常州地铁市民广场站深基坑施工安全控制探析

吴平国

【摘要】通过对常州市地铁市民广场站深基坑工程安全管理经验的介绍，详细阐述深基坑施工中土方、降水、支护、监测等地铁深基坑安全管理的控制重点。

【关键词】地铁；深基坑；安全；监控

1、前言

近年来，随着高层建筑、地铁工程的快速发展，深基坑施工的安全风险问题也日益突出。部分深基坑工程由于基坑失稳、周边建筑沉降、滑坡等事故造成了严重的人员伤亡和财产损失。本文将通过我公司承建的常州市民广场站深基坑工程施工经验，详细探讨深基坑施工安全监控的重点。

2、工程概况

市民广场站位于常州中心城区晋陵中路与锦绣路交汇口处。市民广场站为岛式站台地下二层车站，双层三跨钢筋砼框架箱形结构。标准段基坑开挖深度 16.8m，端头井基坑最大开挖深度18.6m。车站采用明挖顺作法施工，主体基坑采用地下连续墙围护，设四道支撑，第-道钢筋砼支撑，其余均为钢支撑。

本工程第Ⅰ层承压水主要埋藏于第⑤1、第⑤2、第⑥4a、第⑧2层粉土、砂土中。第⑤层中的承压水稳定水位埋深为7.28m（相应标高约-2.89m），第⑧2层承压水稳定水位埋深为8.52m（相应标高约为-4.13m），第⑥4a层中的承压水稳定水位埋深为5.07m（相应标高为0.2m）。第Ⅱ层承压水主要埋藏于第⑨4层砂土中。

3、基坑施工安全控制

深基坑工程除了考虑施工本身的安全性外，周边环境、水文地质、结构设计、管线分布、降水、开挖等因素对施工安全造成的不利影响也非常突出，所以深基坑工程的安全管理必须重视其复杂的系统性。在对常州市民广场站安全控制中，施工准备、降水、开挖、支护等四项工作尤为重要。

3.1施工准备

3.1.1围护结构设计

围护结构的设计是基坑安全的第一道防线。市民广场站在选择围护结构形式的过程中首先采用深度为30m的地下连续墙，该设计方案未能截断地下第二层承压含水层，整个基坑存在突涌的风险。在设计优化的过程中，设计者充分重视了地下水的安全因素，将地下连续墙加深至40m，彻底切断了第二承压含水层，并将地连墙底封在了不透水的粘土层中，极大的降低了基坑安全风险。

3.1.2 地下管线保护

地下管线是城市的生命网，在中国城市建设中并未像西方国家那样建设地下管廊，地下管线错综复杂，为深基坑工程带来了诸多不利影响。因地下管线保护不到位、在对管线尚未探查清楚的情况下贸然施工所造成的停水停电、人员伤亡、通信中断等事故并不少见。本工程在对于管线的保护主要从以下几方面着手，1.联合各相关单位进行管线交底，并签署管线保护协议；2.设专人负责管线保护事宜，对于施工场地内的管线一一核实，并在地表表明具体位置；3.将管线分布情况以交底形式下发至机械手，施工中专人监督。

3.1.3 应急预案

深基坑工程具有一定的不确定性和危险性，为能够高效地处理突发事件，施工单位应编制应急预案，并按照预案储备应急物资和演练。在工程实践中，我们将应急预案组织专家评审，听取各方意见并不断完善。应急物资应做到常备不懈、不得挪用，在预防事故的基础上，抓好救援的各项准备措施，一旦发生事故及时实施救援。

3.2基坑降水

降低坑内土体含水量，可以提高坑内土体的抗剪强度，减少坑底隆起和围护结构的变形量，防止坑外地表过量沉降。同时，可以提高开挖过程中土体稳定性，防止流砂、土层纵向滑坡等现象的发生。所以说，基坑降水是深基坑工程的重中之重。

常州地区地下约5m至13m范围内为砂性土，降水效果非常理想。但是，该区域范围外为粘性土，降水效果不好，开挖时尚无明水，但是经过些许时间便有地下水渗出并形成基坑积水，对施工造成了一定的影响。

