明挖地鐵車站施工中基坑變形及控制策略探討

趙丹

摘要：社會經濟不斷發展，人們生活質量也得到提升，出行方式也逐漸多樣化。為使城市空間得到節約，同時亦為人們出行提供便捷，我國開始加大地鐵車站施工建設，如此在滿足人們出行需求基礎上，實現城市環境的優化。地鐵車站施工方式相對較多，明挖施工即為其中較為常見一種，但此施工方式難度相對較高，因此，采用此方式對地鐵施工期間常出現基坑變形等問題，為使此問題得到有效解決，本文針對明挖地鐵施工中基坑變形控制策略進行分析。

關鍵詞：明挖施工；基坑變形；地鐵車站

在土方施工工程中，地鐵車站基坑開挖為其中主要環節之一。原有地基土層相對較厚，而開挖技術即對地層進行卸載，開挖地層工作結束過后，地層周邊區域，如巖土等，不免因邊界條件的改變出現質量上的變化，甚至出現地層損失等情況，若無法針對此情況進行有效解決，不但降低地層質量，還將對施工人員人身安全造成威脅。

1.基坑變形分析

1.1樁頂水平位移

支護結構頂部較易受到施工影響，出現變形等情況，而根據樁頂水平位移情況即可對支護結構所產生的變化進行系統觀察。因此，在支護結構遭到破壞即可通過樁頂位移現象進行了解。在開展地鐵基坑開挖工作前期，土體受應力影響，容易出現急速釋放的情況，相關人員可在冠梁及樁頂水平處觀察到，其位移現象開始呈逐漸增加趨勢，此期間，必須及時采取土體支撐措施，否則導致位移水平提升，進而增加坑外地表數米范圍，從而引起一系列施工質量等問題。鋼支撐本身支擋作用相對較強，在安裝鋼支撐環節前期，相關人員應及時對鋼支撐情況進行查看，針對樁頂水平進行調試，保證其水平能夠持續處于平緩狀態，如此才能增加鋼支撐安裝準確性。

1.2鋼支撐軸力變化

開挖及鋼支撐安裝在施工過程中較易出現變化，鋼支撐軸力在此過程中也隨之發生改變。在進行鋼支撐安裝工作前期，鋼支撐軸力較易出現波動，導致此現象的主要原因即為鋼支撐無法充分控制預應力，進而導致預應力在實際施工期間出現較為嚴重損失，從而影響施工機械以及施工整體過程。在安裝完成第一道支撐后，相關人員需開挖支撐下方的土方，此期間，支撐的軸力受開挖影響，將出現軸力增加情況，若所開挖的土方相對較深，地基土將完全屈服于鋼支撐，而鋼支撐的軸力在此期間也得到進一步增加。完成以上工作后，相關人員需對土方進行第二道支撐的安裝，在施工至此環節，第一道支撐受第二道支撐影響，整體軸力開始減小，而第二道支撐則隨著第一道支撐軸力的減小開始呈增加趨勢，而此期間圍護樁頂部水平也開始出現大面積位移，由原本基坑內側逐漸轉換為基坑外側。

1.3地表沉降

地表沉降為地鐵施工期間最為主要問題，若施工期間出現地表沉降現象，不但會對周圍建筑物質量造成影響，還將破壞電纜及地下管道，嚴重威脅施工人員人身安全。深基坑工程開展過程中，不免將產生地表沉降問題，但針對此問題，可采取有效措施進行防治。如：若施工地區長期處于降雨環境下，將一定程度上增加施工區域出現地表沉降幾率，針對此情況，相關人員可在原有施工基礎上，進行施工時間的縮減，實現施工速度的提升，如此將有效避免地表沉降現象的發生。

2.基坑變形的控制措施

2.1基坑開挖控制措施

地鐵車站基坑施工所涉及內容相對較多，因此，較易出現支撐安裝以及土方開挖的混淆現象，為提高施工質量，相關人員應將支撐安裝以及土方開挖工作，以交叉的形式進行。另外，需按照“先支撐后開挖”的順序對地鐵開展施工，在保證施工整體安全性基礎上，實現施工質量的提升。與此同時，相關人員應在滿足施工要求下，針對支撐及挖土操作時間進行縮短，保證4h內完成此兩項工作，避免施工環節應環境的因素變化受到影響。

在開展基坑開挖工作過程中，相關人員首先應對土質進行了解，而后針對開挖順序進行設計，開挖過程中，及時對施工產生失控效應進行觀察。若施工區域具有較為豐富地下水，應對水土流失現象進行合理控制，避免土方因水土流失出現支撐不平衡問題，進而出現基坑坍塌現象，影響整體施工水平。開挖工作面與基坑內支撐結構存在直接關系，被開挖區域的土體由鋼支撐所代替，而此期間土體位移場以及應力場皆發生改變，恢復為原始狀態，此現象亦為時空效應的根本目的。雨季所開展的開挖工作具有一定難度，因此，相關人員在此過程中，應針對基坑變形問題進行合理控制，如此才能保證未來施工工作的有序開展。

2.2鋼支撐控制措施

在施加鋼支撐預應力過程中，應保證施加力度存在準確性及合理性。鋼支撐軸力較易受環境影響，就鋼支撐軸力分析，其上午及下午預測結果存在差異性，導致此問題的主要原因即為早晚溫差問題，由此可得出，鋼支撐變形隨時受周圍溫差影響出現各類變化。因此，相關人員在對鋼支撐施加預應力過程中，應盡量選擇低溫差時間段，避免鋼支撐軸力受對應力等因素影響。若鋼支撐處于地鐵關鍵位置，可將復加應力裝置安裝于關鍵區域，以便對應力的有效調試，從而使支撐處能夠時刻保持良好狀態。與此同時，相關人員應在安裝完成15h后，對鋼支撐處施加二次預應力，避免鋼支撐出現變形等問題。

2.3風險源控制措施

基坑開挖過程中，車站結構以及車站雨水方溝皆為出現施工風險的高發地區，可針對地鐵實際情況對地鐵方溝進行位移，并針對方溝底板以及側墻出進行觀察，避免兩處地區出現漏水等問題，從而提高基坑土體整體質量。為解決雨水方溝的持續滲水問題，相關人員應在基坑開挖過程中，在雨水方溝地區增加防漏相關設備，并采取注漿的方式對方溝浸泡過的部位進行加固，從而避免基坑整體質量受到影響。另外，相關人員還需及時對水管硬化路面進行加厚處理，使其厚度能夠達到20cm標準，而后，將2cm厚鋼板鋪設于上水管線沿線處，保證幅寬距離達到6m，以實現水管保護目的。

結語

總而言之，地鐵為現代我國最為便捷、快速的出行方式之一，能夠在節約人們出行時間基礎上，為人們提供便利。但地鐵車站施工所涉及內容相對較多，而基坑變形亦為地鐵施工中最為嚴重問題，若無法針對此問題進行解決，不但影響地鐵未來發展，還將對我國人民人身及財產造成威脅，為使此問題得到解決，相關人員應針及時對樁頂水平位移現象進行觀察，掌握樁體變形規律，合理控制鋼支撐軸力，明確開挖及支撐順序，進而保障施工質量，實現地鐵車站基坑工程施工質量及效率的提升。

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（作者單位：中交隧道工程局有限公司）