基坑施工對緊鄰地鐵結構安全性的影響分析

劉 偉

（中鐵第五勘察設計院集團有限公司， 北京 102600）

近幾年，我國經濟發展速度越來越快，在已經開始運營的地鐵中，其機構周圍的工程施工也在不斷地增加。建筑工程施工過程中，基坑開挖施工，會給既有地鐵的機構帶來一定程度上的影響，并且目前，也受到了更多的關注與重視。建筑工程施工中，基坑施工會對鄰近的地鐵結構造成一定的變形，有時候嚴重的話，還會給地鐵結構帶來嚴重的破壞。因此，在這種情況下，基坑施工中，要想保障鄰近地鐵結構的安全性，那么在基坑正式施工之前，就要對其給鄰近地鐵結構安全性硬性進行分析，這是非常重要的一項工作。

1 基坑施工對地鐵解結構安全造成的影響

1.1 給地鐵隧道造成影響

1.1.1 引發地鐵隧道側移

在基坑工程施工的時候，一般情況下會開展開挖施工，在開挖的時候機會給鄰近的地鐵隧道帶來一定的影響，間接的引發隧道側移問題，這樣就會給地鐵隧結構的穩定性帶來一定程度上的影響。其具體表現在，當裙樓基坑施工的時候，在剛開始施工時，對鄰近地鐵隧道通過監測發現，基坑施工對其結構所造成的影響不是很大[1]。但是隨著基坑施工的時間越來越長，基坑主體開挖工作的深度開展施工，就會給鄰近地鐵隧道結構造成位移問題，并且其位移量到達了4.0mm。

1.1.2 引發隧道弦向變形

基坑施工的時候，還會影響鄰近地鐵隧道的土體機構，影響其結構的穩定性，這個時候，就要對對地鐵隧道弦向變形問題進行重點的關注，并且在施工過程中，要將檢測工作落實到實處，只有這樣，類似的問題發生率才會得到降低。當地鐵隧道發生弦向變形問題的時候，要對其進行及時的處理，處理的過程中，要盡量做到幾點內容，首先，基坑施工過程種，對地鐵隧道弦向變形問題的監測重視起來，并制定出切實可行的處理措施，使變形問題得到及時的解決，防止變形問題的范圍出現進一步擴大。其次，在基坑施工過程中，要加強施工是企業和施工人員的安全意識，同時還要加強工程施工的規范，將基坑施工給鄰近地鐵結構造成的影響降到最低，保障地鐵隧道可以保持在一個高效、穩定的運行狀態中。

1.2 給地下水控制造成影響

目前，基坑施工開展的時候，一般情況下會設計承壓水控制問題。隨著基坑的施工，其深度也在不斷地發生變化，因此，在基坑設計和分析過程中，承壓水控制也是其設計中的重要內容，并且還是具有一定制約性的關鍵問題。在國外和國內，已經發生過很多因基坑坑底突涌等發導致的工程事故，當基坑發生突涌或者流土的時候，會很難控制住，因此，也會給鄰近地鐵結構安全性帶來嚴重的影響。特別是在一些大城市新區的建設中，通常在一個局部的區域內會有很多的基坑施工，承壓水如果發生大量的抽降，那么肯定就會引起區域地下水發幅度下降，進而導致地層出現大范圍的沉降現象，進而影響鄰近地鐵結構的安全性。

2 基坑施工中鄰近地鐵結構安全性保護措施

2.1 制定合理的基坑挖掘方案，防止影響鄰近地鐵結構

基坑施工挖掘過程中，一般情況下，其采用的是傳統的施工方式，傳統的基坑挖掘施工通常是與基坑規格范圍進行相結合，然后找出施工所需的大概的范圍。最后會在施工范圍中進行開展降水處理環節，如基坑這樣施工，會有效的降低土質的堅硬度，有利進行挖掘。在實際開挖的時候，通過與預先設計的方案結合，在設置支撐結構之后，來正式開展基坑挖掘工作。在挖掘的過程中，會影響土質結構，并且會進一步改變土壤的自然狀態。土體的狀態雖然是固體，但是土壤中間會突然發生大的坑洞，這個時候，土壤周圍的土體也會跟隨水及慣性逐漸的向坑洞方向流去。這樣情形下，就會使得坑洞周圍土壤出現下陷問題。一旦土體自然狀態出現變化，這個時候，其結構自然也會發生一定的變化。所以，在基坑施工的過程中，要想保障基坑施工不會影響到鄰近地鐵結構安全性，那么就需要在傳統基坑挖掘施工基礎上，不斷的創新挖掘的方法。通過與基坑施工的范圍和面積進行結合，合理分化，通過暗處以隔墻支撐，使周圍土體暴露出來的面積從空間上得到減少，這樣能夠使地質變形概率得到有效的降低，進而也實現了保護鄰近地鐵結構的作用。

