摘要：随着社会经济的持续发展，我国的交通运输得到了快速的发展，其中地铁在现代化城市建设中占据着很重要的地位，地铁深基坑在地铁施工中越来越常见，因此，地铁深基坑开挖过程中存在的风险问题也越来越多地暴露出来。文章通过对深基坑支护及施工风险进行分析，以消除施工中的不足，确保工程顺利实施。同时对施工过程中风险问题进行一一列举，然后又提出了几点风险管理控制要点，为以后在深基坑风险管理方面提供了一份参考的资料。
关键词：深基坑；地铁；特点；支护；开挖；风险
1、深基坑开挖的特点
随着国内城市化进程的脚步加快，城市地铁也是飞速的发展起来。但是由于地铁工程对于地形要求较高，因此在一些地形地貌复杂的地方给施工过程造成了很多困难，例如在一些富含地下水的区域和一些风险较高的恶劣条件下对深基坑的开挖都产生了很大的安全隐患。一般而言，地铁深基坑的开挖大都存在着以下的特点：（1）一般地铁都建在经济发达的城市中心地段，这些地方商业发达，人流量较大，而且这些地方高楼林立，楼层的密度较高而且交通拥挤。因此，在这些地方施工可以进行施工的区域就非常有限，这给工程的展开带来了不小的影响。（2）城市的土地可谓是“寸土寸金”，为了能够更好地节约城市的土地和缓解用地紧张问题，人们会将城市的地下区域充分利用起来，将基坑挖深，并且将车站、人防以及机房等设备区域设置在地下。（3）在对地铁深基坑进行施工的时候，还要注意做好对周围的防护结构，保证施工过程的安全性。除此之外，在开挖的过程中还要注意地下的各种管道比如自来水管道、煤气管道以及电缆电线等，防止在施工过程中对其造成破坏对周围居民的生活带来不便。
2、地铁深基坑土方开挖施工
2.1开挖前的准备工作
在地铁深基坑开挖之前需要注意以下事项：
第一，了解地下水的状况，发现问题需要及时解决。第二，了解整个环境周边坡度，如果坡度不合适，需要对其进行解决，然后开展土方挖掘。第三，在开挖之前思考如何开展土方挖掘，采取什么样的方式进行挖掘。要知道深基坑一旦挖开了土方，整个挖掘的环境就处于一种活动的状态，稍有不慎就会造成巨大的危害。随着挖掘深度的加深，整个基坑支护受到的压力会随着加大，形状也会在压力的作用下产生变化，就非常容易导致坍塌事故。所以，对于整个深基坑的挖掘，必须在挖掘之前做好行之有效的计划与安排，认真思考怎样展开挖掘、怎样选用机械、怎么安排施工等。除此之外，还应该计划好每一步工序的前后次序和联系状况，确保深基坑暴露在外的时间较少，以此来减少因空气引发的对支护的影响。
2.2深基坑常用开挖方法
2.2.1明挖法
明挖法的含义是：在深基坑的开挖过程里，依照最初设计的标高，采取由高至低的次序进行土方的挖掘。当整个深基坑施工完成后，按反顺序，也就是从下至上进行施工，以便对整个建筑物的中心部分进行合理的作业，最后把整个深基坑填满和恢复地面完整。明挖法有两个特点：一的施工简单、效率高、速度快；二是成本比较低。但是，明挖法还有一些缺点，比如施工时噪声较大、对交通有一定影响等。
2.2.2盖挖法
和明挖法相区别的是盖挖法，盖挖法是由地面开始朝下挖，当挖掘到事前设计的深度时，就将顶部封闭起来，然后在这封闭的环境下完成剩余的工作。和明挖法相比，盖挖法采用的是逆向方式施工。但是这也不是一成不变的，根据整个施工的实际情况也可以选择顺序施工。盖挖法的主要特点在于当施工地点选择在城市繁华区域时，减轻对城市交通造成的影响，满足一定的交通流量。
盖挖法的方法有两种：盖挖顺作法与盖挖逆作法。盖挖顺作法是在结束对地表作业的挡土结构后，将挡土结构上覆盖纵、横梁或者是路面板等一些定型的预制标准结构，以此来保障不妨碍交通。盖挖顺作法还可以对地表以下展开挖掘，增加设横撑。依照由下至上的顺序，完成工程的主体结构。盖挖逆作法是在深基坑的维护结构与中间桩在地表面由上至下作业。盖挖逆作法多选用地下连续墙或者是帷幕桩，对深基坑维护结构展开施工。利用主体结构本身的中间立柱，能够大大减少工程项目的造价。
3、地铁深基坑支护的主要类型
3.1悬臂式支护
