朱育宏，陳巨武，馬 卉，翟利華

(1.廣州地鐵集團(tuán)有限公司，廣東 廣州 510335；2.城市軌道交通系統(tǒng)安全與運(yùn)維保障國家工程實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 510335；3.廣州地鐵設(shè)計(jì)研究院有限公司，廣東 廣州 510010)

0 引言

隨著我國城鎮(zhèn)化的不斷發(fā)展，城市軌道交通的重要性日益突出，與其密切相關(guān)的復(fù)雜大型深基坑工程也成為了國內(nèi)學(xué)者研究的焦點(diǎn)。在風(fēng)險(xiǎn)控制方面，陳太紅等[1]以南京地鐵2號(hào)線基坑工程為背景，從車站基坑圍護(hù)及支護(hù)結(jié)構(gòu)工程風(fēng)險(xiǎn)、地下水風(fēng)險(xiǎn)、環(huán)境影響風(fēng)險(xiǎn)和基坑工程二次危害四方面對(duì)深基坑工程進(jìn)行了風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別和評(píng)估。劉楠等[2]分析了鐵路明挖車站寬大基坑對(duì)周圍建筑的不利影響，并應(yīng)用二維數(shù)值分析方法對(duì)旋噴樁咬合形成地下隔離墻的加固效果進(jìn)行試算。邵志國[3]采用SOKKIA SDL30M電子水準(zhǔn)儀、LEICA TS30自動(dòng)全站儀等儀器對(duì)深基坑開挖過程中引起的地表沉降進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，分析了土巖復(fù)合地層深基坑變形規(guī)律及影響因素。馮龍飛等[4]為控制基坑開挖對(duì)地鐵隧道變形的影響，提出了一系列有效的施工措施。馮龍飛[5]采用MIDAS/GTS軟件建立三維數(shù)值模型，分析了基坑開挖對(duì)盾構(gòu)隧道變形的影響，并提出風(fēng)險(xiǎn)控制建議。在復(fù)合地層研究方面，趙俊等[6]采用FLAC3D軟件對(duì)南京地鐵3號(hào)線基坑工程建立了數(shù)值分析模型，從基坑開挖寬度、復(fù)合土層模量變化2方面研究了復(fù)合地層條件下基坑開挖對(duì)周圍土體及隧道變形的影響。李睿峰[7]采用現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、數(shù)值模擬等方法綜合分析了復(fù)合地層基坑開挖對(duì)周圍建(構(gòu))筑物沉降的影響。在富水地層研究方面，周予啟等[8]采用了一種新型的組合式止水帷幕，有效地解決了北京地鐵2號(hào)線金融街(月壇)中心附近富水地層深基坑開挖支護(hù)問題。通過對(duì)現(xiàn)有文獻(xiàn)調(diào)查可知，單獨(dú)針對(duì)復(fù)合地層或富水地層的深基坑工程已經(jīng)有了一定的研究，但是針對(duì)富水和復(fù)合地層兩者并存的情況，研究相對(duì)缺失，這導(dǎo)致針對(duì)富水復(fù)合地層深基坑施工風(fēng)險(xiǎn)控制的對(duì)策較少。

富水復(fù)合地層情況在廣州較為普遍，廣州作為我國重要的中心城市，截至2018年9月，共計(jì)有13條運(yùn)營軌道交通線路，總長(zhǎng)391 km；在建線路共15條，在建里程403 km。根據(jù)《廣州市城市軌道交通近期建設(shè)規(guī)劃(2016—2022年)》，近期還將陸續(xù)開工建設(shè)10條(段)線路，總長(zhǎng)約259 km，總投資約2 198億元。在如此大規(guī)模建設(shè)的形勢(shì)下，如何有效應(yīng)對(duì)及控制富水復(fù)合地層深基坑開挖帶來的風(fēng)險(xiǎn)，是不可回避的重要問題。本文根據(jù)廣州地鐵二十余年相關(guān)工程經(jīng)驗(yàn)的累積，分析在富水復(fù)合地層中開挖深基坑的特點(diǎn)及風(fēng)險(xiǎn)，歸納總結(jié)出“開挖評(píng)估、預(yù)先封縫、缺陷修復(fù)、科學(xué)降水、均足回灌、精準(zhǔn)測(cè)量、及時(shí)支撐、快速回筑”的32字建議，以期為類似工程提供必要的應(yīng)對(duì)思路和有益的案例參考。