在對基坑施工挖掘方案進行設計時，第一，傳統的模式要改變，基于傳統施工基礎，支撐的時候，利用隔墻和暗處來支撐。基坑施工過程中，施工要分開開展，將其分為兩期，一期是對基坑整體進行施工，并結合基坑施工范圍，把基坑施工分為三份，而且基坑施工時，中間位置一定要做好隔墻和支撐。二期施工的時候，在鄰近地鐵一側，設置一個長條形的基坑，同時地鐵走向也設置為基坑一樣的長條形，并與基坑的長一致。同時還要對支撐傳力的作用進行有效的加強，合理增加支撐的時間。由于其施工比較方便，因此能夠有效的減少鄰近地鐵范圍土體暴露時間，進而防止土體出現變質。在進行支撐與隔墻的時候，可以選擇鋼筋混凝土材料應用在施工中，并將其有序的十字交叉排列。選擇好的材料，主要的目的是提供支撐與隔墻的質量，而利用十字交叉的方式來排列，主要是保障其穩定性，從而降低其結構改變。

2.2 采用加固措施，確保鄰近地鐵結構

如想保障基坑安全施工，不會給相鄰近地鐵結構安全帶來影響，須制定合理完善的方案，采用這些措施只是一些外在的條件[2]。如果想使鄰近地鐵結構得到更好妥善的保護，一定要對地鐵本身有一個詳細的理解。基坑開展施工前，一定要先加固鄰近地鐵相關設施，這樣地鐵自身的結構才會得到良好的防護，鄰近地鐵結構保戶的目的才會實現。并且，也進一步提高了鄰近地鐵自身的防護能力，降低安全隱患等事故的發生幾率。另外，基坑施工時，要使用加固防護與支撐模式。這樣通過全方位的加固，降低基坑施工時給相鄰近地鐵結構所帶來的損壞。由于不同的基坑施工，會其給相鄰近地鐵設施帶來不同的影響，因此，在制定保護措施的時候，制定的保護措施也是不一樣的。要結合基坑施工方式，選擇合理的加固措施，使得鄰近地鐵設施得到針對性的保護。

在加固地鐵方面的時候，在基坑施工前，就要對鄰近地鐵實施加固處理。例如，地鐵高架樁承臺周圍的加固法，采用鋼筋混凝土混合材料，且在加固處理的時候，應用的是注漿法。基坑實際施工時，加固基坑周圍的動土層，如果加固方法應用的是抽條方式來加固，同時加固被動區，這個時候，其周圍的土壤狀態就不會受到破壞，其土體也不會發生松動現象。在基坑周邊的每個區間，利用剛結構制作模板，同時將混凝土或者是水泥灌注模板中，就會形成一個隔離樁，這樣抗土膨脹能力就會得到提升。然后，通過利用十字交叉的排列方式，將板帶增加到支護結構的每一段中，這樣支護結構受力面積就會實現增強，其結構強度就會更加的穩定。在實施全面、且多層次的加固之后，其之間的相互作用就會得到增強，進而防止土體在破壞的自然狀態下流動，達到保護地鐵機構的目的。

2.3 評估基坑施工路線，提升施工效率

在基坑施工過程中，由于涉及到諸多因素及范圍，施工環節也比較多，因此，一旦任何環節發生錯誤，都會導致嚴重的危險和損失發生[3]。因此，在基坑實際施工以前，需要結合施工經驗，對基坑施工周圍的環境進調查，然后與施工情況進行結合，并對一些細節部分、基坑施工路線等，進行全面的數據分析機評估方案，避免其施工影響到鄰近的地鐵結構，有效的提高其安全性。另外，針對一些突發的情況，應該制定應急解決方案，在基坑施工前，就要對需要加固的位置和材料設計好，充分做好基坑施工前的準備工作。并且，要因地制宜，監測基坑周圍地質情況，不同地質，其制定的保護方案也是不一樣的。