悬臂式支护结构是依靠无支撑的悬臂围护进行支护的结构，主要利用支撑入土的嵌固作用与结构自身抗弯刚度来控制变形及保持平衡。悬臂式支护适用于土质好、深基坑深度较小的状况。
3.2土钉支护
土钉支护是利用土钉、土体以及喷射混凝土面层三位一体形成的一种支护结构，这种方式能够有效减轻土体松动现象，保持边坡平衡。当前，土钉支护结构已经在我国得到了广泛应用，主要适用于粘性土质或者距离地下水层较近的深基坑支护。
3.3拉锚式支护
拉锚式支护主要由地面拉锚与锚固定体两部分构成，其中，地面拉锚结构主要负责挡土，锚固定体用来保持锚身平衡。
3.4复合土钉支护
复合土钉支护是在土钉支护的基础上增加了锚杆与桩基础的组合系统，解决了土钉支护在土质松散、软榻地域无法保持平衡的问题。
3.5三合一墙支护
三合一墙支护形式是地下连续墙的另一种说法，由于地下连续墙集防水、挡土与负重三种功效于一身，故而被称为三合一墙。三合一墙通常与内支撑组合使用，可以在最大程度减轻深基坑对周遭建筑物产生的影响。
4、地铁深基坑支护与开挖施工中的注意问题
4.1建筑物沉降变形
在深基坑施工过程中，由于施工地域不同，土质各异，对于浅层基础建筑物会产生不同的影响。笔者通过对粘土、砂土和填土对于建筑物沉降变形所产生的影响进行了比较，结果如下：浅基础建筑物下层土体为砂土时，建筑物沉降变形达到了最低点，主要是由于砂土自身具备一定的蓬松性，在建筑物产生沉降的过程中，砂土会累积到建筑物两侧，对建筑物形成加速沉降的推力。浅基础建筑物下层土体为填土时，沉降变形最小，主要是由于粘土自身具有较强的黏附力，有效阻隔了建筑物的进一步沉降。当浅基础建筑物下层土体为填土时，建筑物沉降变形曲线下降最快，这是由于填土自身的黏附力较弱，且强度较低，在承载建筑物的过程中，无法给予有力支撑，这也表明三种类型的土质中，填土最易导致建筑物沉降变形。
4.2支护结构刚度的影响
笔者在实践中得到以下结论：地下土体为砂土的建筑物沉降变形状况得到了一定的改善，但是沉降曲线仍较为平缓。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆地下土体为填土的建筑物沉降变形状况得到了最大程度的改善，下降程度提升了大约21%；而地下土体为粘土的建筑物沉降变形状况几乎不受地连墙提高了刚度的影响。由此可以推断出，地下土体为填土时，建筑物对于地下连续墙刚度的敏感度最高，地下土体为砂土时，建筑物对于私下连续墙刚度的敏感度次之，地下土体为粘土时，建筑物对于地下连续墙的敏感度最弱，基本为零。因此我们也可以推断出，在深基坑工程施工过程中，采用的地下连续墙的刚度强弱与否要与周围建筑物地下土体性质相适应，不能盲目增强地下连续墙的刚度，这样不仅会对固定周围建筑物无法产生效果，还会造成成本的浪费。
5、深基坑施工风险分析
5.1 围护结构以及边坡出现渗漏现象
在地铁深基坑施工的过程中这是一种最为常见的现象，这种现象主要是在饱和土的变层处发生，而且不管是在施工的过程中还是在后期的使用过程中都会出现这一现象。一旦发生这种现象，就会导致出现边坡的塌陷以及边坡的局部失稳。从目前的数据显示，大部分的深基坑事故都是因为这种原因。
5.2 基坑边坡滑移现象
在深基坑的施工过程中如果没有使用支护放坡技术，就会使边坡的土体因为缺少承载力而出现失稳，进而导致滑移现象。
5.3 地面开裂、塌陷现象
这种现象出现的原因主要是由于上面两种情况造成的。一般而言，在深基坑的施工过程中会借助坑内降水的方式来避免出现塌陷。但是，如果当地的水层失水比较严重的话，地表的软土层就会因为失水问题而出现大面积的沉降。
6、地铁深基坑施工要点控制
6.1 确保工程设计科学合理
一份科学合理的设计图纸是确保工程质量以及提高施工效率的基础和前提，因此这就要求我们的设计人员首先要以认真负责的态度来对待这项工作，其次还要通过不断的学习和培训来提高我们的设计水平。当设计人员在确定设计方案的时候，要对多种方案进行比较，从而能够分析出其中优劣，选择出最为优秀的设计方案。除此之外，作为设计人员不能长期坐在办公室进行“幕后操作”，在适当的时间应该到施工现场考察，将自己的设计方案和现场考察的结果相对应。如果发现图纸不合理的地方或者施工现场与图纸不相符的情况，要及时的进行分析改正，保证施工顺利完成。
