地铁车站深基坑支护技术措施

地铁车站深基坑支护技术措施

作者：郭高杰

来源：《硅谷》2012年第20期

摘要： 地铁深基坑支护施工方案的可靠性和施工质量不仅直接影响土方开挖、车站主体结构施工阶段的人员、财产安全，还会影响周边构筑物和各种地下管线的安全。随着近年来我国地铁工程的大规模建设，车站深基坑施工技术的重要性日益凸显。分析当前车站深基坑支护存在的安全问题，提出深基坑支护设计、施工中的应注意的事项和预防措施。 关键词： 地铁工程；深基坑；支护技术 0 引言

近年来我国城市轨道交通建设速度迅猛，迄今为止，已有10个城市开通了31条城市轨道交通线，运营里程达到835.5公里。近期，国务院又批复了22个城市的地铁建设规划，总投资达8820.03亿元，预计到2015年，全国地铁运营总里程将达3000公里。地铁车站较多设置在地下，车站深基坑施工是地铁施工的重大危险源之一，近年来上海、杭州、深圳均发生过较大影响的基坑坍塌事件，基坑施工造成周边房屋开裂、路面开裂、管线下沉超标的事件更是层出不穷，造成了不良的社会影响。

地铁深基坑支护虽属临时性工程，但其深度较深，有些深度站甚至达到30米以上，支护施工方案的可靠性和施工质量将直接影响土方开挖、车站主体结构施工阶段的人员、财产安全，由于地铁车站多设置在城市繁华地段，随着土方开挖引起的坑内外荷载失衡，基坑支护的质量不仅影响基坑本身安全，还会影响周边构筑物和各种地下管线的安全。 1 地铁车站深基坑工程特点及现状

地铁车站多设置在城市繁华和人口密集地段，且其基坑施工属深基坑范畴，造价高、土石方量大、有明显的地域性，不同地质条件和周边环境对基坑支护要求有很大的不同。 1）基坑周围环境复杂。车站多设置在人口稠密、建筑物密集地段，紧靠重要市政道路，周边地下管线密集，深基坑工程施工宜引起周边构筑物和地下管线沉降，尤其对陈旧的浅基础建筑影响更大。

2）地质条件复杂。地铁工程线路较长、车站深度较深，会面临多种不同的地质情况。以深圳为例，深圳地铁二、三期较多穿越垃圾土、淤泥、孤石、上软下硬地层等地段，施工难度大，不可预见因素多。

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3）基坑越挖越深。目前国内一线城市的地铁规划已成网，随着线路的增多，地下3-4层已很寻常，部分枢纽站点甚至达5-6层，基坑深度多在15-25m间，个别站点可达30m深。 4）施工场地狭小。较多车站由于施工场地狭小，不允许放坡大开挖，车站深基坑施工对支护施工质量要求较高。

2 地铁车站深基坑施工中遇到的问题

1）围护结构渗漏水造成周围地块水土流失。围护结构渗漏是基坑施工中较常见。在地下水位较高地层进行土方开挖时，如果围护结构存在缺陷，渗漏就会发生。如果仅渗漏地下水，一般及时封堵不会造成较大问题；如渗漏造成大量水土流失则会造成围护结构背后土体过大沉降，严重的会导致围护结构背后土体失去抗力造成基坑倾覆。

2）围护结构施工质量差造成安全隐患。围护结构施工质量差主要表现为围护结构（地铁车站深基坑主要采用排桩+止水帷幕结构或地下连续墙结构）施工方法不当造成夹渣、断桩或强度不足，进而影响围护结构的水平向刚度，造成重大的安全隐患。

3）随土方开挖未及时支撑造成围护结构变形过大、甚至失稳。土方开挖过程中为了出土方便或赶进度等原因，不按规范要求及时支撑的现象普遍存在，需加强施工管理。

4）车站深基坑周边地表沉陷过大。正常情况下深基坑施工随着土方开挖卸载，均会造成周围地表沉陷，但如果沉陷过大，会造成周边市政道路开裂、管线变形过大开裂、周边建构筑物倾斜甚至开裂。建构筑物变形都是其地基沉降引起的，出现较大变形后，不仅危及楼上的居民和工作人员的安全，而且也对在施的工程造成威胁。

5）基坑坍塌和掩埋。一般发生在基坑土方开挖至主体结构完成之间的阶段，随着土方的开挖，基坑内外的不平衡荷载越来越大，当不平衡荷载超过围护结构的横向承载力时就会发生基坑坍塌。

