地铁深基坑施工风险与控制策略分析研究

赵康 程哲

摘要：近年来，城市化进程不断推进使得城市交通压力增加，地铁以其方便快捷等优势已经成为人口密集城市主要交通工具。我国地铁建设目前大多使用基坑施工方式，该种施工方法受地质环境影响较大，且作业难度大、风险高、安全隐患难以预测。因此，如何对施工全过程进行风控尤为重要，本文以某工程建设为例，对地铁深基坑施工风险与控制策略进行分析，并提出相应解决方案。

关键词：地铁工程;深基坑施工;施工风险;控制策略

1 工程简介

某工程项目全长156m，深24m，底下三层为岛式结构，基坑采用围护桩加钢支撑与混凝土支撑形式。由于项目位于城市内部，因此选择半盖挖顺作工法，区段位于富水地区，需要进行基坑降水，这可能会导致地面沉降、裂缝、建筑基础下沉等现象，对地基结构和周边建筑带来严重影响，因此在深基坑施工过程中面临较大风险。

2 地铁深基坑施工面临的主要风险分析

2.1 地质风险

在工程前期的勘测阶段，所获信息数据可能出现与现实不符的情况，这便会导致工程设计方案存在偏差，而对于地铁深基坑 施工来说这些偏差可能带来难以估量的后果。工程设计环节会存在地面工作未完成的问题，使得地下勘测作业无法顺利开展，并且地下的环境较为复杂，勘察点有限无法全面勘察出施工区域具体的地质信息。所以，地质勘测单位需要进行设计与工程招标。目前建设领域的市场竞争日益严峻，投标单位可能会为了节约资金成本而要求施工单位承担地质风险，这本身便会提高地质风险的形成，并且岩土工程很多环节的风险因素常常难以规避，如岩土介质变异性及力学性模糊等，都可能会导致施工风险的形成。

2.2 沉降风险

由于该工程为富水区域，而地铁深基坑施工又是出于地下，因此很有可能会在施工期间导致周边建筑物沉降等问题，若建筑 物沉降问题较为严重，还可能会导致无法修复性的破坏。在施工环节汇总，引发沉降缝线的因素一般有以下几点：（1）深基坑施工支撑操作不到位。若支撑操作不到位或不及时，可能会使土压力无法实现平衡，导致围栏结构鼓胀问题，引发周边建筑沉降问题;（2）基坑降水所导致的基坑外地下水绕流。地下水绕流会是基坑外部土体固结沉降，形成建筑物沉降问题;（3）深基坑围护结构存在问题。若深基坑围栏结构深度不足，那么基坑围护结构则无法达到透水层的目标深度，无法对坑内外地下水起到隔绝效果，导致基底隆起，局部建筑沉降。

2.3 基坑底部涌水

涌水是因为深基坑中的水位和坑外水位存在一定高度差而形成。基坑底部涌水问题多在地下水位较高及降水措施不合理等位置出现，若道路开挖施工存在不当操作、地质勘探不明、设计方案变动等现象都可能会导致基坑底部涌水或涌砂問题，导致基坑周边土体结构稳定失衡，结构受到破坏，容易引发各种事故。对于基坑底部涌水问题来说，需要在开挖之前确保降水工作的合理性，并做好排水处理工作，在施工现场准备好沙袋用作预防，当涌水或涌砂现象产生时能够及时进行注浆操作，在解决涌水或涌砂问题后才能继续之后的施工作业。若涌水涌砂问题较为严重，则需要向基坑中回填土壤，以此来控制风险。

3 地铁深基坑施工风险的控制策略

3.1 强化过程控制

在地铁深基坑开挖期间，需要重点做好以下几个方面的控制工作：

（1）基坑开挖过程中包括无围护结构的放坡以及有围护结构的基坑，和地下水控制都要进行严格监管。对于基坑开挖来说，设计人员需要结合围护模式和基坑的深度、地质环境、温湿度条件、施工工艺等条件制定科学合理的基坑开挖规划方案，方案中需要包括分层开挖深度及流程、降水排水措施、质量控制措施、支护结构欺龄、建筑保护措施、管线保护措施等。因此针对围护系统 也要控制好其中的细节，保证围护机构在之后的开挖过程中不会出现沉降、形变、渗漏问题。

