内需设有一定数量的降压井，坑外需设有监测井兼回灌井。如果承压水缺失，需要及时对承压水进行回灌，确保基坑和周边环境的稳定。
四、开挖支撑的顺序和时空效应
1、开挖顺序：按照开挖的原则，分层开挖、分段开挖、先撑后挖，随挖随撑。开挖前需在土层中间先按照支撑的位置和宽度，开挖一条沟槽，先把支撑安装完成并施加预应力后再进行旁边及下层土的开挖。但实际情况可能由于钢支撑设计的数量较多，间距较小，如果对每道支撑都进行开槽，与整体开挖基本接近。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在加上基坑开挖过程中重点是要掌握时空效应，开挖暴露的时间不宜过长，尽早开挖完成尽早完成支撑，尽早完成底板砼浇筑，已保证基坑的稳定。
2:、时空效应：一次开挖面不宜过长，开挖面时间一般为8个小时，支撑和预应力施加的时间通常控制在6个小时。因此最先暴露的土方和支撑的预应力完成时间最多可能有14个小时。暴露时间较长，变形量会过大。开挖顺序和空间要充分考虑钢支撑的施工作业时间，在确保安全无交叉作业的情况下尽早的进行钢支撑的安装施工，充分缩短开挖和支撑的间隔时间，才能有效的控制基坑的变形。
五、钢支撑与围护结构作业效果
围护结构和钢支撑的接触面经常会出现没有完全接触，即两个平面不平行，中间留有空隙，这就使钢支撑作用力未能完全均匀的作用在围护结构上面。此时需在空隙中间填充高强度的砼，在基坑开挖产生变形时，钢支撑预加轴力才能有效的作用在整个围护结构上，才能有效的控制基坑变形。
六、增加临时钢支撑
深基坑土方挖至中间砼支撑施工，或者是底板砼施工时，因砼施工和养护时间较长，对此期间的基坑稳定产生不利影响，基坑变形量也会增大。为既保证中间砼支撑和底板砼施工的质量，又能够有效的控制基坑变形。因此在中间砼支撑和底板砼上方增加一道临时的钢支撑，可以有效的减小基坑的变形。待支撑和底板砼浇筑完成，强度达到设计值后对临时钢支撑进行拆除，此时的基坑能始终处于稳定状态。
七、土方开挖重型设备
1、深基坑开挖期间，基坑周边的挖掘机、吊机、土方车等荷载都会作用在基坑边上，对基坑稳定造成不利影响。因此设备站位需要尽量避免靠近基坑过近。
2、土方开挖临近基坑无法避免的情况，需将基坑周边的场地硬化进行加强。加厚基坑周边场地硬化的砼厚度和强度，增加配筋等方式，增加承载能力，减小对基坑的压力，从而控制基坑变形。
八、结构回筑进度
1、结构回筑的进度：结构施工回筑阶段，在基坑受力方面，是结构与支撑体系转换的过程，在开挖到基底以后，随着基坑结构回筑，达到设计强度后，对支撑体系进行拆除，以确保基坑变形及基坑的稳定。因此对基坑结构施工的组织要做好筹划，做到施工有序，确保安全质量情况下尽早完成结构施工，从而减小基坑的变形。
九、钢支撑拆除
钢支撑开挖时施加预应力在围护结构上，在结构回筑阶段，钢支撑需要按设计要求逐层进行拆除。在结构受力和支撑体系转换的过程中，拆除支撑时围护结构会产生反力而发生变形，此阶段需要控制支撑拆除的数量和顺序。首先结构回筑强度达到设计要求后，相对应的进行拆除支撑，不能多拆，早拆。如果特殊情况需拆除其他支撑，要采取更好支撑形式的方式（如斜撑），以确保基坑稳定，控制基坑变形。
十、监测及时和准确
1、对监测点的保护：若要监测点能够真实反映基坑变形的情况，监测点要保护完整。主要是监测点的设置确保有效，施工过程中进行保护，并做好标识。
2、监测的及时性：监测工作贯穿自整个基坑开挖过程中，基坑开挖即进行监测。在土方开挖期间监测频率一般为一天一次，若有部分监测点偏大或者报警，需根据情况增加测量频率。监测数据及时有效的反映基坑变形，才能迅速的采取相对应的措施控制基坑变形。
十一、变形控制应急措施
当基坑已经产生一定的变形量后，为使基坑变形量不会过大，分析和确定变形的原因后，必须采用有效措施控制基坑过大。
1、增加钢支撑：对局部变形过大的部位，在原有钢支撑的基础上增加钢支撑，施加预应力，从而控制变形过大。
2、增加轴力：部分钢支撑预加轴力后，过程有所损失，需要及时补充，以控制基坑变形。
十二、措施的跟踪落实
方法再好也要落实到实处，否则都是空谈，这也是我们监理方的一项基本工作，这一环节不可或缺。在深基坑开挖期间控制好基坑的变形，既是确保安全的前提，也是确保质量的基础。
论文作者:宋国庆
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年第8期
论文发表时间:2019/7/18
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