基于深基坑施工對(duì)地鐵結(jié)構(gòu)保護(hù)的研究

嚴(yán)志偉

【摘要】隨著城市化進(jìn)程不斷加快，城市地面交通系統(tǒng)不再能滿足人們的出行需求，地鐵建設(shè)越來(lái)越受到人們的重視。而城市建筑施工常常要進(jìn)行深基坑的施工，這就意味著在地鐵附近開展建筑工程施工就有可能會(huì)對(duì)地鐵結(jié)構(gòu)造成破壞，影響到地鐵的安全運(yùn)行，因此，在進(jìn)行建筑工程的設(shè)計(jì)和施工時(shí)就要采取地鐵結(jié)構(gòu)保護(hù)措施。本文就從深基坑施工對(duì)地鐵隧道的影響入手，進(jìn)一步探討深基坑施工應(yīng)采取的地鐵結(jié)構(gòu)保護(hù)措施。

【關(guān)鍵詞】深基坑施工;地鐵結(jié)構(gòu);結(jié)構(gòu)保護(hù)

一般情況下，一項(xiàng)合格的建筑工程必須具有一定的承載能力且其功能作用可以正常發(fā)揮才能夠被投入運(yùn)營(yíng)。如果該建筑工程項(xiàng)目周圍區(qū)域存在土木建筑工程建設(shè)，就會(huì)導(dǎo)致地下結(jié)構(gòu)出現(xiàn)形變現(xiàn)象，從而一定程度上影響到原有建筑工程的穩(wěn)定性和安全性。因此，當(dāng)?shù)罔F附近區(qū)域進(jìn)行建筑工程施工，地鐵區(qū)域的圍巖應(yīng)力就會(huì)發(fā)生變化，進(jìn)而引發(fā)一系列的力學(xué)變化，最終導(dǎo)致地鐵結(jié)構(gòu)受到破壞。地鐵工程施工本身就要進(jìn)行地下開挖，會(huì)對(duì)原本的地質(zhì)結(jié)構(gòu)造成破壞，稍有不慎就會(huì)引發(fā)地面沉降等問題，而地鐵工程順利建成之后雖然地下又形成了新的結(jié)構(gòu)，但結(jié)構(gòu)剛度發(fā)生了變化，更容易受到外力的影響。當(dāng)?shù)罔F周圍區(qū)域開展深基坑施工時(shí)，就極容易發(fā)生地鐵結(jié)構(gòu)形變、地面沉降等問題。

1、深基坑開挖對(duì)地鐵工程的影響

在進(jìn)行深基坑開挖施工時(shí)，為了保持干燥的施工環(huán)境，避免邊坡不穩(wěn)定等問題，常常會(huì)采取降水措施來(lái)降低地下水位。但是隨著降水工作的開展，土體中的孔隙水被排出，就會(huì)出現(xiàn)固結(jié)變形現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致地面沉降等問題，對(duì)地鐵隧道造成影響。降水工作力度越強(qiáng)，土體的應(yīng)力就越大，地鐵隧道受到的壓力也就相應(yīng)增加。也即是說(shuō)，當(dāng)?shù)罔F附近開展深基坑施工時(shí)，開挖會(huì)造成荷載力撤出再加上降水會(huì)造成荷載力增加，這種情況下就會(huì)出現(xiàn)盾構(gòu)隧道豎向位移問題。除此之外，深基坑開挖會(huì)加重地鐵隧道的水平向應(yīng)力，而豎向應(yīng)力則不會(huì)受到影響，這就會(huì)導(dǎo)致隧道的水平向拉伸趨勢(shì)更加明顯，出現(xiàn)隧道收斂變形的問題。

隨著地鐵工程在城市中的進(jìn)一步普及，出現(xiàn)了越來(lái)越多的基坑開挖、堆載等施工對(duì)附近區(qū)域地鐵結(jié)構(gòu)造成破壞的事件，關(guān)于這方面的解決措施研究也隨之出現(xiàn)。但是，目前對(duì)降水工作影響附近區(qū)域地鐵結(jié)構(gòu)的文獻(xiàn)資料較少。但是，在實(shí)際的深基坑施工過程中往往會(huì)遇到地下水位較高的問題，這就需要進(jìn)行降水來(lái)保證施工的順利進(jìn)行，降水過度又會(huì)導(dǎo)致地面沉降問題，進(jìn)而對(duì)附近區(qū)域的地鐵工程結(jié)構(gòu)造成破壞，甚至可以說(shuō)降水導(dǎo)致的地埋沉降問題比開挖、堆載更加嚴(yán)重。降水對(duì)地鐵結(jié)構(gòu)的影響更具有研究?jī)r(jià)值，但目前關(guān)于這一課題研究還比較少，仍需要進(jìn)一步的探索。

2、深基坑支護(hù)應(yīng)對(duì)措施

2.1防止支護(hù)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)水平位移現(xiàn)象的有效方法

