谈上海地铁深基坑施工中影响工程安全的常见问题(一)

谈上海地铁深基坑施工中影响工程安全的常见问题(一)

【摘要】近年来随着城市建设的大发展，交通车辆猛增。且上海地铁基坑建设也随之向“宽、深、大”的方向发展，故地铁车站深基坑施工的安全技术问题越显突出，风险控制要求也越来越具体，难度俱增。本文就上述问题结合上海新一轮大规模地铁建设中所发现的影响工程安全的常见问题提出探讨。

【关键词】深基坑施工快速施工及时有效支撑降排水效果风险意识

0绪言

地下建筑是一种结构空间取代岩土空间的工程活动，上海软弱土层的地铁车站深基坑工程也不例外。上海建造地铁不仅要穿过密集的建筑群和纵横交叉的管线网，而被地铁工程空间取代的又是饱和软弱淤泥质土层，在这样苛刻的条件下修筑地铁车站，给我们保护环境安全和防止基坑的失稳，增加了困难，也就是说深基坑施工隐藏着很大风险性。上海地铁车站埋深一般在16～23m，该基坑工程是由地下连续墙做围护、坑内土层注浆加固和井点降水后挖土、支撑及结构混凝土等工程的组合，是一项复杂而带风险的综合性工程，其中挖土与支撑是决定基坑施工成败的关键工序，是深基坑工程的主要风险阶段。挖土是个卸载过程，是对地层破坏和扰动，破坏了土体结构的原平衡状态，引起土体内应力场的变化，它的后果是使基坑内的土体向开挖方向滑动，产生坑底土体的回弹和围护挡土结构的内移，这变化的实质也是种平衡，但是种自然的破坏性平衡，为了有效控制这种破坏性的平衡，设计采用了φ609钢管支撑措施。支撑是承受围护所传递的水土压力，来平衡主动压力，但这钢管支撑只是临时过度性措施，还必须尽快的按设计浇注混凝土结构才是永久性的平衡措施。所以说基坑工程施工破坏在前，平衡在后，变形在先，支撑在后，回筑更后。支撑总是滞后于围护的内移，因此及时而有效的支撑，是深基坑工程施工减小围护墙无支撑暴露面积和无支撑暴露时间，减小围护墙的变形，减小基坑工程风险十分重要的安全技术保证措施。

注浆加固和降水工程是上海地铁基坑工程不可缺少的技术措施，日的是通过加固和降水改变上海软弱土层的土体结构和含水量来提高土体强度，增强基坑整体抗失稳(滑坡和隆起)的能力，被动土的抗力增加，减少了围护结构的变形，有利于环境的保护。但加固和降水也存在负面效应，尽管不大，却客观存在，它们都是先破坏后加固的，地基加固有挤压扰动作用，对围护墙有外推趋势，降水产生土体干缩引发围护墙内移。这种负效应是有限的，而且加固和降水在基坑工程中相对于挖土和支撑是静止的，地层空间变化不大，挖土和支撑却在动态中进行，占了基坑工程很大的时空，因此说挖土和支撑是决定基坑工程施工成败的关键所在，是深基坑工程施工的风险主要阶段。

综上所述，笔者认为：

1采取对策

上海深基坑工程施工的安全问题要控制风险的出现，就是要可靠的防止基坑整体失稳(滑坡和隆起)，要防止支撑体系的强度破坏(支撑的偏心挠曲和撑点滑动)，采取的对策：

1．1坚持按时空效应原理确定施工参数

时空原理就是针对上海软土地层具有流变的特性，利用土在基坑开挖过程中位移的变化规律，提出的一种控制措施，具体地说对车站施工全过程按工序进行分解控制，在空间上规定尺寸大小，在时间上定下完成时限，按量化的空间和时间结合有序的操作。上海地铁一、二号线车站建设的实践证明，按时空效应原理施工是非常有效的积极的主动的安全施工措施。有了工程的安全，也就有了环境的安全，因此利用好时空效应的原理，才是根本的直接的环境保护措施。

1．2在监测数据指导下，按时空效应原理组织均衡的快速施工

快速施工是地下建筑安全施工的二大要素之一，快挖土、快支撑、快回筑，向“快”要安全。这种“‘陕，’是有序的“快”，是有准备的“快”，无序无准备的快是乱，乱要出乱子，该“快”不

快也要出乱子。序就是按工序编制施工程序和操作细则，严洛按细则操作，做到有条不紊，分工明确、落实岗位、责任到人。工序施工准备就是要有超前的意识“做一、备二、想三”(根据能力、环境、天气)。要做到有序有准备，事前要向全体施工人员进行施工方案的技术交底，这是关键也是先决条件，只有施工人员都明白了，做什么，怎么做，为何要这样做，什么时间开始做，什么时间完，好的标准是什么，如何配合?分工明确、责任到人，就可以“快”起来。简言之，要使全体施工管理人员、工人建立起对深基坑工程施工要有尽快建立起新的永久平衡概念，有保护环境的风险意识，才会自觉的去“快干”，这是一项深基坑施十分重要的管理措施。

1.3水

施工中少不了水，但水往往是地下工程工程事故的祸根，因此处理好水可称谓是地下建筑安全施工二大要素之二。降排水不仅关系到改善工人下坑挖土、修整的劳动条件，更是提高土体强度(撑力)减少回弹，减小基坑变形的措施，而且也是纵坡稳定预防滑坡的重要措施。因挖土后边坡前后出现了水位差，便产生水在土坡中的渗流，对土坡的稳定是十分不利的。要十分重视降排水的效果，降排水效果也是组织快速施工不可缺少的重要保证。因此做好基坑工程的明水疏排和暗水降排是深基坑施工十分重要的不可缺少的技术措施。

2目前在深基坑开挖中常见的不安全的隐患

2．1支撑的及时性是关键工序

目前在工地巡查中不易反映出，多数无记录、问围护墙无支撑暴露时间多长?说不清，少数经仔细询问有的是“在5～7h，多的要花19h撑上支撑”。从《监测报表》反映有的测点变形值很大，已提出了报警(有累计值，也有一天的变化值)但没见到对策措施记录。

2．2支撑的可靠性、有效性存在的问题较多

(1)较多工地的斜撑焊接无仰焊，仅有的俯焊焊缝的质量达不到要求，漏焊、间断点焊为数不少。这会引起斜撑因较大的剪力而产生脱焊的危险。

(2)几乎每个工地都有契形针(传力垫块)契人深度不过中的，42cm长的契形针，有的竟只契入5cm，形成偏心传力。造成偏心的还有单块契入和二块契形传力垫块同向契人，甚至有用三块针同向契入的。有的站采用了箱型伸缩段的活络头，这种箱型伸缩段本身有一斜面，所以只需单块契形传力垫块，但也有用了二块、三块契入，造成偏心传力。当然，也有较好的工地42cm长的传专力垫块，契人后顶端的高度都能保持不过φ609管外缘高度。

(3)支撑承压端板与地下墙不密贴，有的用铁块来垫，也出现了用木块来垫的，造成偏心：较好的工地，端板电焊了200mmx200mmx20mm的中心传力垫块，其周边又用双陕砂浆垫塞。