深基坑施工對鄰近高鐵橋梁影響研究

文∕向建彬

1 前言

現(xiàn)階段我國各地開展的深基坑施工工程越來越多，但這就也使得工程施工階段很多問題的發(fā)生頻率直線上升。為此，工程團隊需要對鄰近高鐵橋梁的深基坑工程進行考察，分析施工中的常見問題，并尋找出最終的解決方法，從而提升深基坑工程施工的安全性。

2 深基坑施工對鄰近高鐵橋梁產生的具體影響

深基坑工程是一項施工難度極高、流程繁瑣的建設工程，工程團隊總是會在該工程的施工階段面臨很多問題，而這些問題如果處理不好就會導致地層不穩(wěn)定、地下水位上下波動大、地表凹陷等情況出現(xiàn)，而這些情況又會進一步危及鄰近高鐵橋的穩(wěn)定性，而高鐵橋梁的穩(wěn)定性又關系到居民出行的安全性。由于全國各地大力開展基礎建設，深基坑工程的建設規(guī)模越來越大，工程數(shù)量也越來越多，很多深基坑工程的施工場地都在高鐵橋附近，這就使得深基坑施工波及鄰近高鐵橋梁，進而影響高鐵橋梁的安全運行。地表變形是深基坑施工時發(fā)生頻率較高的問題之一，工程人員會通過測量地層損失的數(shù)據檢測地表是否出現(xiàn)變形。一般情況下，如果地表不能排水，那么在施工時就容易出現(xiàn)地層損失的情況；不過，有些時候在地層排水沒有出現(xiàn)問題的情況下，土層變化固結也會導致地層損失[1]。

現(xiàn)階段，工程技術人員已經根據土層變化的情況研究出了很多數(shù)據測量方法，但是使用其中大部分方法的前提條件是地層不能正常排水，卻沒有將土層固結劃分到前提條件的范疇之內。同時，盡管以土層非正常排水作為前提條件的測量方法也并不是一步到位的，技術人員必須通過不斷驗算和調整才能保證最終得出結果的準確率。另外，土層固結之后出現(xiàn)的狀況也并不是技術人員可以預知的，因此技術團隊難以就土層固結的情況研究出一種全面有效的測量方法。

3 深基坑工程中的常見問題

3.1 工程措施缺乏時效性

由于深基坑工程團隊的施工人員素質存在局限性，再加上工程管理者的組織能力不足，故而當工程團隊對工程施工階段的問題實施工程措施時，并不能確保措施的時效性。而對于某些問題，如果沒有第一時間采取對應措施，那么就會加大問題的影響力度。

深基坑工程施工示意圖

3.2 施工環(huán)境存在安全隱患

一般情況下，在工程開工之前建設單位都會對開工條件進行檢查，在確保所有條件都能滿足后才會正式通知施工團隊開始施工。然而，深基坑工程卻并非如此。很多深基坑工程的開工都是在緊急情況下，這就導致施工團隊所面臨的施工環(huán)境尚未被完全清理，工程場地中存在大量的安全隱患，從而引發(fā)安全事故的概率也會直線上升[2]。

3.3 該類型工程存在大量不穩(wěn)定因素

深基坑工程屬于巖土類工程，但是這類工程普遍存在大量不穩(wěn)定因素。技術人員無法準確考察實際土層會出現(xiàn)的具體情況，這就導致在工程設計階段會有很多情況是技術人員考慮不到的，而且工程團隊也沒有對這些情況做相應的防護措施，進而導致安全事故發(fā)生。

3.4 數(shù)據誤差現(xiàn)象嚴重

上文中我們提到，很多深基坑工程都是在施工場地尚未清理完全的基礎上進行施工的，所以設計團隊并不能對施工場地進行全面勘察。同時，工程團隊能夠考察的區(qū)域并不能代表整個土質水文的實際情況。由于深基坑工程一般都是采取招投標的形式來確定工程承包方的，故而很多承包方出于自身利益的原因，會直接將不完整的考察結果制定為正式的勘察數(shù)據；在施工階段如果出現(xiàn)任何問題都需要由施工團隊全權負責，給工程施工埋下了很多的安全隱患。