1 富水復(fù)合地層深基坑開挖特點(diǎn)及風(fēng)險(xiǎn)分析

1.1 地下水豐富，高水位高水壓

深基坑施工中關(guān)鍵的問題是控水。由于特殊的地形和復(fù)雜的成陸過程，珠江三角洲的整個(gè)水系呈現(xiàn)出密布的網(wǎng)狀。地下水位高，基坑大多處于富水地區(qū)，水位高的地方地表下幾十cm就有水，且降水影響半徑可達(dá)幾百m。廣州地鐵8號(hào)線某車站抽水試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)見表1。

在此地層條件下開挖深基坑存在很大的風(fēng)險(xiǎn)。富水高壓地層極易產(chǎn)生涌水現(xiàn)象，并可能進(jìn)一步導(dǎo)致基坑局部失穩(wěn)。事實(shí)上，深基坑事故大多是由于地下水控制失效造成的[9]。例如：在富水條件下的細(xì)粒徑砂土層，一旦產(chǎn)生涌水，極可能因地層中產(chǎn)生水路通道在水的滲透力作用下使鄰近細(xì)粒徑泥砂被帶出形成涌砂，甚至進(jìn)一步形成地層空洞，造成地表塌陷及地下管線損壞(見圖1)。

表1 廣州地鐵8號(hào)線某車站抽水試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)表Table 1 Pumping test statistics of a station on Line No.8 of Guangzhou Metro

1.2 工程地質(zhì)條件復(fù)雜

復(fù)合地層指的是在基坑開挖斷面范圍內(nèi)和開挖延伸方向上，由2種或2種以上不同地層組成，且這些地層巖土力學(xué)、工程地質(zhì)和水文地質(zhì)等特征相差懸殊。如廣州地鐵9號(hào)線2#風(fēng)井場(chǎng)地(見圖2(a))范圍內(nèi)基巖為中微風(fēng)化灰?guī)r，上覆蓋粉細(xì)砂、淤泥質(zhì)、礫砂、雜填土等，不同土層相互交互。又如廣州地鐵14號(hào)線太和站開挖范圍內(nèi)地層(見圖2(b))主要為人工填土層、粉細(xì)砂、中粗砂層、可塑狀的粉質(zhì)黏土層、硬塑狀的粉質(zhì)黏土層、強(qiáng)風(fēng)化粉砂巖、中風(fēng)化粉砂巖，基坑底主要位于強(qiáng)風(fēng)化、中風(fēng)化、微風(fēng)化粉砂巖層中，覆蓋土層有6種以上。這樣復(fù)雜的地層情況，容易帶來以下2種風(fēng)險(xiǎn)：

1)工程地質(zhì)勘察準(zhǔn)確度(可靠度)降低?；邮┕ぜ夹g(shù)方案選取的正確性，極大地依賴于準(zhǔn)確的工程地勘結(jié)果。而復(fù)合地層中由于各種地質(zhì)情況交雜混合，容易使得勘探結(jié)果準(zhǔn)確度不足，導(dǎo)致設(shè)計(jì)和施工上的誤差和誤判。

2)施工效果與預(yù)期不符。在實(shí)際工程中，設(shè)計(jì)和施工一般只能選擇某種折中的最優(yōu)方案。但是單一的施工方法是無法百分百地應(yīng)對(duì)復(fù)合地層中復(fù)雜的地質(zhì)情況，再加上勘探準(zhǔn)確度的下降，施工效果未能達(dá)到預(yù)期在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中是相當(dāng)普遍的現(xiàn)象。

2 施工風(fēng)險(xiǎn)的對(duì)應(yīng)措施

結(jié)合上面分析的富水復(fù)合地層深基坑開挖的特點(diǎn)和風(fēng)險(xiǎn)，并根據(jù)廣州地鐵建設(shè)相關(guān)的工程經(jīng)驗(yàn)，提出“開挖評(píng)估、預(yù)先封縫、缺陷修復(fù)、科學(xué)降水、均足回灌、精準(zhǔn)測(cè)量、及時(shí)支撐、快速回筑”的32字建議總結(jié)。

