地铁旁深大基坑精细化施工管理研究

桑瑞芳

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摘要：随着我国城市化进程的加快，地铁交通建设逐渐成为城市发展的重点。在地铁建设中，深大基坑施工是关键环节，其质量与安全关系到整个地铁工程的成功与否。因此，对地铁旁深大基坑精细化施工管理的研究具有重要意义。本文在前人研究的基础上，对地铁旁深大基坑精细化施工管理进行深入的探讨，以期为我国地铁建设提供有益的借鉴。

关键词：地铁建设；深大基坑；精细化管理

引言

地铁建设在现代城市交通规划中具有重要地位，因为它不仅能提供高效便捷的交通服务，还能够缓解交通拥堵问题，改善城市居民的出行体验。然而，地铁建设中存在着一个关键的问题，即深大基坑的施工管理。深大基坑作为地铁建设的一部分，其施工管理的精细化和科学化对整个地铁系统的安全和可持续运行具有至关重要的意义。深大基坑施工管理的精细化研究，旨在通过优化施工方案、合理配置资源、科学规划工期和提高施工质量，最大程度地减少施工期间的风险和不确定性。这不仅可以保障地铁工程的安全施工，还可以提高工程效率和质量，从而降低工程成本和投资风险。综上所述，深大基坑精细化施工管理的研究具有重要的现实意义和科学价值。通过深入研究和探索，可以推动地铁工程的可持续发展，为城市交通规划和建设提供更加可靠和高效的解决方案，促进城市的健康发展和社会经济的繁荣。

1研究目的

以上海一个紧邻地铁的大型深基坑施工项目为例，这个项目以其独特的地理位置和复杂的建设环境引起广泛关注。该项目基地紧邻上海轨交6、8、11号线，与地铁隧道最近距离仅10米。基地整体地下4层（邻地铁侧地下2层），基坑开挖普遍深度达到19.9～22.1米，基坑开挖面积更是达到了惊人的6.1万平方米。如此庞大的工程，无疑是一项特大型超深基坑项目（图1）。为确保施工的顺利进行和周边环境的安全，该项目采用了精细化施工管理模式，对施工过程进行了严谨规划和控制。整个项目分为18个分区进行施工，每个分区都有专门的施工团队负责，确保施工的高效与质量。

在支撑系统方面，大分区设置了5道混凝土支撑，以保证基坑的稳定性。而对于邻近地铁的小分区，施工团队则在混凝土支撑的基础上，增加了2道伺服钢支撑，以应对更大的地质和环境挑战。这种精细化、差异化的支撑设计，既体现了施工管理的针对性，也展示了其科学性。在施工过程中，项目管理团队始终密切关注基坑的开挖情况和周边环境的变化，及时调整施工策略，确保施工的安全进行。此外，项目还采用了先进的施工技术和设备，如伺服钢支撑系统、自动化监测系统等，以提高施工效率和降低施工风险。

图1 基坑分区平面示意

由于本案例项目基坑分区较多，且紧邻轨交线，基坑开挖变形控制和开挖前置限制条件要求极高，基坑自首批基坑开挖开始历时3年之久，过程中的动态和精细化管控尤为重要。基坑开挖范围内主要以黏土为主，上部是淤泥质黏土，下部是粉质黏土，土的灵敏度高，土质较差。2层承压水层，分布在第⑤2-1层砂质粉土夹粉质黏土、第⑤2-2层粉砂中的第1层微承压水；第⑨1-1层灰色粉砂为第2承压水含水层。基坑断面如图2所示。

图2 基坑开挖断面示意

2施工策划

对于紧邻地铁、城市重要管线和保护建筑的特大型复杂深基坑工程，开挖前施工方案策划的细致程度和过程中的精确管控直接关系到施工进度和费用是否可控，更是关系基坑的施工安全和工程的顺利推进。本案例项目在施工策划和实施过程中，根据施工进度针对施工环境、政府政策调整、疫情影响、地铁隧道变形加固等情况影响因素进行多次动态工况调整，主要体现在以下三大点：

