臨近既有線深基坑開挖防護(hù)技術(shù)分析

胡晶（中鐵二十二局集團(tuán)第一工程有限公司，黑龍江哈爾濱150000）

1 工程概況

長興村2號(hào)公路橋上跨牡佳客專、既有佳富鐵路、既有糧庫專用線而設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)全橋跨徑為（5×20）m+（5×20）m預(yù)應(yīng)力混凝土先簡(jiǎn)支后連續(xù)小箱梁+（3×20）m預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支小箱梁+（3×30）m預(yù)應(yīng)力混凝土先簡(jiǎn)支后連續(xù)小箱梁+（26+34+26）m預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆連續(xù)箱梁+（30+2×25+30）m+（2×25+2×30）m預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支小箱梁，橋梁設(shè)計(jì)總長度661m。橋址范圍內(nèi)地下水類型主要為第四系孔隙潛水，主要賦存于第四系地層的黏性土及砂類土層中。水位埋深3.6m~6.4m（高程為81.17m~84.48m），水位季節(jié)變化幅度2m~3m。由大氣降水補(bǔ)給，并以地下徑流及蒸發(fā)方式排泄。

2 臨近既有線深基坑開挖防護(hù)施工技術(shù)要點(diǎn)

2.1 施工工藝

施工操作時(shí)，合理設(shè)置圍擋，注重路面清理，落實(shí)標(biāo)準(zhǔn)化施工流程，注重鉆孔樁、構(gòu)造柱施工。灌注樁混凝土應(yīng)滿足標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度要求，確保疏干井布設(shè)科學(xué)性。開挖樁頂，注重基坑放坡處理，同時(shí)做好構(gòu)造柱、鉆孔樁施工。樁頂土體、浮漿開挖時(shí)，制作混凝土擋墻、冠梁。放坡開挖至第一組混凝土支撐，間距為50cm，架設(shè)混凝土支撐。軸間掛設(shè)鋼筋網(wǎng)，并噴射混凝土，滿足基坑底部設(shè)計(jì)標(biāo)高。開挖至第二組，距離50cm時(shí)，設(shè)置第二組鋼支撐，開挖至基坑底部。樁間掛設(shè)鋼筋網(wǎng)，并噴射混凝土，滿足基坑底部設(shè)計(jì)要求。注重封堵坑底疏干井，做好混凝土墊層、防水施工，澆筑橋基承臺(tái)。

2.2 鉆孔樁與冠梁施工

鉆孔灌注樁采用C30混凝土（φ1.5m@1.8m）；樁間采用雙向鋼筋網(wǎng)噴混凝土（φ6@0.15m×0.15m）；冠梁采用C35混凝土；擋墻采用C30混凝土。為了保證既有線安全性，采用循環(huán)鉆機(jī)施工法。針對(duì)其他部位，則使用旋挖鉆機(jī)施工法。A樁長度為26m，B樁長度為25m，C樁長度為25m，A、B、C樁冠梁尺寸，均為1.2m×1.7m。

2.3 內(nèi)支撐施工

第1組內(nèi)支撐，采用混凝土支撐，截面積1000mm×1200mm；設(shè)置斜支撐，截面1000mm×1000mm。第2組鋼支撐，選用Φ 609×16鋼管。鋼格構(gòu)柱基礎(chǔ)為鉆孔灌注樁（Φ1.5m），設(shè)置鋼格構(gòu)柱共計(jì)13根，利用循環(huán)鉆機(jī)方式成孔。鋼格構(gòu)柱插入到灌注樁內(nèi)部，間距控制為3m，與灌注樁主筋焊接在一起，做好吊放處理，垂直度偏差為開挖深度的1/300。混凝土支撐、格構(gòu)柱連接部位，埋設(shè)鋼板材、焊接格構(gòu)柱。鋼管、鉆孔樁支撐點(diǎn)，以雙熱軋工字鋼為主，注重固定連接。鋼結(jié)構(gòu)焊縫應(yīng)當(dāng)滿足滿焊要求，且遵循圖紙標(biāo)注，合理控制焊縫厚度；當(dāng)圖紙未標(biāo)注焊縫厚度時(shí)，則以12cm為主。

2.4 基坑開挖

通過降水井，將水位降低至涵洞以下1m位置，之后再開挖基坑，基坑采用三次開挖法。首次開挖，混凝土內(nèi)支撐設(shè)計(jì)標(biāo)高為50cm，支撐滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，開展后續(xù)施工操作；二次開挖，滿足鋼支撐標(biāo)高50cm后，停止開挖；第三次開挖施工時(shí)，必須滿足設(shè)計(jì)標(biāo)高。針對(duì)開挖土方，應(yīng)當(dāng)運(yùn)輸?shù)街付ǖ攸c(diǎn)，嚴(yán)禁將土方堆放在基坑邊緣2m范圍內(nèi)，防止邊緣坍塌，引發(fā)人員傷亡。基坑邊緣1m位置，設(shè)置防護(hù)圍欄，圍欄高度高于1.2m，同時(shí)設(shè)置防護(hù)警告標(biāo)志，提示過往行人。基坑周邊1m范圍外，設(shè)置截水溝（30cm×30cm），在基坑最低位置，科學(xué)設(shè)置集水坑，防止基坑內(nèi)積水。使用污水泵，抽排內(nèi)積水，導(dǎo)入至排水設(shè)施。