在深基坑施工中，支護(hù)結(jié)構(gòu)是維護(hù)基坑施工與周邊環(huán)境安全性的有效手段，支護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移現(xiàn)象比較多見，應(yīng)用樁錨結(jié)構(gòu)以及樁加內(nèi)支撐系統(tǒng)等方式能夠?qū)Υ诉M(jìn)行有效控制。在某項(xiàng)深基礎(chǔ)工程中，因?yàn)樘钔翆雍穸缺容^大，因此致使預(yù)應(yīng)力錨索很難實(shí)現(xiàn)最好的錨固效果，此外，深基坑施工現(xiàn)場(chǎng)的場(chǎng)地空間也有一定的制約性，更增加了運(yùn)用錨索支護(hù)方式的不適宜性，同時(shí)，在場(chǎng)地內(nèi)基坑邊線與用地紅線距離的限制下，該工程的支護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)建方式還可以應(yīng)用支護(hù)樁（墻）中心島式逆作法，亦或是支護(hù)樁（墻）加內(nèi)支撐支護(hù)，但是該工程的基坑開挖面積在2600平方左右，因?yàn)閳?chǎng)地空間原因，中心島式逆作法的優(yōu)勢(shì)難以具體發(fā)揮，基坑所具備的縱橫向跨度偏小的特點(diǎn)，運(yùn)用內(nèi)支撐體系是相對(duì)理想的選擇，運(yùn)用此方式還能起到有效控制基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移的作用。

2.2做好地下水控制的有效方式

在具體的深基坑施工過程中，有效控制地下水位也是地鐵結(jié)構(gòu)保護(hù)的重要方式，從某種角度看，采用咬合樁兼作止水帷幕的方式具有良好的應(yīng)用效果，某深基坑工程南側(cè)臨近地鐵出入口，因此在基坑施工中，需要在基坑南側(cè)的外部合理加設(shè)水泥攪拌樁，保證將止水及變形做到位。支護(hù)樁樁長(zhǎng)需要參考基坑每一面的地質(zhì)條件確定，支護(hù)方式可以應(yīng)用鋼筋混凝土支撐結(jié)構(gòu)，出于對(duì)后期施工需求的考慮，進(jìn)行基坑工程施工時(shí)，可以利用集水坑及明溝實(shí)現(xiàn)降排水效果，具體方式就是在基坑頂部外端與底部四周砌壘引水溝，以間距20～30m的標(biāo)準(zhǔn)留設(shè)集水井，防止地表水或者生活用水進(jìn)入基坑或者基坑四周土層，進(jìn)行基坑開挖時(shí)，通過明溝飲水，利用集水井降水，將地下水位控制在坑底一下0.5m的范圍，集水井和排水溝的深度需要隨著開挖的推進(jìn)而增加。

2.3深基坑監(jiān)測(cè)周期和注意事項(xiàng)

在深基坑施工過程中，需要以具體的施工進(jìn)度與測(cè)量反饋為依據(jù)，進(jìn)行測(cè)量次數(shù)和時(shí)間的調(diào)整，在變形觀測(cè)環(huán)節(jié)，首先要在觀測(cè)前嚴(yán)格校驗(yàn)相關(guān)企業(yè)設(shè)備的具備性能與工作狀態(tài)，并進(jìn)行記錄，還要合理安排觀測(cè)人員，嚴(yán)格遵循變形觀測(cè)的相關(guān)要求，保證變形觀測(cè)的規(guī)范性，觀測(cè)記錄需要明確記載變形觀測(cè)過程中氣象、施工進(jìn)度等各方面的真實(shí)狀況。其次，進(jìn)行第一次觀測(cè)時(shí)，需要合理增加觀測(cè)次數(shù)，以便保證觀測(cè)數(shù)據(jù)的科學(xué)性與準(zhǔn)確性，并將第一次變形觀測(cè)所得數(shù)據(jù)作為每個(gè)周期觀測(cè)的起始值。同時(shí)，還要以定期檢測(cè)方式確?；鶞?zhǔn)點(diǎn)或工作基點(diǎn)的穩(wěn)定性。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，城市地面交通系統(tǒng)難以承擔(dān)人民的交通需求，因此城市建設(shè)開始縱向延伸，地下空間資源被不斷開發(fā)，地鐵建設(shè)發(fā)展迅速，建筑工程的基坑施工深度也不斷增加。而深基坑施工會(huì)對(duì)施工區(qū)域附近的地鐵結(jié)構(gòu)造成影響，極容易引發(fā)地面沉降、地鐵隧道形變等問題。因此，在深基坑施工中要采取相應(yīng)的地鐵結(jié)構(gòu)保護(hù)措施，施工單位應(yīng)當(dāng)通過加強(qiáng)基坑支護(hù)強(qiáng)度，控制支護(hù)結(jié)構(gòu)位移等方式提升土體強(qiáng)度，控制基坑內(nèi)外地下水位，避免過度降水引發(fā)地面沉降，在施工過程中也要借助儀器設(shè)備對(duì)施工進(jìn)度和土體、地鐵結(jié)構(gòu)變化進(jìn)行定期監(jiān)測(cè)，以便技術(shù)調(diào)整施工計(jì)劃，保證將地鐵結(jié)構(gòu)形變控制在合理范圍內(nèi)。

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