6.2 严格审查施工方案
在技术工作人员和相关专家把施工方案确立后要由监理单位以及建设单位进行审查。在审查施工方案的过程中要考虑施工企业所现有的资源是否与施工方案相匹配。假如在审查过程中发现施工企业的现有施工资源跟不上施工方案的要求时，施工企业要立即做出相关方面的书面说明。此外，对施工材料的准备工作也是一项非常重要的内容，如果人力、物力不全就开始施工不但会影响施工工期还有可能造成安全事故。
6.3 做好深基坑施工的风险分类
深基坑施工风险管理体系的基本单元是由施工、监理、勘察、设计、建设以及第三方监测等单位构成的。通常依据深基坑施工过程中风险的来源，将其主要分为主观风险以及客观风险两类。主观风险主要指的是施工单位对风险的预防以及应对不到位，比如，对施工区域没有提前进行现场勘查导致设计出现不足；监理单位技术水平不够、经验不足等。对于客观风险，就是指施工区域的地质，水文条件复杂，在施工的过程中会受到周边的建筑物以及管线的影响。
6.4 围护结构作业
围护结构作为深基坑开挖支护体系的基础，同时也是对工程质量和工程安全性一种最好的保障。如果围护结构不符合各方面要求，深基坑工程的质量和就无法得到保障。因此在进行施工的过程中，我们要严格的按照工艺要求进行施工。一般而言，在施工的过程中要根据相关标准对施工的每一道工序进行严格的质量检验。除此之外，还要对围护体系每一个施工细节进行严格的控制。实践证明，只有严格的按照工艺要求进行施工才能保证不会因围护结构的变形而对深基坑的开挖产生影响。
6.5 有效的基坑降水
一般而言，在地铁深基坑的施工过程中都会涉及到基坑降水，而且如果遇到承压水还要设置专门的装置进行承压。只有这样，才能确保当围护体系关闭之后深基坑内的水使得坑内土体的强度增加，以便预防深基坑出现变形的情况。总体来看基坑降水的效果对基坑是否产生变形有非常大的影响。因此，在进行基坑降水时要对抽水量严格的把握，保证水位在一个合适的高度。
6.6 土方的开挖与支撑
对于土方的开挖以及支撑要防止出现“寸空效应”，此外还要按照正确的开挖顺序进行施工，只有这样才能既缩短开挖时间又能保证施工质量，降低累积变形的效果，实现开挖目标。另一方面，要合理的安排结构以及挖土施工这两方面，确保施工顺利进行下去。有经验的知道在施工的过程中要严格的把握施工节奏和时间，只有合理的搭配才能保证施工高效进行下去。在这一阶段对施工过程中存在的风险进行及时的评估也是非常重要的一方面，根据评估情况合理的调配，以便能及时的应对各种突发状况。
6.7 做好深基坑的远程监控
在传统监测的基础上对深基坑进行远程监控，通过网络传输将基坑的变形情况展现到屏幕上。这种监测方法可以直观的将基坑的变形情况反映出来，是信息化时代的一种新的施工方式，这在确保施工过程的安全性方面有重要的作用。监测内容主要有地表沉降、支撑轴力等。通过远程监控传回来的数据，一旦发现监控数据有异常就可以及时的采取对应的措施，对基坑的变形进行控制，保证基坑的安全性。
结束语
综上所述，在地铁深基坑开挖的过程中存在着很多的风险因素，如果处理不好就非常容易造成安全事故。因此，在施工过程中为了保证工作人员的安全性就要对施工过程中存在的风险问题进行仔细的分析总结，根据分析结果进行有效的防范和控制，确保施工顺利高效地进行下去。只有这样才能确保深基坑开挖过程中的安全性，保证施工顺利进行下去。
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论文作者:黄冬生
论文发表刊物:《基层建设》2017年第21期
论文发表时间:2017/11/1
标签：深基坑论文; 建筑物论文; 过程中论文; 基坑论文; 地铁论文; 结构论文; 风险论文; 《基层建设》2017年第21期论文;