城市隧道基坑開挖施工質量控制

摘要： 本文結合南京市快速內環東線施工現場的實際情況，通過對城市隧道基坑施工的特點、基坑開挖過程中易出現的質量和安全問題、基坑開挖過程中的監控措施等方面的分析，探討如何在城市環境下安全、有序、高效地開展隧道基坑的施工工作。

關鍵詞： 深基坑 明挖施工 監控措施

前言

隨著城市建設不斷發展，高層建筑物和市政工程（道路、橋梁、地鐵等）大量涌現，地下空間也隨之被不斷地開發利用，大量深基坑支護與施工的問題產生了，成為當前基礎工程的熱點和難點，深基坑工程具有大深度、大開挖面積等特點，從而給支撐系統帶來較大難度；在軟弱土層中開挖還會產生較大的位移和沉降，對周圍建筑物、市政設施和地下管線造成影響；由于施工工期長、場地狹窄，降雨、重物堆放等對基坑穩定性也會產生不利影響，因此，在具體的深基坑工程施工工程中，需要在合理規劃設計的基礎上，結合各個工程的具體情況，采用相應的施工技術，確保安全、按期、優質地完成工程范圍內的各項工程。

1.基坑開挖施工的特點

城市隧道工程多用明挖法施工，即采取掘開方式從路面自上而下開挖至基坑底部，由于基坑線長面寬坑深，施工時采用臺階式分層挖掘。一般城市隧道基坑寬度在30—40米，深度近20米。開挖施工過程中極易發生土體失穩而坍塌，特別在土質較差的地段更會發生質量和安全問題。在如此大體積的基坑施工中要做到保證質量和安全，監控工作責任是非常重大的。基坑開挖時，必須嚴格遵循“分區、分塊、對稱、平衡”的原則，必須遵循“先撐后挖”的原則。

基坑開挖常采用放坡式，土方分層（每層約3－3.5米）按縱向分段、橫向分塊、水平分層；先挖中間，后挖兩側，以臺階式整體自上而下逐步推進。要做到邊開挖邊進行坡面防護，并保證坡度≥1：2。在土方開挖至一定深度即達到支撐底標高后及時架設支撐，以減少基坑開挖期間無支撐暴露時間、寬度和深度，以防止土體坍塌。開挖過程中必須保證按“先撐后挖”的原則實施，做到“隨撐隨挖，支撐超前，挖土緊跟”，支撐安裝與土方開挖同步交互進行。一般支撐使用鋼管（單管或雙管），基坑深度較大時，鋼管支撐有3－4層。鋼管支撐裝配時必須保證長度與基坑寬度適當，支撐軸線適中，使支撐與墻面垂直，位置準確，以保證支撐土體的承載能力達到安全度。在基坑土質較差的情況下，也可采用鋼筋砼梁式支撐，以保證支撐的強度和穩固性。

基坑開挖前還必須做好降水措施，根據設計要求，管井施工在支護樁完成70％后就進行，在基坑開挖前兩周進行降水，使土體開挖時可達到相當程度的排水固結。開挖前，在基坑兩側挖出應力釋放溝，將基坑兩側的應力先期釋放，為鋼圍檀施工和支撐架設作準備；施工中還要充分準備好排除基坑積水排放措施，確保基坑不積水、不泡坑，保證基坑能連續開挖，高效出土。

基坑開挖前要做到各種施工機械（挖掘機、推土機、自卸車等）設備完好、品種齊全配套。此外，還要考慮設置土方施工便道和鋼支撐施工便道，使其連接成網，平整固化，便于供出土。

土方開挖和支撐應嚴格按照施工方案按順序進行，以確保基坑穩定和周邊建筑物的安全。

2.基坑開挖施工中易出現的質量和安全問題

在基坑開挖施工過程中，由于多方面原因造成不確定因素很多，如：基坑周圍條件復雜，鄰近的建筑物、構筑物、道路及地下管網設施等都對基坑開挖嚴重干擾；由于地質資料有限，設計計算的土體側壓力和支撐結構簡化模型與工程實際往往不夠一致，對土質參數的選擇，其準確性難以檢驗，且在開挖過程中，側壓力和支撐力還有變化；在施工過程中由于連續降雨或暴雨致雨水沖刷、浸泡及地下水滲透造成土體塌方；基坑邊堆載時有變化，且不可確定。因以上種種原因，都可能對基坑開挖在質量和安全上產生不同程度的影響，使基坑開挖產生各種風險和發生各種問題，如：