(a) 基坑涌水

(b) 基底土層軟化

(c) 接縫涌砂引起坍塌

2.1 開挖評(píng)估

對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工記錄進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)，對(duì)施工過程中存在的刷壁不到位、混凝土澆筑方量不足、導(dǎo)管拔空等滲漏水風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)進(jìn)行全面排查。對(duì)潛在的問題墻可分級(jí)管理，對(duì)有疑似質(zhì)量缺陷的，要制定勘察確定方法；對(duì)基本可確定有問題的，要制定修復(fù)方案，采取加固止水補(bǔ)救措施。

開挖評(píng)估是防突涌風(fēng)險(xiǎn)的核心，而防滲漏是開挖評(píng)估的核心。在實(shí)際操作中，滲漏水可采取抽水試驗(yàn)來判斷。基坑開挖前，坑外降水井保持靜態(tài)不抽水狀態(tài)，坑內(nèi)水泵全部開啟，抽水24 h后，監(jiān)測(cè)坑外水位變化情況。若坑外水位有明顯上下波動(dòng)則說明該井位附近圍護(hù)結(jié)構(gòu)存在滲漏水現(xiàn)象，需對(duì)該井位附近地下連續(xù)墻施工記錄進(jìn)行排查，確定問題位置后采取加固止水措施；若坑外無變化，可先將坑內(nèi)全部水泵開啟，然后逐一停止其中1個(gè)并觀測(cè)對(duì)應(yīng)降水井內(nèi)回水速度，回水速度明顯較快的說明該井位附近圍護(hù)結(jié)構(gòu)存在滲漏水情況。例如：某車站開挖降水情況統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖3所示，單井抽水過程中觀測(cè)井水位下降速率較緩慢，抽水12 h后水位逐步趨于穩(wěn)定，觀測(cè)井水位降深明顯，說明圍護(hù)結(jié)構(gòu)具有較好的隔水效果。群井抽水過程中，觀測(cè)井水位下降迅速，2 h后水位基本趨于穩(wěn)定，說明該處水位基本降至含水層底板，進(jìn)一步說明圍護(hù)結(jié)構(gòu)具有較好的隔水效果。

(a) 9號(hào)線2#風(fēng)井地質(zhì)情況

(b) 14號(hào)線太和站地質(zhì)情況

2.2 預(yù)先封縫，缺陷修復(fù)

在基坑開挖前，如若確定要進(jìn)行加固補(bǔ)救，一般可采取基坑外旋噴加固的方法，保證基坑開挖安全。

對(duì)每段每層土開挖時(shí)，應(yīng)由挖機(jī)配合人工采用洛陽鏟對(duì)開挖范圍內(nèi)所有地下連續(xù)墻接縫進(jìn)行探槽，每次探槽深度不超過3 m，探槽總深度以超過該層土方開挖深度為準(zhǔn)，探挖后放置4～6 h，以確認(rèn)地下連續(xù)墻接縫位置是否存在空洞或滲漏水情況，減少基坑開挖過程中因地下連續(xù)墻接縫處理不好而造成的涌水涌砂事故。同時(shí)，對(duì)每條接縫做好探挖記錄表。有涌水涌砂現(xiàn)象時(shí)立即進(jìn)行反壓，坑外進(jìn)行引孔注漿處理，避免基坑開挖時(shí)出現(xiàn)大的險(xiǎn)情。

(a) 單井抽水s-t曲線圖

(b) 群井抽水坑內(nèi)s-t曲線圖

開挖后，對(duì)存在質(zhì)量缺陷的地方，可采取對(duì)地下連續(xù)墻接頭進(jìn)行注漿加固或旋噴注漿的方法進(jìn)行修復(fù)。

1)當(dāng)裂隙、蜂窩、孔眼處、接縫處有微量滲水且滲水面積不大時(shí)，采用填堵法。先將漏水部位鑿出,鑿出深度為5～10 cm,沖洗干凈后將細(xì)麻絲用扁鏨子塞入縫內(nèi)，然后用摻入防滲劑的水泥漿或速凝型(堵漏劑)水不漏膩?zhàn)訉?duì)鑿出部位進(jìn)行封堵。

