淺議市政工程超長深基坑施工技術

張海波

【摘要】：隨著城市化建設步伐的加快，城市人口聚集形成的擁堵日趨嚴重，中心城市市政工程建設對地下空間的開發利用如雨后春筍般涌現。比如地鐵暗埋車站、城市下穿車行通道、海綿城市提倡的地下綜合管廊等，其基坑有著長度大、跨度大、開挖深度大、工期壓力大等特點，基坑施工的穩定可控對周邊影響尤為重要，降排水、開挖支護及信息化監測均有別于普通房建基坑，必須謹慎對待。因此市政工程超長深基坑施工技術的經驗教訓、總結分析非常具有意義。本文根據所經歷的實際工程案例（武漢市二環線XX地下車行通道，基坑長752m，寬29m，深12～16.5m；武漢市地鐵四號線XXX站，基坑長367m，寬25m，深17～25m；武漢市中央商務區XXX地下車行通道，基坑長544m，寬36～48m，深10～17m），對市政工程超長深基坑的特點、施工技術、施工控制、注意事項等進行總結，為相似工程提供參考。

【關鍵詞】：市政工程；超長深基坑施工；方法；控制；注意事項

【前言】：隨著經濟的發展，市政工程超長深基坑施工的應用范圍正逐漸擴大，其施工技術水平也日趨完善，新型的施工技術和工藝也在不斷開發中，由于超長深基坑施工本身具有較大的施工難度，因此施工單位要從組織和具體施工環節入手，加強施工質量和技術管理，保證超長深基坑工程的施工效果。

1.市政工程超長深基坑特點

1.1單個基坑體量"激增"、形狀"個性化"

城市市政工程的建設，隨著地上空間建筑物的不斷增加，地下空間資源利用越發珍貴，基坑朝著又大又深的方向發展。受原有規劃設計缺陷及既有建（構）筑物的影響，導致基坑的形狀復雜不規則，基坑狹長、弧形、緊鄰建（構）筑物等問題對于基坑的設計、施工要求更高。

1.2支護方法種類多

隨著科學技術不斷發展和施工技術的不斷進步，新方法、新工藝、新材料、新設備不斷被使用，排樁、連續墻、有支撐、無支撐、降水、截水各有特點，地區差異各有不同，自主研發、國外引用、改進創新，各種方法被廣泛使用。

1.3外部因素干擾大

在大中型城市內建設市政工程， 特別是政府民生工程等，工期緊、任務重，為了趕工，無法遵循"開槽支撐、先撐后挖、分層開挖、嚴禁超挖"的原則，增加了超長深基坑的施工風險。

1.4施工環境復雜化

首先，市政工程深基坑施工周期長、場地狹窄，從開挖到完成地面以下全部隱蔽工程，需要經歷多次降雨、基坑周邊堆載及振動變換頻繁，具有基坑安全度隨機性大，基坑風險突發性強等特點。其次，在特殊地質條件下，深基坑的變化往往也不相同。例如在軟土環境中施工，由于地質條件比較軟容易造成沉降和位移。同時在建筑深基坑施工時，一定要考慮到擾動的影響，防止施工對周圍市政設施等產生影響。因此對基坑穩定和位移控制的要求很嚴。

2.市政工程超長深基坑施工技術

2.1基坑支護

2.1.1支護形式

基坑支護是一種特殊的結構方式，具有很多的功能。不同的支護結構適應于不同的水文地質條件，因此，要根據具體問題，具體分析，從而選擇經濟適用的支護結構?；谑姓こ坛L深基坑"深、大、長"，以及城市中心施工環境復雜，對基坑穩定性要求高等特點，基坑支護方式最常見的有排樁+錨桿、排樁+內支撐、地下連續墻+內支撐。以武漢地區為例，市政工程超長深基坑支護多數采用：混凝土灌注樁+鋼（砼）支撐+止水帷幕、地連墻+鋼（砼）支撐、SMW工法樁+鋼（砼）支撐、拉森鋼板樁+鋼支撐。

2.1.2支護施工

基坑支護施工要綜合考慮工程所在地的地理條件、工程類型、基坑開挖規模、周邊環境、支護結構等因素?；又ёo施工要注重支護結構的穩定，坑體變形，并根據周邊環境條件，控制變形在一定的范圍內?？刂频年P鍵是基坑的穩定性、地面變形及地下水的控制，并要根據實際情況適時地調整方案。前述各類支護形式的施工方法在國內各大城市廣泛使用，施工技術已比較成熟，在此不多介紹。在進行深基坑支護的設計和施工時應注意以下幾點：