4 減少深基坑施工對鄰近高鐵橋梁不良影響的有效方法

4.1 設計階段的預防措施

鄰近既有高鐵線路的新建交通土建工程，應在設計研究階段就充分考慮其影響。從多種渠道減少深基坑的開挖覆蓋面和深度，例如新建線路選線盡可能遠離既有高鐵線路、提高承臺等地埋結構物、加固軟基和換填的處理工藝上減少開挖等多種措施。

4.2 土方開挖

4.2.1 開挖措施

在深基坑施工的土方開挖工作中，工程團隊會面臨兩種不同的情況，一種是縱向分段，一種是豎向分層次。對于豎向分層次的情況，工程團隊需要考慮支撐的間距，并提前檢查好工程設備的運行情況，在這些因素準備充足之后才能正式開工。對于縱向分段的情況，工程團隊需要安排相應人員對工程場地進行全面勘查，并在設計好細致的開挖規(guī)劃之后才能開工。

4.2.2 具體的準備工作

首先，工程團隊必須提前對施工場地進行清理，將雜物打掃干凈，以排除影響施工的阻礙因素；其次，在開挖深基坑時，需要抽取地下水，工程團隊可以提前設置好相應的排水通道和排水池，同時提前在排水池內預留好沉淀區(qū)域，這樣就能夠確保排水內的固體物質不堵塞水池。另外，由于在后期的施工階段，工程團隊需要監(jiān)測點來測量和檢查相關數(shù)據，因此工程團隊還要確定監(jiān)測點的位置。

4.2.3 開挖流程

在土方開挖施工的初期階段，準備工作是必不可少的。由于不同深基坑工程的施工強度各有不同，所以工程團隊可以在建造連續(xù)墻時將施工強度作為墻體混凝土相關數(shù)據的參考標準。在確定準備工作到位之后，工程團隊還要按照工程的實際情況確定施工方法；在開挖工作開始之后，工程團隊的管理人員要安排施工工人操作挖掘機進行施工，整個流程必須分層遞進；當開挖到一定層數(shù)之后，工程團隊必須安置鋼結構來保證工人的人身安全[3]。

4.3 圍護結構

圍護結構是為了確保基坑穩(wěn)定性而建造的結構，所以工程團隊必須對圍護結構施工予以足夠的重視。在圍護結構施工前期，工程管理者和審計人員需要對鋼架進行全面檢查，特別是檢查鋼架的材料、強度等方面的情況；在安置結構時施工人員還需要將其順直，以此確保圍擋和支撐結構受力正常。其次，工程團隊要將剪切傳遞理論應用到圍護樁施工工序當中，在連接支撐結構時提前考慮到基坑回彈的情況，并預留一定空間來應對這一情況[4]。通常情況下，基坑會出現(xiàn)一定程度的變形，但是如果基坑出現(xiàn)了超出預定情況的變形，這時工程人員應該與設計人員進行溝通，嘗試以增加支撐軸力的措施改變變形狀態(tài)；但是對于變形程度較高的情況，工程團隊則需要利用被動區(qū)注漿的措施來控制圍護結構位置移動的情況；而對于支撐軸力超出考慮范圍的情況，工程團隊可以增加支撐的數(shù)量，以此強化支撐的穩(wěn)定性。

4.4 采用合適的數(shù)值模擬方法

在工程技術領域中，ABAQUS 被視為功能最強大的數(shù)據模擬軟件。深基坑工程的施工人員可以借助這一軟件的優(yōu)勢作用，構建不同種類的數(shù)據模擬庫，從而解決工程施工過程中出現(xiàn)的各種復雜問題。除此之外，技術人員還可以利用這個軟件來模擬深基坑施工的實際情況，從而分析出深基坑施工對鄰近高鐵橋梁是否會造成不良影響。

5 結語

總而言之，在深基坑施工中的很多因素會對鄰近高鐵橋梁產生不良影響，進而出現(xiàn)缺乏時效性、施工環(huán)境存在安全隱患、該類型工程存在大量不穩(wěn)定因素、數(shù)據誤差現(xiàn)象嚴重等問題；而工程團隊必須從關注土方開挖的重要性和圍護機構等方面入手，采取相應的措施來提升深基坑施工的安全性，從而減少深基坑施工對鄰近高鐵橋梁造成的不良影響。