2)如漏水位置出現(xiàn)可見的表面水流或面積較大時(shí)，采用先排后堵法。先將漏水部位鑿出,及時(shí)安裝排水管，用軟管引流(見圖4)，將水匯集于排水管內(nèi)排除,減小墻內(nèi)部滲流水壓，這時(shí)再將除引流管外的其他部位使用摻入防滲透劑的水泥漿進(jìn)行封堵,使?jié)B漏面積逐漸縮小,最后再堵塞排水管。

3)如漏水部位較為嚴(yán)重，漏水出口較大、存在較大的明水水流且有一定的水壓力時(shí)，漏水洞眼有可能產(chǎn)生大量土砂進(jìn)入出水口，無法封堵，這時(shí)應(yīng)先清理漏水孔，及時(shí)用木楔堵住，并在漏水口安裝引流管，并用快速水泥封堵其他部分，然后采用打孔注漿法堵漏，用電錘在漏水處周圍鉆孔，安裝針頭，壓注化學(xué)膠水封堵，使得化學(xué)膠水迅速發(fā)泡填充滲流通道直至堵住漏水點(diǎn)。

圖4 地下連續(xù)墻接縫處引流管Fig.4 Drainage pipe at underground diaphragm wall joint

4)如漏水部位出現(xiàn)較大通縫，水流量及水壓力大到無法簡(jiǎn)單地采用木楔棉絮等處理封堵而現(xiàn)場(chǎng)又無現(xiàn)成黏土等進(jìn)行反壓時(shí)(巖層漏水)，則首先采用木楔與棉絮進(jìn)行首步封堵，防止險(xiǎn)情進(jìn)一步擴(kuò)大，然后堆砌沙袋制造圍堰，形成空腔，于空腔中將水引流出來，采用混凝土反壓后，在地下連續(xù)墻迎土面用水泥或化學(xué)漿液灌漿封堵。如現(xiàn)場(chǎng)有條件進(jìn)行黏土回填反壓時(shí)，首先進(jìn)行黏土反壓，堆砌至水壓有明顯減小的高度，然后在漏水處沿墻面并垂直地面插入鋼板至原狀土面下2 m，最后在地下連續(xù)墻迎土面用水泥或化學(xué)漿液灌漿封堵。若采取連續(xù)墻背后WSS注漿處理，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

①漿液應(yīng)為雙液漿，因?yàn)閱我簼{擴(kuò)散范圍大，容易造成基坑變形，滲漏水處止水效果也較差；

②注漿范圍取漏水處上下3 m；

③注漿管提桿壓力為0.4 MPa，若壓力過大，基坑監(jiān)測(cè)容易報(bào)警，基坑容易變形。

特別應(yīng)注意的是，如漏水處在接縫處，完成堵塞后應(yīng)立即貼鋼板。事實(shí)上，對(duì)于采用工字鋼接頭形式的地下連續(xù)墻，可能開挖時(shí)地下連續(xù)墻接頭不漏水，但基坑開挖到底后發(fā)生滲漏水或涌水涌沙，而且此種風(fēng)險(xiǎn)一旦發(fā)生處理難度非常大。針對(duì)上述風(fēng)險(xiǎn)，為確?；娱_挖安全，在地下連續(xù)墻接頭位置實(shí)施封鋼板的處理。廣州地鐵在建線路采取此措施后有效避免了開挖過程中可能出現(xiàn)的險(xiǎn)情(見圖5)。

2.3 科學(xué)降水

在富水復(fù)合地層深基坑開挖過程中，除采用上述地下連續(xù)墻的止水法外，做好排水(降水)也至關(guān)重要，尤其是開挖范圍內(nèi)有砂層、淤泥、花崗巖殘積土等軟弱土層的基坑，做好基坑降水更是開挖的必要前提。由于復(fù)合地層的復(fù)雜性，對(duì)于不同的基坑工程，降水要求會(huì)有不同，但一般應(yīng)考慮到下面幾個(gè)主要因素的影響[10-11]。