3 基坑監(jiān)測(cè)

觀察建筑變形，掌握變形規(guī)律后，能夠?qū)ㄖ冃乌厔?shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)，及時(shí)采取措施予以整改。建筑變形監(jiān)測(cè)期間，重點(diǎn)關(guān)注沉降監(jiān)測(cè)。在本文分析中，注重討論深基坑沉降變形，按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，聯(lián)合基坑特征、設(shè)計(jì)圖紙，掌握基坑監(jiān)測(cè)內(nèi)容：支護(hù)結(jié)構(gòu)頂水平位移和沉降、坡頂水平位移、支護(hù)結(jié)構(gòu)變形、地下水位沉降、地表沉降與建筑物沉降，同時(shí)注重監(jiān)測(cè)管線位移沉降、錨索應(yīng)力與支撐軸力[1]。

在該項(xiàng)目中，基坑監(jiān)測(cè)內(nèi)容涉及基坑周邊沉降、位移。基坑四周、坑內(nèi)觀測(cè)點(diǎn)，埋設(shè)混凝土觀測(cè)樁（50cm×10cm×10cm），其他觀測(cè)點(diǎn)使用鋼釘布設(shè)觀測(cè)點(diǎn)。基坑內(nèi)外觀察，以現(xiàn)場(chǎng)觀察法為主。在監(jiān)測(cè)地表沉降時(shí)，使用水準(zhǔn)儀觀測(cè)法；觀測(cè)鉆孔樁位移時(shí)，使用測(cè)斜儀觀測(cè)法；觀測(cè)地下水位時(shí)，使用水位儀觀測(cè)法；觀測(cè)基坑回彈，采用分層沉降儀。科學(xué)監(jiān)測(cè)方式可以保證現(xiàn)場(chǎng)施工安全，同時(shí)提供數(shù)據(jù)信息參考，科學(xué)預(yù)測(cè)和預(yù)報(bào)險(xiǎn)情，同時(shí)向決策人員提交反饋信息，優(yōu)化改進(jìn)施工方案。通過科學(xué)處理措施，降低安全事故率。工程人員注重收集和編制資料文件，由專業(yè)測(cè)量人員完成現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)工作。

從基坑開挖至竣工，項(xiàng)目周邊累計(jì)沉降量達(dá)到60mm，斜側(cè)管向坑方向移動(dòng)累計(jì)4.2mm。水位不漲潮時(shí)，處于絕對(duì)標(biāo)高-3.13m~-3.16m。在漲潮情況下絕對(duì)標(biāo)高為-2.28m~-2.43m。通過上述檢測(cè)結(jié)果可知，事前報(bào)警值設(shè)置偏低，實(shí)際檢測(cè)值高，但處于可控范圍內(nèi)。基坑開挖操作中，采用了安全防護(hù)措施，并未影響基坑與周邊環(huán)境。

4 基坑施工危險(xiǎn)源識(shí)別與監(jiān)控

基坑工程危險(xiǎn)因素比較多，主要表現(xiàn)在電力危害、設(shè)備設(shè)施危害、誤操作危害、邊坡失穩(wěn)等方面。在施工建設(shè)期間，應(yīng)當(dāng)準(zhǔn)確識(shí)別和監(jiān)控危險(xiǎn)源。

按照工程地理位置、水文地質(zhì)條件，分析潛在安全隱患，同時(shí)討論重大事故引發(fā)原因，明確工程重大危險(xiǎn)源。第一，支護(hù)結(jié)構(gòu)相關(guān)事故。支護(hù)結(jié)構(gòu)存在嚴(yán)重滲漏水現(xiàn)象，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)土體流失；支護(hù)結(jié)構(gòu)施工操作不合理，極易出現(xiàn)變形問題；地面超載致使支護(hù)結(jié)構(gòu)壓力大，挖土超挖所致結(jié)構(gòu)上側(cè)壓力增加[2]；施工操作不注重支護(hù)干預(yù)，影響土體穩(wěn)定性；抗滑移驗(yàn)算錯(cuò)誤，致使支護(hù)結(jié)構(gòu)垮塌。第二，地下水處理不合理相關(guān)事故。地下水位下降速度快，致使周邊建筑沉降開裂；支護(hù)結(jié)構(gòu)上部、底部，存在明顯事故隱患；基坑周邊市政道路，建筑物沉降與開裂問題比較多；基坑坑壁漏水問題嚴(yán)重。第三，管理不當(dāng)相關(guān)事故。放坡開挖施工時(shí)，坡度比較陡峭，土坡穩(wěn)定性不足；基坑周邊荷載較高，影響邊坡穩(wěn)定性；基坑開挖速度快，使原土層平衡狀態(tài)改變，引發(fā)滑坡事故；基坑周邊停放重型機(jī)械，增加坡頂荷載，影響邊坡穩(wěn)定性；基坑暴露時(shí)間長，坑底回彈增加，對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性影響較大。第四，機(jī)械操作相關(guān)事故。鉆孔鉆機(jī)掛擋錯(cuò)誤，引發(fā)扳叉?zhèn)耸录灰苿?dòng)鉆機(jī)翻車事故；乙炔和氧氣使用場(chǎng)所火災(zāi)隱患；鋼筋冷拉場(chǎng)地；機(jī)械及觸電傷害。