3 地铁深基坑支护应采取的主要安全技术措施

为减少地铁深基坑支护施工中出现的上述情况，应主要从加强设计管理和施工管理着手，提出几点建议如下。 3.1 设计管理

1）选择有资质的设计单位，明确设计责任人，从源头确保深基坑施工的安全，加强深基坑支护设计的审核和监督，减少设计计算错误、方案选择错误、套图等现象发生，保持良好的可追溯性。

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2）根据土的力学指标、土质、地下水情况及开挖深度等确定围护结构和支撑的组合形式。组合形式的选择既要保证围护结构在施工过程中的安全，又要能控制围护结构及周围土体的变形，以保证基坑周围建筑物和地下设施的安全。

3）设置合理的安全系数。基坑支护设计时，不能单纯为了降低造价，而降低安全系数，应充分考虑到地铁建设期间基坑周边可能出现的动、静荷载，还应考虑到气候条件变化、地震等不可抗力等的影响，设置合理的安全系数。

4）设置合理的围护结构入土深度，并根据围护结构入土深度合理设置降水井。当隔水层较浅时，围护结构宜嵌入隔水层，当隔水层较深时，应增加围护结构的入土深度，从而减少土方开挖过程中的基坑底部隆起现象发生。

5）进行稳定性验算。由很多基坑失稳事故可见，仅进行基坑支护设计或选择一个方案是不行的，还必须进行稳定性验算，以确保基坑的整体及局部稳定，特别是软土地区。 3.2 施工管理

1）编制专项施工方案。在基坑支护施工时，应编制专项施工方案，专项施工方案一般应在施工前编制，且应考虑到上报公司审阅与返回的时间和上报监理审批的时间。监理批复后应及时返回施工单位，施工单位在接到正式批复的施工方案前不得进行施工。在当前的地铁基坑支护施工中，施工方案未批复前就开始施工的情况时有发生，应当避免。

2）严格按设计要求开挖和支护。基坑开挖应根据基坑支护设计、降排水要求确定开挖方案，开挖方案需进行专家论证，确认满足要求后严格履行报批程序。软土基坑应分层均衡开挖，支护与挖土要密切配合，严禁超挖。基坑开挖过程中，必须采取措施防止挖机碰撞支撑、围护桩或扰动基底原状土。开挖过程中要尽量缩短基坑开挖卸荷的尺寸及无支护暴露时间，减少土体的扰动范围，采用分层、分块的开挖方式。

3）控制好土方开挖纵向放坡坡度。纵向放坡属临时放坡，应随挖随修整，不得挖反坡，防止在开挖过程中边坡失稳或滑坡酿成事故。

4）尽可能减少基坑周边荷载。基坑边缘堆置土方、建筑材料或沿基坑边缘移动运输工具或施工机械时，会增加作用于围护结构上的荷载。坑边堆载及移动机械等应与基坑边缘保持合理的安全距离，并且对堆载的级别进行限制。

5）做好降水措施，确保基坑开挖期间的稳定。地下水是引起基坑事故的主要因素之一，多数发生的基坑事故都与地下水有关。当场地内有地下水时，应根据场地及周边区域的工程地质条件、水文地质条件、周边环境情况和支护结构与基础形式等因素，确定地下水控制方法。当场地周围有地表水汇流、排泄或地下水管渗漏时，应对基坑采取保护措施。地下水的控制方

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法主要有降水、截水和回灌等几种形式。这几种形式可以单独使用，也可以组合使用。降水会引起基坑周围土体沉降，当基坑邻近有建筑物时，宜采用截水或回灌方法。

6）及时分析监测数据，做到信息化施。基坑失稳破坏一般都有前兆，具体表现为监测数据的急剧变化或突然发展，进行系统的监测，并对监测数据进行及时分析，发现工程隐患后及时修改施工方案，做到信息化施工，建立以施工监测为主导的信息反馈动态施工体系。 4 结束语

深基坑施工是地铁施工的一个重要组成部分，任何一个车站的基坑坍塌均会影响到整条线路的工期，且会造成重大的社会不良影响和财产损失。深基坑的支护控制应从设计和施工两方面入手，良好的基坑支护施工技术，是整个地铁工程顺利施工的前提与保证。因此，加强对地铁深基坑施工支护技术的重视与研究意义重大。 参考文献：

[1]丁士昭，市政公用工程管理与实务[M].中国建筑，2012：353-355. [2]周顺华，城市轨道交通结构工程[M].同济大学出版社，2003：116-121