(a) 封縫前

(b) 封縫后

1) 明確含水層的分布(正分布、逆分布等)、相關(guān)地下水運(yùn)動(dòng)的規(guī)律、不同流向及補(bǔ)給條件、潮汐影響等。

2)井點(diǎn)應(yīng)盡量靠近基礎(chǔ)邊線布置，由于基坑底面對(duì)地下水位降深要求是一定的(一般降水井深度應(yīng)至少能保證降水漏斗頂部在基底下0.5 m)，如果降水井中心到降水控制點(diǎn)水平距離減小，單井出水量也可相應(yīng)減少。將井點(diǎn)近距離布置在基礎(chǔ)邊線附近，可有效減少所需降水量和費(fèi)用。在條件不齊全時(shí)，可統(tǒng)一初定井深為深入基底5 m。

3)降水井間距以10 m左右為宜，降水井采用鉆孔法成孔，不建議采用沖孔法(回旋鉆成孔，不會(huì)對(duì)周邊的地層產(chǎn)生擊實(shí)擠密的效果，可以保證周邊土體的原始滲透系數(shù)不會(huì)降低)。

如遇到深厚淤泥層，從降水來看，淤泥層采用真空降水往往能達(dá)到較好的效果。如在廣州地鐵4號(hào)南沙客運(yùn)線站，經(jīng)過真空降水井降水，淤泥地層含水量降低，土體收縮下沉固結(jié)，土質(zhì)明顯密實(shí)、整體性好。需要強(qiáng)調(diào)的是，為確保地下連續(xù)墻變形不超限，應(yīng)在第1道混凝土支撐施工完成且達(dá)到要求強(qiáng)度后啟動(dòng)真空降水工作，真空降水宜降水25 d以上，時(shí)間越長(zhǎng)效果越好，但應(yīng)結(jié)合后續(xù)施工需要做出適當(dāng)調(diào)整。

2.4 均足回灌

當(dāng)基底基巖裂隙發(fā)育、具有承壓性，與外部水系連通，且基坑周邊存在敏感建(構(gòu))筑物，基坑開挖過程中降水易導(dǎo)致周邊建(構(gòu))筑物基礎(chǔ)失水沉降。此時(shí)可在基坑外設(shè)置回灌井，及時(shí)觀測(cè)基坑外地下水位情況，發(fā)現(xiàn)地下水位變化異常應(yīng)及時(shí)回灌。壓力回灌井的作用是將基底涌上來的水，通過抽水系統(tǒng)及回灌系統(tǒng)回灌到基坑外進(jìn)行補(bǔ)充，使涌水量與回灌量相等，以達(dá)到整個(gè)水系平衡[12]，回灌系統(tǒng)見圖6。

(a) 示意圖

(b) 布置圖

回灌井布設(shè)主要原則為：

1)基坑降水可能引起較大面積沉降時(shí)，宜布置地下水回灌井；

2)回灌井布設(shè)應(yīng)滿足水文地質(zhì)條件、回灌水源水量與水質(zhì)要求等條件；

3)回灌井與降水井宜保持6 m以上間距；

4)回灌井設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)設(shè)有水位觀測(cè)井；

5)對(duì)于水文地質(zhì)條件復(fù)雜、環(huán)境保護(hù)要求嚴(yán)格的承壓水降水工程，施工過程中應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)結(jié)果不斷調(diào)整優(yōu)化。

按筆者經(jīng)驗(yàn)，回灌井深度至巖面可有效防止因坑內(nèi)降水或坑外水流失而造成的地表下沉風(fēng)險(xiǎn)。要達(dá)到預(yù)期的效果，施工時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

1)回灌井上安裝壓力表及流量表，灌水量與壓力要由小到大，逐步調(diào)節(jié)到適宜壓力。

2)回灌井口要求密封，確?；毓鄷r(shí)不漏水。

3)回灌壓力不宜過大。在保持一定的回灌量與滿足回灌效果的前提下，滲透性好的含水層中，回灌井中回灌等量的水所需的回灌壓力較??；反之滲透性愈差，回灌井中所需的回灌井壓力越大。當(dāng)回灌流量不明顯增加時(shí)，回灌壓力最好不要增加，否則回灌井周圍易產(chǎn)生突涌，進(jìn)而破壞回灌井的結(jié)構(gòu)。

