地铁工程基坑施工技术要点与风险控制研究赵新建

地铁工程基坑施工技术要点与风险控制研究赵新建

安徽三建工程有限公司

摘要:地铁工程一般都在城市中心进行,这就为基坑的施工带来了较大的挑战。基坑工程施工应注意对周围建筑和环境的保护,以确保施工安全。因此,加强对地铁基坑施工的技术要点和风险控制的研究就显得十分必要。

关键词:地铁工程;基坑施工;技术要点;风险控制

1工程概况

1.1项目概况

该工程项目选址位于福州市长乐区鹤上镇云路村省道203南侧约400m,地块长约1783m,宽约238m,车辆段占地面积约31.9hm2。项目以运用部分(周月检库、停车列检库)和检修部分(大架修库、定临修库)为主体采用尽端并列式布置,段内房屋总建筑面积122849.98m2,绿化面积63975.5m2;出入段道路有两处,主出入口与道庆路连接,次出入口与现有S203省道连接;场区内设置综合楼(5层)、控制中心(5层)、后勤楼(5层)、停车列检库、物资总库、联合检修库、调机车库、污水处理站、牵引变电所、蓄电池间、易燃品库、洗车机及控制室、轮对检测间、危险品库、工程车库及材料棚、地铁公安、门卫一、门卫二,共18个单体,并设有1座长度为225.68m的50m宽的主干道(下穿通道),1座长度为172.8m的50m宽的主干道(下穿通道)和一座长度为170.6m的40m的(箱涵)。该工程钻孔桩约5万延米,管桩约54万延米,土方开挖约9.4万m3,土方回填约40万m3,水泥改良土约10万m3,级配碎石9.3万m3,1座长度为225.68m的50m宽的主干道(下穿通道)。车辆段单线铺轨总长15.478km(含试车线和出入段线)。

1.2地质概况

拟建区域地势较为平坦,地质主要以山前冲淤积地层为主,沉积年代较晚,据地方志记载近100年前该区域仍以河道、湖泊为主,从现有地质资料分析,主要地层为耕植土、素填土、杂填土、粉质粘土、淤泥质土、(含泥)中粗砂、(含泥)卵石、(含砂)粉质粘土、(含泥)砾粗砂、强风化花岗岩(砂土状)、强风化花岗岩(碎块状)、中风化花岗岩、微风化花岗岩、局部地段存在孤石及风化核,桩基施工时应引起充分注意。场地内尚未发现有较大的区域性断裂从本场地通过,盆地趋于稳定而略有上升,近期垂直变幅较小,处于相对稳定状态,本分区未发现明显断裂迹象。

2地铁工程基坑施工技术要点控制方

2.1基坑围护支撑体系

地铁深基坑支护方式主要有围护桩+支撑、地下连续墙+支撑、喷射混凝土+土钉等几大类,其中最广泛采用的是围护桩+支撑。在采用这一支护方式时,需要根据土地环境、土地压力、地下水位等情况确定围护桩类型和规格。围护桩施工常常采用人工挖钻、冲击钻、旋挖钻等技术。冲击钻、旋挖钻对地质要求较高,在软土地层中成孔的难度特别大,属于较落后的工艺,存在噪音大、污染严重的问题,只适用于小规模的场合。因此在城市施工中,一般都采用全套管回转钻成孔,它对地质的要求比较低,并且属于无污染技术,噪音也比较小,相对于其他两种技术有较高的优越性。钻孔施工完成以后,要进行冠梁处土方开挖施工,即将土方挖出来之后,直接采用挖掘机和大卡车把土方装车运走。在解决了这一程序之后,就要进行冠梁和砖挡墙的施工,而在挡墙实施完工之后,需要对于挡墙之外的空地用土填齐,并且牢牢撑住地面。值得注意的是,冠梁施工之前需要将钻孔柱柱头洗干净,冠梁主筋应与桩顶牢固焊接,以保证整体结构的完整性和坚固程度。要想保证基坑稳定,关键在于基坑钢管内支撑体系的完整。根据土地的压力值来测定钢管的厚度、长度等其他参数,对钢管的接角处的角度有着很高的要求,而且为了避免脚部支撑滑动,需要安装防滑装置。在施工过程中应该边挖边撑,避免开挖的深度与钢管的支撑力度不成正比,影响基坑的稳定性。