2.1针对当地土方运能和周边交通环境调整

为了更有效地进行大分区开挖，项目团队将其分为三个阶段。在第一阶段，1a至1d区将同步进行开挖。第二阶段则涉及2a和2b区的同步开挖。最后，在第三阶段，3a和3b区将实现同步开挖。在制定施工方案的初期，项目团队对周边道路、场地条件以及当地土方运能进行了全面考察。考虑到邻近地铁深基坑开挖可能会减少时空效应，团队决定限时确保底板形成时间。因此，原计划中的1a至1d区的四个分区同步开挖方案被调整为1a和1c区的同步开挖，直至底板完成后再开挖1b和1d区。这一调整旨在减少每日出土的基坑数量，提高单个分区的出土效率，加快施工速度。通过这种方式，可以降低单个基坑施工过程中时空效应造成的变形和环境影响。

2.2针对地铁保护加固要求调整

在本项目第二批基坑1b、1d开挖过程中，申通地铁方面发出紧急通知，要求对项目南侧的轨交6号线管片进行钢环加固。这一要求意味着在加固前，必须确保周边土体不会受到扰动。为了满足地铁加固的需求，基坑南侧未开挖的2b、4a—4e区需要加快施工节奏，并预留一个月的时间进行土体稳固。

项目团队针对这一情况，对与待加固地铁相关的2b、4a—4e区开挖前置条件进行了复核调整。原计划中，相邻分区开挖需要等待前一分区地下室结构完成，但现在这一条件进行了调整。具体调整如下：

1）2b区提前至1d区B3结构完成后开挖，以确保地铁加固工作的顺利进行。

2）4a—4e区采用跳坑开挖方式，以减少对周边土体的扰动。

3）4d区在1d区B1结构完成后开挖，4e区在4d区底板完成后开挖，这样可以确保地铁加固工作的稳定进行。

4）4c区在2b底板近地铁分块完成后开挖，以满足地铁加固的要求。

经过这样的调整，项目团队顺利完成了地铁加固工作，实际完成情况如图3所示。这一过程充分体现了项目团队在面对紧急情况时，能够迅速响应并调整施工计划，以确保项目顺利进行的能力。同时，这也凸显了我国在城市基础设施建设中，对安全和质量的高度重视。

图3 2b、4a—4e区工况调整示意

该工况对正在回筑地下室结构的1d区支撑拆除工况和另一侧基坑开挖的2b区基坑的支撑形成工况进行工况模拟及施工过程的全动态模拟和现场施工管控。

2.3针对疫情影响工期的动态调整

由于项目的庞大规模和施工周期的长期性，项目不可避免地受到了新冠疫情带来的影响，从而导致了工期损失。在疫情得到控制并结束后，我们需要对尚未开挖的3a、3b区基坑的施工计划进行动态调整。首先，我们将遵循前述第2条关于3a、3b区基坑开挖的前置条件，将未开挖的基坑调整至2a区B3结构完成后进行开挖。这一调整旨在确保项目整体进度与计划的一致性。其次，考虑到疫情导致的工期延误，我们需要采取措施提高施工效率，以弥补因疫情造成的工期损失。为此，我们计划在3b区建设栈桥，以提高场地周转效率。栈桥的建设将有助于加快施工进度，降低施工成本，并确保项目按计划推进。图4展示了这一调整策略的具体实施方案。通过这一方案，我们不仅能够应对疫情影响，还能够提高施工效率，确保项目整体进度不受影响。

图4 3b区新增栈桥示意

3施工过程管理

在单一基坑施工策划中应在按方案制定中采用精细化施工管理各项施工资源及施工计划。以本案例项目基坑中的1a区基坑为例，该基坑面积为4133m2 ，大面挖深约22m，设置5道混凝土支撑，围护采用厚1.2m的地下连续墙。

基坑紧邻运营地铁管线，环境保护要求高。针对上述情况，采取“远离地铁侧先行开挖，分层分块”的原则确定土方开挖及支撑施工方案的大方向；然后根据现场摸底的每日实际出土方量确定每一块土方分块的大小，再根据土方分块内支撑钢筋、模板的量确定相应的人员数量和机械配置；特别需要注意的地方是靠近地铁侧采用抽条开挖，预留地铁侧开挖深度范围内的土，土方开挖至对应对撑完成确保在24h内。以天为单位，详细划分每层土方的施工进度，并严格管控，现场发现问题及时调整，确保按时完成施工任务。

