论地铁车站明挖基坑主要风险及应对措施论文_张婉冰,王涛

论地铁车站明挖基坑主要风险及应对措施论文_张婉冰,王涛

沈阳地铁集团有限公司 辽宁沈阳 110011

摘要:沈阳市目前有两条地铁线路运营、三条地铁线路在建。本文根据工程建设经验,对明挖车站深基坑施工的主要风险及应对措施做了简要归纳和总结。

关键词:地铁;深基坑;风险;应对措施

引言

地铁车站明挖法施工是先从地表向下开挖基坑,挖直至设计标高后,自基底由下向上顺序施工,完成车站主体结构后进行土方回填。明挖法的优点是施工技术简单、快速、经济及主体结构受力条件较好等。

1 深基坑开挖支护

1.1风险分析

沈阳地铁标准站基坑面积约5500平方米、车站底板埋深约19米。在土方开挖过程中如不严格按照分层分段放坡施工,有可能造成土体失稳,甚至大的塌方,危及施工人员、机械及围护结构的稳定。

基坑桩间采用挂设钢筋网、喷射混凝土支护,同时基坑内安装钢支撑平衡基坑外的土压力。在土方开挖到边墙区域时,如不严格控制开挖深度,及时进行挂网支护,有可能造成桩间土体松动,造成塌方;钢支撑安装施工如不能严格按照设计进行,或钢支撑施加的预应力不能满足设计要求,会造成基坑变形、基坑周围土体沉降、围护结构开裂、甚至基坑垮塌的严重后果。

基坑土体开挖在雨季进行时,若防排水工作做不到位,遇到连续强降雨天气,极易引起雨水冲刷边坡、基坑积水,从而引起基坑垮塌等严重后果。

1.2应对措施

(1)充分做好施工组织设计和施工前期筹备工作,提前做好所需人员、设备、施工材料的准备。

(2)提前进行基坑外降水排水方案设计,现场做好降排水设施,并配置备用电源及设备物资,确保基坑无水作业。

(3)编制严谨的开挖支护方案,并严格按照方案进行分层开挖。控制分层厚度,桩间支护及钢支撑及时进行跟进。

(4)做好场地及周边排水系统,并定时进行疏通及检查,确保排水通畅,对暴雨季节基坑积水,配备足够备用潜水泵,采取紧急排水措施。

(5)加强施工监控量测,实时掌握基坑安全状态,并指导施工。

(6)编制切实可行应急预案,并配备完善的应急物资,定期进行应急演练,预防突发事件。

2 基坑降水

1.1风险分析

基坑降水如遇停电事故,可能导致地下水位回升,给基坑开挖造成极大的安全隐患;降水设计若不合理,基坑局部水位降不下去,也会对基坑开挖造成较大影响,因此在基坑开挖的过程中必须保证降水达到施工要求。

1.2应对措施

(1)加强地质、水文调查,了解周边水力联系,根据降水试验测算涌水量,进行降水设计,确保降水可行、高效。

(2)加强降水管理、维护,确保降水井正常运转,并设置备用电源,保证降水不停顿。

(3)通过既有降水井,建立地下水动态监测网,准确掌握场区地下水动态变化,根据水位变化情况调整开泵地段及开泵数量。

(4)对暴雨季节基坑积水,配备足够备用潜水泵,采取紧急排水措施。

(5)配备足够功率的应急电源,并加强日常维护,编制专项应急预案并定期进行应急演练。

3 基坑临近重要管线

3.1风险分析

地铁车站基本位于城市主城区内,基坑可能临近管线有热力、燃气、排水、给水、通信及电力等多种管线,施工存在一定风险。

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3.2应对措施

(1)充分了解管线现状及与基坑之间的位置关系,确保根据调查情况采取的措施得当;

(2)严格按照深基坑开挖支护措施进行施工,将基坑开挖施工对周边影响降至最低;

(3)加强对管线的监控量测,一旦发现异常,立即停止基坑施工,并对变形超限管线采取有效保护措施;