1） 隨著人們環保意識的加強，支護體施工時，要盡量減少支護工程施工產生的環境污染。

2） 施工場地周圍建筑物和地下管線往往限制了基坑的施工，施工時要充分考慮工程對周圍設施的影響，盡量不要影響這些設施的正常運轉，盡可能把影響降低。

3） 合理安排施工流程，使施工在有限場地和時間內運轉順暢。人員、工序調度要高效。

2.2基坑開挖

2.2.1確定土方開挖方案過程中，須詳細分析周圍建筑物、構筑物、交通要道、地下管線及地質勘測報告等資料，根據不同土質嚴格組織施工。對于膨脹土質，不宜在雨季進行開挖；對于軟土土質，分層開挖深度不應過大，應嚴格遵守開挖原則。施工過程中，須嚴格控制挖土進度及高差，施工過快極易破壞土體平衡狀態，削減土體抗剪強度，易導致土體快速滑移，造成坍塌事故。

2.2.2市政工程超長深基坑土方開挖有別于普通房建工程的方形（近似于方形或圓形）基坑采用的盆式開挖、中心島式開挖、放坡開挖等方法，城市市政工程超長深基坑多采用縱向放坡臺階式開挖或橫向側邊開挖，其開挖方法受場地及基坑自身條件影響，方法單一，開挖過程中動荷載常常無法避開基坑安全距離，存在較大風險。

縱向放坡臺階式開挖 橫向側邊開挖

2.2.3土方開挖原則

基于市政工程超長基坑的特點及開挖方式受限，其土方開挖必須嚴格按照"開槽先撐，先撐后挖，分層開挖，嚴禁超挖"的施工原則。在開挖過程中應做到 "豎向分層、縱向分段、中部拉槽、橫向擴邊"的施工順序進行，合理掌握"時空效應"。

1） 市政工程超長深基坑具有狹長的特點，且主體結構設有多條變形縫，為了滿足交通、材料周轉、節約投資等要求，應根據交通要求、主體結構型式和變形縫設置位置等情況采取分段施工。為了保證基坑安全，分段施工的端部加強和保護是關鍵。

2） 基坑開挖應從上到下、從中間到兩邊依次進行，在基坑豎向平面內嚴格遵守"分層開挖"的原則，按規范要求進行，嚴禁掏挖。

3） 土方開挖過程中，密切注意對周邊環境的保護，切實減小圍護結構的變形位移及土體的不均勻沉降。

4） 施工過程式中，避免土方開挖機械對圍護結構、中間臨時立柱碰撞破壞，機械不易清理的部位其土方由人工協助完成。

5） 基坑開挖和結構施工期間，基坑周邊2m范圍以內嚴禁堆載。并應控制20m以內的施工材料載荷不得大于20KPa。

6） 基坑開挖過程中須隨開挖隨支撐，嚴格按設計位置及時可靠地設置鋼支撐，每一工況挖土及鋼支撐安裝、預加應力時間不超過16小時，同時最后一道支撐以下挖土至墊層澆筑不超過24小時。

2.3基坑監測

在施工過程中，通過對地面和地下建筑物、構筑物各項指標的監測，確切的反映建筑物、構筑物及基坑的實際變形程度或變形趨勢，將結構變形嚴格控制在標準限值之內，保證既有建筑物和構筑物的安全；監測儀器、設備必須經過國家計量鑒定部門鑒定并且鑒定合格后方可投入使用；所采用的測試手段必須是已經被工程實踐證明是正確的、可靠的；監測手段必須簡單易行，適應現場加速變化的施工狀況；所采用的測試手段不能影響和妨礙結構的正常受力或有損結構的變形剛度和強度特征。測試方法不應該是單一的，而需要采取多種手段、監測多項內容、設置多道防線的測試方案。

3.市政工程超長深基坑施工控制

3.1施工事前控制至關重要

在工程開工前，一定要詳細的研究分析施工圖紙、充分了解施工當地的地質條件等情況。制定具有針對性的施工方案。一個科學的、合理的、具有可行性的施工方案是工程順利組織施工的最基本的前提。

3.2施工過程中的施工控制

首先土方開挖期間所產生水的降排，在進行施工降水的時候，必須要采取均衡降水，在這個過程中一定要時刻對基坑附近的地下管線、建筑物以及地表沉降進行實時監測，防止意外的發生。其次是土方分層開挖過程中一定要嚴格執行相關的步驟，"開槽支撐、先撐后挖、分層開挖、嚴禁超挖"，將實際情況與科學合理巧妙結合進行實施。第三是深基坑支護結構系統的控制。嚴把質量關，支護結構鋼筋混凝土沒有達到要求的情況下一定不進行下一道工序。建筑物深基坑施工過程中最為關注的是安全，一定要防止邊坡失穩，施工過程中一定要嚴禁大型重型車輛在深基坑附近行走，及時清理深基坑周圍的土堆等荷載，防止因為擾動而造成坍塌。

