地铁深基坑施工风险与控制策略分析研究

地铁深基坑施工风险与控制策略分析研究
发布时间：2021-11-23T07:19:28.274Z 来源：《工程管理前沿》2021年19期作者：郭建强
[导读] 经济的发展，城镇化进程的加快，促进交通建设项目的增多。

随着轨道交通的快速发展，地下结构工程的应用领域和应用深度不断拓展，地铁深基坑工程越来越多，基坑开挖深度越来越大
郭建强
中铁九局集团第七工程有限公司
摘要：经济的发展，城镇化进程的加快，促进交通建设项目的增多。

随着轨道交通的快速发展，地下结构工程的应用领域和应用深度不断拓展，地铁深基坑工程越来越多，基坑开挖深度越来越大。

在基坑开挖过程中，开挖卸荷、基坑降水等引起的土体变形对周边建筑物、地下管线及城市道路产生了较大影响。

在地铁深基坑工程的设计和施工中，虽然根据地质调查资料进行了详细的计算，但在工程实践中，实际工程的工作条件往往因为受到土体性质、施工环境等多因素影响，与设计情况相比存在一定的差异，设计结果还不能全面、准确地反映工程的实际状态，同时，工程现场也可能出现一些偶然因素，这些偶然因素也可能导致基坑存在不稳定隐患。

本文就地铁深基坑施工风险与控制策略展开探讨。

关键词：地铁；深基坑；施工风险；基坑监测
引言
在地铁车站工程的深基坑施工中，为保证深基坑支护结构的稳固性和安全性，必须加强对其围护结构、各方向位移、邻近地下管线设施及地下水位的监测，以控制其变形的发生。

在深基坑变形监测工作中应合理选择监测点位，合理确定监测频率和监测方法，对监测数据进行科学分析，及时掌握地铁车站深基坑支护结构的动态数据，保证深基坑施工的安全。

1风险识别
为合理识别地铁深基坑施工风险因素，引入事故树分析(faulttreeanalysis，FTA)方法。

FTA方法运用逻辑推理对各种系统的危险性进行辨识和评价，不仅能分析出事故的直接原因，还能深入地揭示出事故的潜在原因，其作为一种定量与定性分析相结合的方法被广泛运用。

统计分析地铁深基坑施工安全事故132起，得出造成事故的原因有钢支撑应力不足、天气条件恶劣，以及违规操作机械等。

追根溯源，从安全事故致因角度出发，依据事故树理论和统计风险源分析建立地铁深基坑施工安全事故树。

2加强深基坑支护结构的监测控制方法
2.1地铁深基坑施工变形及沉降监测的主要目的
（1）为施工顺利开展提供及时的信息反馈。

由于土层性质的多样性和离散性，从地质调查资料获得的数据难以准确全面地反映地层的整体状况。

通过施工现场的实时监测可以随时掌握土层、支护结构及邻近建筑物等的变化情况，将监测结果与方案设计时的预估值比较，可以判断施工方案是否和预期相符，为后续工作的进一步开展提供及时有效的信息反馈。

由于地质条件的不同、施工工艺和周围环境的差异，通过现场监测结果还可以分析和研究设计计算中未考虑的各种复杂因素，为基坑工程后期设计提供重要的基础数据。

（2）为周边环境的保护提供依据。

通过对邻近构筑物、市政管线、周边道路的现场监测，还可以对方案初期的环境保护方案是否准确全面给以合理的验证分析，对出现的问题采取及时有效的处理措施，有效保护周边生态环境。

2.2沉降监测
在深基坑工程的施工过程中，工程区域周边建筑的沉降、地表沉降以及工程范围内的地下管线设施也是影响支护结构稳定性的重要因素，因此应通过几何水准法等监测方法对其进行监测。

在实际监测时先进行水准路线的布设，其前后视距差精度应达到国家二级水准要求，按照人员、路线以及仪器固定的基本监测要求开展观测工作。

测量水准时应按照事先确定的水准路线依次对各测站进行测量。

在观测前应注意复核基准点的精度，确认高程基点位置准确无误后再开始进行现场水准测量。

监测人员还应在观测前对观测仪器进行检校，以确保其精度能够达到相关技术规范的要求。

完成观测后，应详细记录各项观测数据，并利用专业软件系统完成对原始监测数据的平差处理以及对各点沉降值、高程以及累计沉降量等参数的计算分析，绘制变形曲线图以及监测报表，作为深基坑支护结构稳定性判断依据。

2.3测点布置
布设监测点时要认真分析工程支护结构形式、周边环境特点和地下水位情况，确保支护结构、周边环境对象位移或受力变化较大的部位、基坑周边的水位点有监测点控制。