2.1邊坡失穩造成滑坡

由于基坑內降水未控制好，未達到固結土體的要求；基坑內排水系統不夠完善，致排水不暢或雨季對雨水未及時抽排等，將可能造成邊坡失穩。

2.2出現涌水涌砂

在開挖過程中可能由于支護樁間隙過大等薄弱環節出現少量滲漏情況，未及時處理致滲漏點擴大，可能造成涌水涌砂。

2.3基坑底部隆起或沉陷

由于基坑內外水位差較大，降水等引起土體失穩；或開挖至底部時，未及時采取措施，致超挖或未及時鋪設砼墊層等造成。

2.4基坑橫向支撐失穩

由于支撐安裝或施加軸壓力不當，可能使支撐失穩。

2.5基坑旁建筑物沉降或發生裂縫

由于基坑開挖造成土體變化及建筑物質量等問題，可能造成建筑物沉裂或開裂等情況。地質條件極差處，可能發生基坑整體位移。

3.基坑開挖過程中的監控措施

3.1準備階段

基坑開挖施工前，應編制施工總體方案及對各種情況的應急措施預案；明確開挖程序、質量及安全檢查施工組織及措施；對可能出現的各種突發情況，應制訂出可預防及處理的有效措施。

3.2開挖程序

現場監控基坑開挖程序，嚴格按批準的方案實施，保證不超挖、欠挖，及時做好基坑落底標高測量及復查，監督基礎工程施工配合好，防止因基坑暴露時間過長，出現蠕變。

3.3施工階段

在施工過程中，加強巡視和檢查，落實降水和排水設施及各項施工準備工作。如發現如下情況應及時采取應急措施，即：基坑或周圍土體出現流沙、涌土、隆起、陷落等，要妥善處理確?；臃€定。

3.4支撐系統

做好支撐裝配及施工，加強鋼支撐施加軸壓力檢測，保障支撐安全，如基坑體系中個別構件出現松弛、壓屈、斷裂等，應采取措施處理。

3.5現場監測

做好基坑及其周圍現場監測工作，通過對土體支護結構等的監測，掌握土體的穩定狀態，使基坑的監控量測貫穿整個施工過程。并對監測報告認真檢查、分析、提出意見，以確?；娱_挖過程中的安全，尤其對以下幾個方面應加強監測：支護樁樁體的深層位移；基坑圈梁水平位移；地下水位監測；如基坑周圍地表出現寬度大于10mm的裂隙或建筑物出現明顯的裂縫、沉降應立即考慮處理措施。

3.6安全文明

加強對基坑開挖的安全和文明施工保證措施的檢查和落實，要求做到：基坑開挖后，基坑四周應設安全護欄；挖機操作和運行時應有專人指揮、統一信號，不得碰撞工程樁、降水井；基坑周圍不得大量堆放材料，以免增加附加荷載；對施工機械應進行保養、檢修；對車輛進行清洗，對周圍環境、道路進行清掃，防止污染市區道路，保證基坑周圍環境衛生；搞好工地治安，施工現場應掛警示牌（燈），施工人員掛牌上崗，戴好安全帽；加強用電及防火消防管理。

3.7支撐拆除

拆除支撐體系更具有特殊風險，要加強各種工況的驗算、拆除順序及應急措施。

結語

深基坑施工，特別在不斷向下開挖的過程中，應加強施工觀測，發現事故苗頭后，及時采取措施進行處理，防止事故的發生。在施工過程中，應主要采取位移觀測、沉降觀測、地表沉陷觀測、地下水位觀測和應力應變觀測，對施工過程加強監控，發現事故苗頭和隱患，及時采取措施處理。

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