本工程标准段底板下5.9m即是承压水层，该承压水层已被地下连续墙隔断，应为普通潜水。但考虑到地下连续墙存在大面积渗漏的可能性，则仍然存在突涌的风险。为此，在降水井布置时按照存在承压水的情况考虑，设置了5口降压井，观测降压井水位变化，及时采取降压手段保证基坑安全。

3.3开挖及支护

土方开挖不当，极易造成滑坡、塌方等事故，若土方冲跨基坑的支撑体系，将导致基坑整体性失稳。市民广场站土方开挖遵循“分层、对称、限时、不超挖”的原则，杜绝了土方滑坡的可能性。

围护结构的变形是允许的，但是必须对其变形进行控制，让其在可控的范围内达到变形的稳定。市民广场站在实际施工过程中，每块土方从开挖至支撑架设完成的总时间控制在24小时内。土方开挖必须严守对称的原则，一是方便钢支撑的架设，二是保证围护结构变形的对称性，使围护结构受力均匀。超挖所造成的围护结构变形是不可逆转的，在这种情况下，唯有杜绝基坑的超挖，才可以确保基坑的稳定。

地下连续墙施工的质量缺陷可能导致涌水、涌砂风险，若采取事后控制的方法，处理难度将陡然增加，造成严重的经济损失和安全隐患。为此建议采用“掏槽检缝”的方法，做到地连墙漏水早发现早处理，从而保证了各个作业面的安全。

4、围护结构信息化管理

深基坑工程中，精准掌握监测土体、围护结构、水位的实际状态，可为基坑安全提供科学依据，避免基坑安全防治措施的盲目性。利用先进的监测设备，第一时间发现围护结构异常变化，及时采取措施可以极大的提高基坑的安全性。在对市民广场站的施工过程中，我们注意到以下几个方面的监测数据对安全管理有很重要的指导意义。

4.1墙体深层水平变形监测

墙体水平变形采用在墻体中埋设测斜管，用测斜仪进行检测。通过测斜，准确掌握地下连续墙墙体的水平位移和变形的发展趋势，确定围护结构的工作状态。本工程测斜管每隔20m～25米布置一个，共计22个测斜监测点，测斜管深度与地连墙等深，为38m～40m。

在对市民广场站地下连续墙测斜管的监测过程中发现，位于基坑西侧的CX5监测点累计变化最大，达到9.35mm，该处地连墙编号为W15，该地连墙在施工过程中存在缩孔的现象，基坑开挖后发现该处墙面凹凸不平，存在多处漏筋的现象。墙体的刚度明显低于其它地连墙。但是距离25mm的报警值仍然差距较大，可见地下连续墙在作为围护结构中的刚度、整体性的优势。

4.2周边地表沉降监测

为监控基坑开挖施工对周围土体的影响范围，在基坑四周布设地表沉降剖面监测点。

市民广场站地面沉降异常数据出现在基坑西侧D8-1监测点，该处监测值达到14.6mm（隆起变形），报警值为10mm。经过调查，主要原因为毗邻市民广场站的某建筑工程深基坑施工所引起，该工程立即采取垫层封底后，数值趋于稳定。施工监测很好的发挥了“眼睛”的作用，指导现场问题的处理，确保了施工安全。

4.3坑外水位监测

基坑外水位监测主要是检验地连墙止水的效果，重点对地下水位变化情况进行监测。包括坑外微承压水位监测和潜水位监测。

市民广场站基坑北端头SW6监测点水位曾累计变化1.35m，超过1m的报警值，存在地连墙漏水的可能性，继续加大降水可能引起地面的沉降。所以，在对该处施工时严格执行“掏槽检缝”制度，及时采取堵漏措施，确保了该处施工的安全。

结语：

本文通过对常州市市民广场站深基坑工程在安全监控方面的系统介绍，主要从深基坑安全管理要素、信息化指导两个大的方面，系统性的介绍了深基坑工程安全管理的重点。可以看出深基坑的安全管理涉及领域较多、周期长、覆盖面广，设计、施工准备、土方开挖、降水、支护均是深基坑工程的管理重点。目前，全国很多二三线城市正在积极发展地铁工程的建设，本文介绍的深基坑监控方法可以在其他类似地铁车站工程中推广和发展，形成更加完善、高效的安全管理体系。

参考文献：

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