(4)编制管线破裂应急预案,准备好应急物资,定时进行应急演练,一旦出现紧急情况,立即启动应急预案。

(5)基坑临近重要排水管保护措施

①基坑变形控制等级为一级,基坑变型控制标准为地面最大沉降量≤0.15%H;支护结构最大水平位移≤0.2%H,且≤30mm,H为基坑深度。预警值为极限值的70%,警戒值为极限值的80%。

②基坑开挖前,需探明管线的准确位置、材质、接头位置及形式、渗漏情况、年代等,必要时需在雨污水管接头处做防渗、防漏处理,对排水管施做衬管、或对较大排水进行导流或利用其它管网进行断流。对于管线渗漏引起的灾害,应有预判断,利用超前探管预探测前方地下水情况,做好应急准备。

③基坑开挖时,现场应准备一定数量的钢支撑,根据施工监测的情况,必要时增设钢支撑,以更好的控制桩体的变形。

④现场应配备足够数量的砂土、沙袋等,必要时对基坑进行回填反压。

⑤应加强对钢支撑的轴力及变形的监测,确保支撑的稳定性,必要时增设临时支撑来减小轴力。

⑥认真分析地质资料,做好超前预报;对地质情况不明的地段一定申请补勘,做到心中有数。

⑦加强施工管理,严格按标准化、规范化作业。遇到可疑情况及时分析,不得冒进。

4 基坑临近周边建(构)筑物

4.1 风险分析

基坑采用明挖法施工,由于距离建筑较近,有可能引起建筑基础沉降、倾斜、裂缝。

4.2 应对措施

(1)明挖基坑开挖时应竖向分层、纵向分段、对称平衡开挖,随挖随撑(喷),同时加强监测,确保施工安全、顺利进行。

(2)基坑阳角处设置支撑,保证阳角稳定,基坑阳角范围不得堆载。

(3)基坑开挖应分层分段开挖,及时架设钢支撑,充分利用土体的时空效应。

(4)出入口临近建筑物处基坑加强内支撑,以提高基坑刚度,控制变形。

(5)详细调查临近建筑结构现状,根据监控量测结果,必要时采取设置隔离桩加固保护措施。需由产权单位确定变形控制指标后,通过优化施工措施,严格控制其变形。

(6)应加强施工期间的监测,如果发现沉降、变形速率异常,应启动紧急保护预案,及时疏散房屋内人员。

(7)既有建筑物最大沉降控制值、差异沉降值,需与产权单位协商及风险源评估确定。

5 基坑临近市政干道

5.1风险分析

地铁车站大部分位于主干道、商业街等车辆、人员密集场所,基坑施工时会占用或临近市政干道,交通繁忙、车流量大,若基坑支护不到位、土方开挖方法不合理,容易造成基坑周围地面变形超限、路面开裂,严重时造成地面塌陷或在动载的作用下极易造成支护结构失稳、基坑坍塌的严重后果,危及通行车辆。

5.2应对措施

(1)充分做好施工组织设计和施工前期筹备工作,提前做好所需人员、设备、施工材料的准备。

(2)提前进行基坑外降水排水方案设计,现场做好降排水设施,并配置备用电源及设备物资,确保基坑无水作业。

(3)编制严谨的开挖支护方案,并严格按照方案进行分层开挖。控制分层厚度,桩间支护及钢支撑及时进行跟进。

(4)做好场地及周边排水系统,并定时进行疏通及检查,确保排水通畅,对暴雨季节基坑积水,配备足够备用潜水泵,采取紧急排水措施。

(5)加强施工监控量测,实时掌握基坑安全状态,并指导施工。

(6)编制切实可行应急预案,并配备完善的应急物资,定期进行应急演练,预防突发事件。

结束语

随着地铁建设的推进,工程建设将会不断遇见新的问题、发现新的风险。在每条地铁线路的建设过程中,应不断总结经验或采用先进的工法及施工技术,确保风险可控,才能降低建设成本、环境成本,同时为城市提供更便捷的出行条件。

论文作者:张婉冰,王涛

论文发表刊物:《基层建设》2018年第32期

论文发表时间:2018/12/24

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