4)回灌水體必須干凈，不能是污染水體，否則會(huì)污染地下水。

5)回灌水體內(nèi)不能有固體物質(zhì)(如砂、土及其他雜質(zhì)等)，否則會(huì)影響回灌效果。

2.5 精準(zhǔn)測(cè)量

由于富水地層水位的變化會(huì)引起周邊地層變形及沉降，因此，應(yīng)做好對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)、周圍巖土體及周邊環(huán)境的監(jiān)測(cè)。

在圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工前，要求施工單位和第三方單位對(duì)基坑周邊2倍基坑深度范圍內(nèi)的建(構(gòu))筑物、管線、路面進(jìn)行監(jiān)測(cè)并取得初始值，測(cè)初始值應(yīng)不少于2次。建(構(gòu))筑物的監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括水位、地面沉降、測(cè)斜、周邊房屋建筑物沉降等。當(dāng)支撐軸力、圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形、地下水位達(dá)到設(shè)計(jì)給定的監(jiān)測(cè)報(bào)警值(見表2)時(shí)，及時(shí)通知參建各方，從工程地質(zhì)、現(xiàn)場(chǎng)施工情況等方面討論分析監(jiān)測(cè)值報(bào)警原因、存在的風(fēng)險(xiǎn)以及應(yīng)對(duì)的措施。

在監(jiān)控量測(cè)方面，可大量采用最新的信息技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)，以采集施工中各種水文地質(zhì)工程信息，如地下水位、水質(zhì)、巖土體變形、土壓力變化等數(shù)據(jù)，由計(jì)算機(jī)收集匯總，并及時(shí)反饋到施工中，保證施工安全[13]。

表2 一級(jí)基坑施工監(jiān)測(cè)報(bào)警值Table 2 Construction monitoring alarm values for Grade Ⅰ foundation pit

2.6 及時(shí)支撐

通過20多年施工經(jīng)驗(yàn)的積累和總結(jié)，廣州地鐵基坑第1道支撐和所有角撐均采用鋼筋混凝土支撐，當(dāng)基坑寬度超過20 m時(shí)，宜設(shè)置中立柱，以提高支撐的穩(wěn)定性。位于巖溶發(fā)育區(qū)的地鐵車站基坑，必須采用2道鋼筋混凝土支撐以保證支護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)定和平衡。在基坑開挖過程中，要時(shí)刻關(guān)注基坑監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的變化，并預(yù)留應(yīng)急方案?jìng)溆?如額外鋼支撐預(yù)先放在基坑附近，當(dāng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)報(bào)警時(shí)及時(shí)施加。

支撐體系的設(shè)計(jì)和施工是基坑安全的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。設(shè)計(jì)上應(yīng)確保設(shè)計(jì)的正確性和安全性，而施工方面的重點(diǎn)則是嚴(yán)格按圖施工和及時(shí)安裝支撐。支撐體系應(yīng)及時(shí)安裝的問題在施工中很容易被忽視，會(huì)導(dǎo)致支撐構(gòu)件超載失效的嚴(yán)重后果。某車站位于從化大道與從城大道交叉路口東側(cè)，沿從化大道東西向布置。車站為地下2層島式站臺(tái)車站，總長(zhǎng)度為240.7 m，標(biāo)準(zhǔn)段寬度為19.7 m。標(biāo)準(zhǔn)段基坑深約16.69 m，采用連續(xù)墻+3道內(nèi)支撐的支護(hù)方式，其中地下連續(xù)墻為800 mm厚，標(biāo)準(zhǔn)段幅寬6 m。支撐系統(tǒng)采用至上而下2道混凝土支撐和1道鋼支撐。車站上覆地層由上至下分別是人工填土層〈1〉、淤泥質(zhì)土層〈4-2B〉、中粗砂層〈3-2〉、礫砂層〈3-3〉、粉細(xì)砂層〈3-1〉。當(dāng)基坑開挖至底板基底時(shí)，發(fā)現(xiàn)第2道混凝土支撐部分軸力值有明顯增大的趨勢(shì)，支撐軸力監(jiān)測(cè)值超過報(bào)警值。現(xiàn)場(chǎng)搶險(xiǎn)分析原因?yàn)椋合噜彾蔚刭|(zhì)情況與本段差異明顯，土方超挖較大同時(shí)鋼支撐安裝滯后。當(dāng)時(shí)相鄰底板正進(jìn)行鋼筋制作安裝與防水鋪裝工作，基坑側(cè)向土壓力作用至地下連續(xù)墻并傳遞至混凝土支撐，致使第2道混凝土支撐軸力明顯增大?，F(xiàn)場(chǎng)采取停止土方開挖、加密監(jiān)測(cè)、加快第3道鋼支撐的架設(shè)、在軸力增大的第2道混凝土支撐旁增加臨時(shí)鋼支撐(見圖7)等措施，確保了基坑安全，使得后續(xù)工序施工能夠順利進(jìn)行。