2.2开挖方法

膨胀泥岩地层开挖采取放坡拉中槽方式进行,无法放坡时采取挖机接力翻土开挖,土方开挖出土坡道不超过13%,每层开挖深度为2m,随挖随喷,开挖至钢支撑以下0.50m时架设第1层钢支撑,拉中槽方式开挖,基坑围护桩两侧各预留3m宽台阶,以便于支撑架设,台阶采用1:0.75放坡。每层台阶分3层对称开挖,分层厚度2m,开挖要求两侧均匀刷土,挖机接力翻土的方式开挖,开挖分层厚度为6m,挖机翻土至马道上,在马道上渣土装车,渣车沿马道出土。收口土方采取长臂挖机出土,如果基坑深度超过20m,可采取小挖机在基坑装土,龙门吊进行提升。土方收口阶段,西区进行第8层土方开挖,东区进行第6层土方开挖,因该阶段收口土方方量大、坡脚占压区长,开挖对支撑影响较大,本着保证基坑安全原则,收口土方采取平层收土,每层开挖深度约2m,出土采取在基坑底留置1台PC220挖机和PC120挖机进行配合收口,利用吊斗在支撑之间垂直提升将收口土方吊出,整个土方收口过程中需及时支撑架设。放坡开挖出土通道局部铺设焊有防滑钢筋的20mm钢板,保证开挖出土顺畅。

2.3基坑降水

为防止桩间渗水带出泥砂,保持基坑开挖时基底无水,在土石方开挖期间利用降水井对基坑进行降水作业,确保土方挖运时基底无水,满足施工要求。在地铁深基坑的施工过程中会涉及基坑降水,如果遇到承水压高的,还需要用专门的设备去降水。这样才可以保证地铁基坑的稳定性,才能确保当基坑围护体系关闭之后,深基坑内的水使得基坑周围土的强度增加,可以很好地防止基坑的变形。在基坑降水过程中,对于基坑降水的抽水量要严格把控,必须保证水位在一个适当的高度,这样才能保证水土不会流失,也能保证基坑的稳定性。

2.4管线的渗漏水预防措施

第一,对施工现场的井内积水实施抽排,安排相关人员对基坑开挖施工情况定期进行检查,并且做好记录,如果发现管线有渗漏的现象,要及时向相关部门汇报情况并采取解决措施。第二,加大对大型电信建筑物以及周围的重点管线的监测,每天汇报监测数据,使监测数据做到科学、全面和正确,同时由施工技术人员对数据实行认真的分析,如有问题应及时解决。

3地铁工程基坑施工风险管理与控制方面

3.1施工设计严格筛查

在施工前,应该对施工的场地进行实地的勘察,要保证现场勘查资料的真实性、准确性,经过实地考察之后结合现场的勘察制订出一套合理可行的施工计划,这是一般情况下需要遵循的步骤。然而有的公司一味地追求基坑稳定性,采取了加密钢支撑、多层支撑的方式,这样反而造成了在施工过程中可操作性较低,施工难度较大,最终不利于基坑的稳定性。为了降低基坑稳定性的风险,应该对整体的施工方案进行进一步的审核和提炼,并结合周边的环境对方案做最终的确定。

3.2项目决策采取科学合理的方法

在对地铁基坑施工的方案策划过程中,不只是需要某一方面的人才,每个领域的人都有他难以避免的盲点,而地铁基坑的施工方案的复杂性和严苛性又需要各个方面的指导,所以需要财务、技术、环境等一大批相关领域的专家共同探讨,最大限度地发挥各方面人才的专业技能、群策群力,制定出高效合理的实施方案,将工程的预算以及风险降到最低,保证工程的安全性,以及在节约资源的情况下创造最大的效益。

3.3建立健全基坑施工风险监控体系

建立基坑风险评估、风险预警的控制体系,在施工过程中要考虑到风险控制体系,严格按照风险控制体系的标准进行实施,实现它的必要性和程序化。在施工方案的制定过程中,不仅要充分考虑施工的周边环境,还包括基坑的深度与质量,考虑基坑的变形临界值等,将风险评估进一步细化。在施工过程中,通过来自各方面的检测数据,进行风险预警,并对这些风险采取一定的有效措施,防止意外事故的发生,要及时地解决问题,保证施工的安全。

结论

对地铁基坑工程施工过程中的各项事务与各个环节进行控制。通过监控与巡视,对围护结构的变形情况等做出监测,对基坑附近建筑物的变形情况做出监测,对各种可能出现的风险进行预测与预防,管理好每一道工作程序,及时地发现问题,处理问题。

参考文献

[1]郑忠.地铁工程基坑施工技术要点与风险控制研究[J].福建建材,2018(02):51~53.

[2]汤斌.复杂环境下超深基坑施工风险控制的探讨[J].福建工程学院学报,2017[1],8(S1):220-225.

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