3.3檢查驗收和成品的保護

在施工過程中一定要關注質量，對每一道工序一定要嚴格檢查，及時清除周圍的危險，杜絕盲目施工。嚴格按照深基坑施工規范和驗收標準組織好分部分工程的檢查和驗收。對于已經完成的工程要采取相應的保護，防止產生擾動或者破壞。

4.施工過程中注意事項

4.1基坑土方開挖原則在深基坑土方施工前，要詳細確定挖土方案和施工組織，并遵循"開槽支撐，先撐后挖，分層開挖，嚴禁超挖"的原則。要對支護結構、地下水位及周圍環境進行必要的監測和保護。如果有不允許任何沉降及水平位移的要求時，例如地鐵車站大廳、地下室重要設備設施等，必須滿足側向位移控制設計要求，對橫向支撐的安裝質量要嚴格把關。支撐預應力的施加要按設計要求嚴格計算控制。

4.2大面積深基坑開挖時間較長，容易引起邊坡失穩許多邊坡在經過相當長的時間后突然滑動，與土的抗剪強度隨時問逐漸衰減的特性有關，加上場區排水不良，都對邊坡穩定不利。此外，基坑邊緣堆料及棄土未及時清理，均會造成基坑失穩事故。

4.3基坑長度、面積過大時，對底板混凝土采取分段邊挖邊澆筑要堅持采用分層、分塊、均衡、對稱的方式進行挖土。它不僅避免了基坑暴露期過長、基土易被浸濕或曝曬等質量問題，還解決了厚大體積混凝土澆注技術上的困難，對穩定基坑作用更大，它等于增加了一道橫撐，消除了土隆起的可能性。

4.4深基坑支護地下水處理深基坑工程的地下水處理， 主要是兩種形式，即排水或止水。采取哪種處理方式，需因地制宜，根據基坑周邊環境復雜程度而定。有些建筑物較為密集，且屬于瀕海地帶，原地貌多為灘涂，其地層情況一般為：上部多為人工填砂層（壓淤）和混有大小不一、含量不等的碎石、塊石的雜填土層，結構松散，并且與地下水有水力聯系，而填土層之下的淤泥又是軟土層，從而給深基坑支護止水造成了困難。

4.5隨時觀察挖土與地裂之間的關系，當發現挖土不凈或挖后隆起現象，必須停止挖土。如果出現地裂，可以判定邊坡的穩定已達到極限平衡狀態，這時應當檢查降水是否達到預定位置，有無地下承壓水及管涌，支護樁是否傾斜，支撐是否有彎曲等問題。如果屬于深層滑動，多屬坑底下淤泥被動土壓力不足，可采用深層攪拌或旋噴法加固基坑下土層。如果屬于支撐撓曲，有壓曲的可能，則應及時加固支撐，或增加墻后拉錨措施。如果發現承壓水，則可實行深層降水，但應考慮對周圍建筑和公共設施的影響，否則宜采用早強水泥砂漿封底方法。施工單位應及早做好設備材料準備。當遇到情況緊急時，可采用最簡單而有效的方法就是立即回填反壓處理，在任何情況下未處理完畢，不允許繼續挖土。

【結語】： 基坑支護屬于臨時工程，按照投資設計原則要求盡可能少的投入，在確定方案時，要根據工程的特點、基坑深度、地質情況及周邊環境等進行多種方案的比較。市政工程基坑與建筑基坑相比有其獨有的特點，主要表現在基坑狹長、基坑深度變化大、地下管線多以及交通影響大等方面，因此，市政工程超長深基坑支護設計和施工要根據其特點，采取合理的設計方案和施工措施。深基坑支護的設計與施工，除了保證主要施工方法、施工工序的施工質量以外，對一些細節處理必須給予足夠的重視，并提出可靠的施工方法和施工措施。如市政工程超長深基坑中分段施工、管線保護、泵房局部支護加強等細節的處理要處理得當，才得以保證整個基坑工程的正常施工?；颖O測是信息化的施工管理方法，是保證基坑工程正常施工的重要手段。在工程的施工過程中，設計、施工、監測必須緊密配合，及時掌握支護結構及周邊環境的變化及安全情況，隨時調整施工節奏，采取相應的技術措施，確?；影踩?。

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