具体实施中还应当注意以下方面：

1）投入足量土方施工设备，保证快速挖土。

2）考虑高峰期土方车辆禁止通行，设置蓄车区，保证高峰期出土。

3）出土按照先远离地铁区域，后近地铁区域的顺序进行开挖，减少近地铁区域基坑开挖时间。

4）确定2～3个卸土点、场外堆场，以防码头出土限制，确保土方正常卸土。

5）保持与交通部门沟通，保证土方车辆在市政道路上正常通行。

6）加快支撑施工速度，减少支撑无撑时间，特别要求近地铁区域在24h内形成支撑。实施例中的精细化施工管理在实际工程中应用效果良好，通过精确到天的进度把控，整个基坑到底板完成的较策划工期提前1d；通过抽条开挖，24h内完成地铁侧的对撑很好地控制住了地铁侧基坑的测斜，保护了周边环境。

4新技术应用

在我国建筑施工领域，新技术的应用日益受到重视。本案例项目中的基坑工程就是一个很好的例子，项目团队在1d区首次引入了“混凝土支撑伺服系统”技术。这项技术创新性地解决了软土地区深大基坑长期施工中面临的混凝土支撑变形控制难题，同时降低了基坑施工对周边环境的扰动。混凝土支撑伺服系统技术在项目中的应用，标志着我国软土地区深大基坑施工技术迈向了一个新的阶段。在此之前，混凝土支撑在深基坑施工过程中易发生变形，导致周边环境受到影响。为了解决这一问题，项目团队勇于尝试新方法，将混凝土支撑伺服系统技术应用于实际工程中。该技术的核心在于实现对混凝土支撑变形的主动控制。通过采用伺服系统，项目团队能够实时监测混凝土支撑的变形情况，有效减小了基坑施工过程中的围护结构变形，保障了施工的安全性和稳定性。在1d区基坑工程成功应用的基础上，项目团队将混凝土支撑伺服系统技术推广至后期2a、3a区基坑。经过实践验证，该技术在扩大应用范围过程中表现出良好的适应性和可靠性，为我国软土地区深大基坑施工提供了有力的技术支持。

5管理成果

针对紧邻地铁的特大型深基坑工程在敏感环境下，设计方案通常采取分块分区施工策略。在地铁保护区内，临近地铁隧道区域划分为小坑，而距离地铁保护区一定距离的大坑则限制开挖面积。此类项目具有施工周期长、时间跨度大、易受环境及政策变更、建筑设计条件等因素影响的特点。因此，在施工过程中，方案的实施与管理需实现动态管理和调整。

根据实际施工状况和建设单位工期需求，例如分区开挖顺序、各施工分区限制条件等，在确保原设计方案基坑安全稳定前提下，项目情况作出合理调整，并通过二次论证后实施。项目团队将基坑施工前期策划工作主要分为施工环境确认、施工方案策划和施工资源规划三个部分。在施工前，充分了解项目所受限制条件，将4坑同步开挖调整为2坑同步开挖，确保基坑整体土方连续开挖，避免资源限制对施工造成滞缓。

针对存在多个分坑的大型深基坑，项目团队在制定基坑方案后实际开挖过程中，根据历时周期较长的特点，动态调整组织方案，对各阶段施工进行工况模拟。这包括不同分坑土方与结构施工、材料构件堆场、平面道路交通组织、垂直和水平运输设备布置等方面的立体交互分析和调整。施工过程中方案的动态调整有效降低不确定因素对整体计划的影响。

在单一基坑施工中，项目团队充分考虑支撑施工顺序与土方开挖配合、设备行进路线、支撑形成次序、工人与设备分流以及新技术应用等因素。施工策划将施工工艺精确至每日工作量，包括土方开挖量、钢筋和模板施工量等，实现日、旬、月计划可控，确保各阶段施工偏差可控并及时纠偏。

6结语

施工策划主要是确定基坑施工过程的主线，在精细化施工管理中起到把握方向和掌舵的作用。深基坑施工精细化管理的主要工作是利用工程专业、经验知识对整个基坑施工过程进行模拟和工况分析，通过策划、精细化研究保证方案的逻辑关系正确和可操作性。实施方案根据现场实际情况，参照和学习以往施工技术经验编制，进行创新和改进，实现指导现场高效施工的目的。通过精细化施工管理理清整个基坑施工过程，细化每一项工作，确保工程顺利推进。更进一步可对现有技术进行创新，改进现有的施工技术，在节约成本的同时提高效率。

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