基坑工程圍護結構施工及安全分析

孫祥 孟朝陽 馬駿

摘要：本文以光谷站基坑施工為背景，進行基坑圍護結構選型，校核其安全性，并對基坑施工進行安全分析。歸納圍護結構形式及施工方法，選取合適的圍護結構類型；運用模糊綜合評價法對基坑施工進行安全分析，得出本基坑工程施工的風險等級為Ⅰ級（安全），有一定施工風險，但在可接受范圍內，同時提出相應的風險控制措施，降低基坑施工風險。

關鍵詞：基坑；圍護結構；模糊綜合評價

隨著城市化進程不斷推進，城市土地資源日益緊缺，為了更為全面合理地利用有限的土地資源，人們開始注重對地下空間的開發，并逐漸意識到基坑工程的重要性，基坑的圍護結構作為其施工過程中不可缺少的一個環節，近年來也備受人們的青睞。本文圍繞光谷站基坑開挖進行分析。

一、光谷站工程簡介及施工方法

光谷站為地下二層單柱明挖島式車站，中心里程為ZK33+052.442，起點里程為ZK32+957.442，車站終點里程為右ZK33+528.842，共設4個出入口、5組風亭。光谷站車站外包總長為571.4m，其標準段總寬度為22.4m，站臺寬度是13m，車站埋深約為2.8m，總建筑面積為30237m2，其中主體建筑面積為28062m2，附屬面積為2175m2，兩站換乘公共節點總建筑面積為7648 2，主體建筑面積為5158m2，附屬面積為2490m2。

地鐵車站基坑開挖的施工工藝主要包括明挖法、蓋挖法、暗挖法三種。光谷站基坑開挖規模較大，車站覆土沿其縱向變化較大，周邊場地空曠，具有明挖施工條件，且車站擬建位置周邊規劃尚未成形，既有建筑群較少，無控制性管線，和其他兩種方法相比，明挖法更具有優勢，因此基坑開挖時選擇明挖法進行施工。采用明挖法施工，具有施工技術較為成熟、難度小、質量好、機械化作業程度高、方便高效、工期短、施工費用較低等優點。

二、光谷站基坑工程特點

通過對本工程相關資料的收集、匯總與分析，綜合考慮施工位置、環境因素、工程地質條件、水文地質條件、基坑開挖深度等因素的影響，得出本基坑工程的特點，具體如下：（1） 基坑開挖面積較大；（2） 擬建位置多為拆遷空地；（3） 開挖深度超過18m，屬于一級基坑；（4） 既有管線分布不均，但無市政控制管線；（5） 基坑沿城際鐵路流芳站站房設置，位于其站房下方；（6） 開挖范圍內的土層性質一般，包含多種性質不同的土層。

三、基坑圍護結構類型

基坑圍護結構的施工工藝的種類比較多，應用較為廣泛主要包括：鉆孔灌注樁圍護結構、地下連續墻圍護結構、SMW樁圍護結構、鋼板樁圍護結構、深層攪拌樁圍護結構等，不同的工藝有著各自的優勢與不足。根據本工程基坑的特點，對各種基坑圍護結構的施工工藝進行了分析與比較，最后決定采用鉆孔灌注樁作為擋土結構，并結合三道鋼管內支撐的支護體式。鉆孔灌注樁具有施工流程簡易、工程造價低廉、技術比較成熟等優勢，鋼管內支撐則是拼裝方便、施工快速、可以循環使用，還可以施加預應力，安全性和經濟性較好。

四、基坑工程安全分析

本文主要使用模糊層次綜合評價法對基坑施工進行安全分析，通過對本工程進行分析研究，得出對基坑圍護結構安全穩定產生影響的的因素，并根據各個因素的影響程度的不同，將遞階層次結構分為三層，建立完全獨立性結構（即上一層因素都各自有獨立的、且擁有完全不同的下層因素）進行分析。第一層為目標層：基坑施工安全（A）。第二層為準則層：環境因素（B1）；人的因素（B2）；施工因素（B3）。第三層為指標層：既有管線（C11）；既有建筑（C12）；既有鐵路（C13）；地質條件（C14）；水文條件（C15）；氣候因素（C16）；現場管理（C21）；安全防護（C22）；人員素質（C23）；施工工藝（C31）；開挖深度（C32）；材料質量（C33）；機械設備（C34）；監控監測（C35）。

五、風險控制措施

通過分析可知基坑施工過程中施工因素（B3）對基坑安全的影響最大，其次是人的因素（B2），環境因素（B1）的影響相對來說最小，但是也不能認為環境因素（B1）不重要。因此，制定相應的安全防護措施時，應當綜合考慮各個基坑風險因素的權重，抓住側重點，不忽視每個風險因素，統籌兼顧，以期將基坑施工風險度降到最低。

六、評定結論及加固方案

針對本基坑的風險因素，提出以下防治控制措施：（1） 施工單位明確工程質量的重要性，按照施工組織設計施工，杜絕盲目施工、偷工減料、刪減施工步驟等現象，

保證工程施工質量達到設計要求。（2） 加強施工現場的安全管理，編制全面的施工組織設計，制定完善的施工現場安全管理制度，配置相應的安全管理人員。（3） 加強對基坑的檢測，因為基坑深度較大，所以施工過程中風險因素較多，應當對基坑進行實時檢測，并對不規律或特殊的檢測結果進行分析與預測，提前發現安全隱患并及時處理。（4） 特種作業應該嚴格按照特種作業規范、規定進行作業，施工人員必須擁有相應從業資格，持證上崗，施工前后做好檢查與保養工作。（5） 加強對施工人員的安全教育，增強其安全意識，使他們認識到施工安全的重要性，從而自發遵守施工安全管理的相關規定。

除此之外，還包括施工人員應按要求穿戴個人防護用品、施工現場警示標志應當明顯齊全、制定現場臨時用電專項方案、現場機械與材料存放應當整齊統一、嚴格控制外來無關人員進入施工現場等等。

參考文獻：

[1]束昱，赫磊，路姍，吳月霞.城市軌道交通綜合體地下空間規劃理論研究[J].時代建筑，2009，（5）：2226.

[2]劉榮菲，孔維佳.淺談深基坑支護結構分類及拆除[J].黑龍江信息科技，2015，（35）：271.

[3]丁磊，于希平.淺談基坑支護結構的類型與設計原則[J].內蒙古石油化工，2008，（60）：6162.

[4]杜云，郝慶華. 深基坑工程現狀[J]. 焦作工學院學報（自然科學版）.2000，19（6）：475479.

[5]張曠成，李繼民.杭州地鐵湘湖站“08.11.15”基坑坍塌事故分析[J]. 巖土工程學報，2010，32（S1）：338342.

[6]廈門市建設委員會.深基坑支護技術：廈門市深基坑支護工程實例[M]. 北京：中國水利水電出版社，1999：18.

作者簡介：孫祥（1994），男，漢族，山東梁山人，土木工程學士，單位：石家莊鐵道大學橋梁與隧道工程專業，研究方向：凍土地區路基保溫材料。