我们开展监测工作的基础就是监测点的布设，真实地反映支护结构和周边环境以及地下水稳定状态的变化情况是关键。

除此之外，还要兼顾监测工作的工作量及费用，做到既达到了监测工作的目的，又节约了费用成本。

把监测点的埋设工作做好对监测目标结果的准确性、可靠性有着较大影响，因此测点应埋置牢固，并采取切实可靠的方法避免监测点受到损坏位移等，如对地表监测点加牢固的保护盖、对传感器引出的导线加保护管等。

如果监测点遭到损坏，要及时修复到正常工作状态，以保证监测数据的连续性、完整性。

另要对监测点进行编号，注明测点布置时间、类型、等级等，并在现场做好标识标牌或警告牌，警戒绳等，防止被损坏。

2.4支护结构深层水位位移监测
在监测深基坑支护结构的深层水平位移情况时，可以利用测斜仪等监测仪器，其能够对深基坑围护结构的深层水平位移进行精确测量。

根据不同的传感元件，可以将测斜仪分成不同的类型，监测时应根据地铁车站施工以及深基坑支护结构的实际情况选择相应的仪器类型。

通常测斜仪主要包括测斜管、测读仪以及测斜仪等组成部分，在实际测量时应在深基坑的支护桩、挡墙以及土体内分别埋设测斜管，通过测斜管将测斜仪伸入到待测目标内，此时可以根据引出线的瞬时水平位移量确定待测目标的深层水平位移量，为判断深基坑支护结构的稳定性以及是否发生变形等情况提供可靠的参考依据。

3地铁深基坑施工风险控制措施
3.1加强深基坑施工技术与风险管理
只有通过先进技术的应用，才能进一步发挥设备的功效，使得施工过程变得更加稳定且高效，降低施工风险的形成概率。

地铁深基坑施工大多都需要通过先进的管理理念以及技术工艺来实现基坑开挖期间的风险控制，确保工程能够更加稳定的推进，提高工程建设的综合效益。

经过不断的实践能够得知，管理人员的技术管理能力和安全管理能力也决定了风险形成的概率，影响了地铁深基坑施工的工期、质
量和安全。

在深基坑施工中，综合分析各项施工因素、构建风险评估模型，预测所存在的各处施工风险源。

随后，制定合理的深基坑施工方案，方案内包括周边建筑物及地下设施的保护措施、深基坑开挖顺序、分层开挖深度、各类施工风险的应急措施、降排水施工措施等，为后续施工活动的开展提供明确参照。

将施工现场所堆置土方、施工材料与基坑边缘保持 3m 以上的间隔距离，而在采取放坡开挖、土钉支护施工方式时，应将基坑边缘与材料堆置处的间隔距离保持在 5m 以上。

同时，将弃土堆置高度控制在 1.0m 以下，将各类施工机械设备与基坑围护结构、止水帷幕保持安全间隔距离，确保施工机械设备的停置、作业位置的平稳性，不会出现设备倾斜、破坏围护结构等问题。

3.2基坑降排水措施
科学使用基坑降排水设计可以提高基坑土层可靠性，避免出现基坑变形问题，减少基坑滑坡隐患。

在地铁施工过程中，深基坑降排水技术的合理运用可以保证地铁施工的顺利进行，因此要针对深基坑降排水进行合理设计，控制好地铁工程的地下水情况，保证施工现场土质的稳定性，确保地铁基坑项目能够安全进行。

结语
基坑项目随着我国国民经济的高速发展越来越多越来越深，基坑监测可及时发现和预报险情的发生和发展程度，设计虽然能参照地勘报告和经验大致预测正常施工条件下维护结构及周边环境的变形情况和受力范围，但在基坑周边和基坑内部还是得开展严格的现场监测，才能保护基坑及周边环境的安全，保护建筑工程的顺利进行，因此所有深基坑均应全面做好基坑的监测工作。

参考文献
[1]冯连友.地铁大型车站深基坑支护自动化监测与变形控制研究[J].环球市场，2019（27）：247.
[2]柴元四.基于现场监测的地铁车站深基坑安全控制研究[J].铁道建筑技术，2019（3）：127-132.
[3]王亮.地铁深基坑施工风险耦合评价方法[J].建筑安全，2020，35（12）：38-41.
[4]吴必强.基于三角模糊数的地铁施工风险评价研究[J].工程技术研究,2020,5(5):259-260.
[5]吴迎雷,王志超,陈超.基于T-S模糊神经网络的地铁深基坑安全预警[J].工程与建设,2019,31(3):341-343.。