（2）基坑边缘堆置土方和建筑材料，或是在边沿处设立便捷通道，通道与基坑边缘的距离需要在3m以上，弃土堆置的高度不能高于1m，同时设计明确的荷载值，软土地区不可以在基坑周边堆置。

（3）施工期间所用的设备不管是停放还是运作都要保证平稳性，对坑顶周边的振动荷载进行严格控制，大型施工设备需要与基坑保持合理距离，根据设备的重量和基坑支撑力等条件计算获得间距距离。施工设备及运输设备不能在开挖期间碰触围护结构和止水帷幕。

（4）在利用设备进行开挖施工时需要保障坑底土地原结构，在基坑底部和坑壁上留余 300 ～ 500mm 的土层，并设计集水坑，利用泵将坑底的积水抽出。若出现基坑超挖问题则不能虚填，需要将松软土体尽数清理，之后通过原状土利用分层夯填法进行土方回填。

（5）深基坑开挖到底至垫层底板施工之前都是风险问题的高发节点，所以需要尽快完成工程建设避免基坑的长时间裸露在外，规避雨水冲刷和其他影响，及时清底验槽，之后还要浇筑一层混凝土进行密封垫层需要保证对基坑的填满密闭，需要重点保证施工过程的安全性。

（6）土方开挖和支撑需要根据有关标准开展，开挖流程也要重点设计，尽量降低开挖所需时间，避免变形累积，合理安排结构施工和挖土施工的时间与位置，确保有效支撑预加轴力等。

3.2 加强深基坑施工技术与管理

由于地铁深基坑施工具有明显的技术要求，所以施工技术水平成为了影响施工风险的重要条件。技术管理在一定程度上决定了工程建设效益与安全保障能力，影响工程的开展质量。利用施工技术管理来加强深基坑工程的施工质量。当前我国深基坑施工逐渐步入了自动化时代，积极引进各种先进设备与技术工艺，这也是深基坑施工技术在不断提高的一种表现。只有通过先进技术的应用，才能进一步发挥设备的心更难，使得施工过程变得更加稳定且高效，降低施工风险的形成概率。地铁深基坑工会曾大多都需要通过先进的管理理念以及技术工艺来实现基坑开挖期间的风险控制，确保工程能够更加稳定的推进，提高工程建设的综合效益。经过不断的实践能够得知，管理人员的技术管理能力也决定了风险形成的概率，影响了地铁深基坑施工的工期与质量，为了进一步提高项目管理力度。

3.3 基坑监测

（1）在基坑开挖期间或开挖到一定深度时，土体可能会存在形变问题，支护结构的内力也可能出现变化。基坑的施工风险可能碎石出现，所以对施工风险进行动态化监测至关重要，需要贯彻基坑开挖施工的每一个环节;

（2）需要对所有基坑施工都进行严格监测。监测项目的选择不仅决定了整个工程开展的效率性与安全性，同时也影响了项目的经济效益，监测项目的增加会提高成本投入，但若是过度忽略监测工作，则可能会带来更为严重的后果;

（3）结合深基坑工程事故的全面调查能够得知，在工程事故形成之前可能会存在一定预兆，若能够通过基坑监测工作来及时发现这些预兆，便能够有效控制意外的发生，避免意外事故 带来的安全及经济损失;

（4）极可能中或周边具有地下水管、煤气管时，需要进行重点监测。若地下水管或煤气管破裂，那么很有可能会直接影响施工人员的人身安全，所以在施工前就要明确低下管线的类型与分布，便于后续的监测控制。

4 结语

由于地铁深基坑开挖施工会面临复杂的施工环境和影响因素，因此在施工开展中会面临各种施工风险，对此需要管理人员提高风险管控意识，对可能出现的风险进行预估并制定应急方案，严格按照风险点进行管控，确保地铁深基坑施工期间的安全性，避免施工风险的形成，为整个工程的顺利实施提供稳定安全的条件。

参考文献：

[1]冷学岩，阳进.地铁深基坑施工风险与控制策略分析[J].价值工程，2020，39（09）：154-155.

[2]粟武.地铁深基坑施工风险及控制策略分析[J].住宅与房地产，2019（09）：216.

1.上海同济工程项目管理咨询有限公司 200000;2.宁波市政工程建设集团设计院（杭州分院） 310000