在該項(xiàng)目施工中，危險(xiǎn)源包含大型機(jī)械傾覆、鋼板樁打拔、挖斷電纜。為了避免受到不良影響，需要設(shè)置硬隔離，硬隔離柵欄距線路中心5m，采用鋼管加固，防止打拔時(shí)柵欄傾倒。鋼管沿線路方向每隔3m布置一道，用卡扣或鐵絲與柵欄綁緊。對(duì)于鄰近既有線施工的大型機(jī)械，必須做到“一機(jī)一人，人隨機(jī)動(dòng)”“來車停機(jī)避讓”。列車在鄰近車站發(fā)車時(shí)，防護(hù)員通知施工現(xiàn)場(chǎng)停止作業(yè)。鐵路營業(yè)線旁進(jìn)行機(jī)械作業(yè)的駕駛?cè)藛T必須經(jīng)過安全技術(shù)培訓(xùn)且考試合格，才可上崗。鄰近營業(yè)線的施工機(jī)械作業(yè)必須滿足設(shè)備安全限界的要求，作業(yè)時(shí)要嚴(yán)格按既有線防護(hù)原則設(shè)置防護(hù)。

5 事故原因與預(yù)防措施

第一，項(xiàng)目調(diào)查階段，前期環(huán)境調(diào)查不到位，尤其表現(xiàn)在建筑物基礎(chǔ)調(diào)查、地下構(gòu)筑物調(diào)查方面。施工建設(shè)之前，注重場(chǎng)地地形，地下管線基礎(chǔ)設(shè)施分布調(diào)查，避免施工盲目性[3]。第二，工程施工中，邊坡安全屬于重要問題，當(dāng)發(fā)生安全事故后，將會(huì)引發(fā)不良后果。施工建設(shè)期間，基坑四周地面施工荷載加大，基坑超挖、降水問題，都會(huì)影響邊坡穩(wěn)定性。施工建設(shè)時(shí)，遵循標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范開展操作。派遣專業(yè)施工人員負(fù)責(zé)挖土，嚴(yán)格控制挖土深度，避免出現(xiàn)超挖問題。注重地面排水、地下水位管控，基坑周邊嚴(yán)禁停放重型設(shè)施，以免加大坡頂荷載。遵循施工順序開展分層分段開挖，確保混凝土與砂漿滿足設(shè)計(jì)要求，維護(hù)工程質(zhì)量與安全。第三，現(xiàn)場(chǎng)施工管理不當(dāng)，導(dǎo)致施工現(xiàn)場(chǎng)存在較多安全隱患。因此，注重施工現(xiàn)場(chǎng)安全管理，落實(shí)三級(jí)安全教育制度。特種作業(yè)人員必須持有技能證書，才可以操作設(shè)備機(jī)械。對(duì)于臨時(shí)用電設(shè)施與線路，必須由專業(yè)電工安裝和檢修。使用電氣設(shè)備之前優(yōu)化配置防護(hù)設(shè)施，同時(shí)對(duì)電氣裝置及保護(hù)措施予以檢查。在搬運(yùn)電器設(shè)備時(shí)，必須切斷設(shè)備電源。

在該項(xiàng)目設(shè)計(jì)中，為了維護(hù)施工建設(shè)安全性，必須關(guān)注以下問題：地點(diǎn)兩端按規(guī)定設(shè)置防護(hù)員及防護(hù)信號(hào)標(biāo)志，防護(hù)員、駐站聯(lián)絡(luò)員保持信息通暢，工地一旦出現(xiàn)險(xiǎn)情，防護(hù)人員立即通知駐站聯(lián)絡(luò)員及兩端防護(hù)員，并立即采取安全措施及時(shí)攔停在故障地點(diǎn)之外，待險(xiǎn)情消除后方可施工。按照“一機(jī)一人”的要求設(shè)置專人防護(hù)，及時(shí)通知現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)問題。嚴(yán)禁大型機(jī)械和汽車在基坑安全范圍內(nèi)行駛，擾動(dòng)基坑原狀土層。派專人定期觀測(cè)基坑、既有線側(cè)變化，當(dāng)發(fā)現(xiàn)位移問題，應(yīng)當(dāng)及時(shí)加固。

6 結(jié)語

綜上所述，在臨近既有線深基坑開挖施工中，必須做好防護(hù)處理措施，注重基坑加固與監(jiān)測(cè)。工程建設(shè)期間，合理應(yīng)用鋼支撐防護(hù)、混凝土加固技術(shù)，密切監(jiān)測(cè)施工過程。采用分層分段方式，對(duì)工序施工周期進(jìn)行管控，避免基坑變形，全面保障工程建設(shè)質(zhì)量。