在基坑施工之前，應先對前期經驗進行分析，對同類型工程進行比較，對風險進行評估，調查周圍環境等。建立基坑與相鄰地鐵之間的詳細空間關系，確定基坑工程范圍內地鐵的運營時間和服務性能；根據實際情況，制定了基坑工程的具體實施方案。例如，在深厚軟土地區，基坑支護強度有待進一步加強。對于粉塵地區，必須控制土壤水分，減少降水，避免塌方事故。必要時，我們可以找技術人員模擬整個施工過程的細節，確保工程的安全。在施工中，管理人員應及時檢查工程的施工進度，記錄施工過程。一旦發現施工計劃有偏差，必須及時做好后續施工安排。由于施工過程中不可避免地影響地鐵的正常運營和地鐵內部結構，必須及時采取加固措施，將影響降到最低。在完成基坑施工后，應對施工中存在的問題進行分析和總結，為今后的工作提供一些經驗。

2.4 結合地鐵不同情況，開展加固處理

基坑施工時，不僅在對基坑工程進行加固，同時還要加強地鐵的安全保護措施，這樣地鐵結構安全才不會受基坑施工的影響[4]。地鐵結構安全防護，在保障地鐵安全運營的同時，也要保障地鐵結構的安全。在地鐵和基坑加固中，應制定詳細的方案。通過分析基坑工程對地鐵的不同影響，提出了不同的加固方案。結合基坑尺寸、基坑對地鐵的影響、地鐵對基坑的定位以及基坑的形狀和結構，然后制定針對性的加固措施，有效避免人力物力材料的浪費，進而降低基坑施工對鄰近地鐵所造成的影響。

有些規模比較大的基坑，其給地鐵結構帶來的影響也是比較大，這個時候，可以應用大坑化小坑的方法。首先，將基坑加固分為兩個階段，可以減少靠近地鐵側的暴露時間。它分為幾個小坑，使得每個基坑的規模較小，然后增加支撐力傳遞。土體開挖速度快，支架拆除速度快，主體的聚落結構也要合理劃分。支護結構巧妙，不易倒塌，可靠性高。對于平行于地鐵的狹長基坑，可以采用中間隔墻或暗支撐的加固措施，在被動區可以進行條帶加固。中間隔墻設置在基坑的中間，相當于增加一個相對剛性的隱蔽支撐。施工時，可在混凝土中選用鋼筋材料。采用五種交叉布置方式可提高隔墻的穩定性和可靠性。針對地鐵在基坑下的情況，最關鍵的防治加固是抗隆起。為了控制下伏地鐵的變形，可采用M型或門型鋼筋加固隧道兩側及隧道間的深度，并可分為兩段，相鄰兩個深部加固區的頂部由盾構隧道上方的頂部加固區連接，其他開挖區為淺埋加固區；鉆孔灌注樁在深部加固區間隔施工，底板澆筑在各加固區頂面，一般適用于城市地下空間施工和盾構隧道節點處理。針對經常使用的地鐵，應充分利用空間，減少基坑對其的影響，加強砌塊和層對各層的處理，防止水流造成的坍塌。總之，應根據不同情況制定不同的加固方案和相應的防護措施。

2.5 提高施工人員安全責任意識

所有基坑施工，都具有時間緊、任務重等特點，在實際施工中，不免個別施工人員為了節約成本或者趕工期，在施工過程中會采用一些偏移不達標的材料，或者是施工過程中偷工減料，而這些行為是非常不服責任的。針對這種情況，還需基坑管理人員不斷加強自身的責任意識，在施工之前，須先了解和明確施工具體注意事項，并且對施工人員進行具體有效的培訓，提高施工人員的責任感，管理者也要從中選擇。從長遠發展的角度看，要把責任感的理念傳遞到每一個員工身上，提高每一個員工的安全責任感，監督和監督工人的施工。

3 結語

綜上所述，基坑施工中要對其施工方式重視起來，因為其施工會影響鄰近地鐵結構的安全箱，因此，一定要加強基坑施工的方法和施工技術，制定合理科學的施工方案，分別從基坑挖掘和地鐵結構兩個方面來實施加固處理，才能通過多方位保護，避免基坑施工影響鄰近地鐵結構的安全。