2.7 快速回筑

基坑開挖至基底后，快速澆注混凝土墊層對(duì)基底進(jìn)行封閉(見圖8)，以縮短基底暴露的時(shí)間，防止大氣降水等不利因素對(duì)基底的影響，特別是花崗巖殘積土地層，因其遇水會(huì)快速軟化崩解[14]，更要做到快速封底，以避免支護(hù)結(jié)構(gòu)踢腳破壞或基底隆起破壞。此后快速施工各樓層板形成永久橫向水平內(nèi)支撐，使地下結(jié)構(gòu)形成一體達(dá)到穩(wěn)定。

基坑在開挖到基底時(shí)采用機(jī)械與人工相配合的施工方法。機(jī)械開挖到距設(shè)計(jì)底板底面以上300 mm時(shí)停止開挖，人工清除剩余土體并平整場(chǎng)地，這樣做可嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙施工，避免超欠挖。

基坑開挖到位后，進(jìn)行開挖工作面驗(yàn)槽，驗(yàn)槽合格后方可進(jìn)行下道工序施工。防水施工在墊層混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值的75%后進(jìn)行，防水保護(hù)層在防水施作完成后進(jìn)行，防水保護(hù)層厚150 mm。底板混凝土澆筑屬于大體積混凝土澆筑范疇，按照大體積混凝土施工要求做好混凝土振搗和養(yǎng)護(hù)工作。

(a) 一般情況

(b) 加臨時(shí)支撐

圖8 快速綁扎鋼筋澆注底板混凝土Fig.8 Rapidly rebar binding and baseboard concreting

3 結(jié)論與討論

通過對(duì)廣州地鐵深基坑施工經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，提出“開挖評(píng)估、預(yù)先封縫、缺陷修復(fù)、科學(xué)降水、均足回灌、精準(zhǔn)測(cè)量、及時(shí)支撐、快速回筑”的32字施工步序和對(duì)策，其中：

1)“開挖評(píng)估、預(yù)先封縫、缺陷修復(fù)”強(qiáng)調(diào)圍護(hù)結(jié)構(gòu)自身的完整性及止水能力，使圍護(hù)結(jié)構(gòu)具備設(shè)計(jì)預(yù)期應(yīng)對(duì)各種復(fù)雜地質(zhì)情況的能力。

2)“科學(xué)降水、均足回灌、精準(zhǔn)測(cè)量”集中應(yīng)對(duì)富水情況帶來的風(fēng)險(xiǎn)并將其極小化。

3)“及時(shí)支撐、快速回筑”也適用于一般的深基坑工程，是整個(gè)32字邏輯體系不可缺少的部分，確保了有序迅速地完成(相對(duì)于結(jié)構(gòu)完成狀態(tài))高風(fēng)險(xiǎn)的施工過程。

上述32字建議層層相扣，強(qiáng)調(diào)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)估和分析及風(fēng)險(xiǎn)控制措施的前置，為富水復(fù)合地層深基坑的安全施工提供了必要的安全儲(chǔ)備。如開挖前進(jìn)行質(zhì)量評(píng)估、降水試驗(yàn)，預(yù)先布置缺陷修復(fù)措施等，無不是圍繞著開挖時(shí)防滲漏突涌這個(gè)中心問題。

針對(duì)富水復(fù)合地層深基坑開挖風(fēng)險(xiǎn)分析與控制的問題還有很多方面需要繼續(xù)研究和深化，如施工工程管理和搶險(xiǎn)應(yīng)急方案的優(yōu)化等。系統(tǒng)化地研究這些問題可有效降低同類工程的施工風(fēng)險(xiǎn)，確?；影踩耐瑫r(shí)降低對(duì)周邊環(huán)境的影響，并起到指導(dǎo)施工和工程管理的作用。