基于深基坑施工對地鐵結(jié)構(gòu)保護的研究

嚴志偉

【摘要】隨著城市化進程不斷加快，城市地面交通系統(tǒng)不再能滿足人們的出行需求，地鐵建設越來越受到人們的重視。而城市建筑施工常常要進行深基坑的施工，這就意味著在地鐵附近開展建筑工程施工就有可能會對地鐵結(jié)構(gòu)造成破壞，影響到地鐵的安全運行，因此，在進行建筑工程的設計和施工時就要采取地鐵結(jié)構(gòu)保護措施。本文就從深基坑施工對地鐵隧道的影響入手，進一步探討深基坑施工應采取的地鐵結(jié)構(gòu)保護措施。

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

一般情況下，一項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)揮才能夠被投入運營。如果該建筑工程項目周圍區(qū)域存在土木建筑工程建設，就會導致地下結(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?shù)罔F附近區(qū)域進行建筑工程施工，地鐵區(qū)域的圍巖應力就會發(fā)生變化，進而引發(fā)一系列的力學變化，最終導致地鐵結(jié)構(gòu)受到破壞。地鐵工程施工本身就要進行地下開挖，會對原本的地質(zhì)結(jié)構(gòu)造成破壞，稍有不慎就會引發(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?shù)罔F周圍區(qū)域開展深基坑施工時，就極容易發(fā)生地鐵結(jié)構(gòu)形變、地面沉降等問題。

1、深基坑開挖對地鐵工程的影響

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

隨著地鐵工程在城市中的進一步普及，出現(xiàn)了越來越多的基坑開挖、堆載等施工對附近區(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，目前對降水工作影響附近區(qū)域地鐵結(jié)構(gòu)的文獻資料較少。但是，在實際的深基坑施工過程中往往會遇到地下水位較高的問題，這就需要進行降水來保證施工的順利進行，降水過度又會導致地面沉降問題，進而對附近區(qū)域的地鐵工程結(jié)構(gòu)造成破壞，甚至可以說降水導致的地埋沉降問題比開挖、堆載更加嚴重。降水對地鐵結(jié)構(gòu)的影響更具有研究價值，但目前關(guān)于這一課題研究還比較少，仍需要進一步的探索。

2、深基坑支護應對措施

2.1防止支護結(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，支護結(jié)構(gòu)是維護基坑施工與周邊環(huán)境安全性的有效手段，支護結(jié)構(gòu)水平位移現(xiàn)象比較多見，應用樁錨結(jié)構(gòu)以及樁加內(nèi)支撐系統(tǒng)等方式能夠?qū)Υ诉M行有效控制。在某項深基礎(chǔ)工程中，因為填土層厚度比較大，因此致使預應力錨索很難實現(xiàn)最好的錨固效果，此外，深基坑施工現(xiàn)場的場地空間也有一定的制約性，更增加了運用錨索支護方式的不適宜性，同時，在場地內(nèi)基坑邊線與用地紅線距離的限制下，該工程的支護結(jié)構(gòu)構(gòu)建方式還可以應用支護樁（墻）中心島式逆作法，亦或是支護樁（墻）加內(nèi)支撐支護，但是該工程的基坑開挖面積在2600平方左右，因為場地空間原因，中心島式逆作法的優(yōu)勢難以具體發(fā)揮，基坑所具備的縱橫向跨度偏小的特點，運用內(nèi)支撐體系是相對理想的選擇，運用此方式還能起到有效控制基坑圍護結(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)的外部合理加設水泥攪拌樁，保證將止水及變形做到位。支護樁樁長需要參考基坑每一面的地質(zhì)條件確定，支護方式可以應用鋼筋混凝土支撐結(jié)構(gòu)，出于對后期施工需求的考慮，進行基坑工程施工時，可以利用集水坑及明溝實現(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的標準留設集水井，防止地表水或者生活用水進入基坑或者基坑四周土層，進行基坑開挖時，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而增加。

2.3深基坑監(jiān)測周期和注意事項

在深基坑施工過程中，需要以具體的施工進度與測量反饋為依據(jù)，進行測量次數(shù)和時間的調(diào)整，在變形觀測環(huán)節(jié)，首先要在觀測前嚴格校驗相關(guān)企業(yè)設備的具備性能與工作狀態(tài)，并進行記錄，還要合理安排觀測人員，嚴格遵循變形觀測的相關(guān)要求，保證變形觀測的規(guī)范性，觀測記錄需要明確記載變形觀測過程中氣象、施工進度等各方面的真實狀況。其次，進行第一次觀測時，需要合理增加觀測次數(shù)，以便保證觀測數(shù)據(jù)的科學性與準確性，并將第一次變形觀測所得數(shù)據(jù)作為每個周期觀測的起始值。同時，還要以定期檢測方式確?；鶞庶c或工作基點的穩(wěn)定性。

結(jié)語：

綜上所述，城市地面交通系統(tǒng)難以承擔人民的交通需求，因此城市建設開始縱向延伸，地下空間資源被不斷開發(fā)，地鐵建設發(fā)展迅速，建筑工程的基坑施工深度也不斷增加。而深基坑施工會對施工區(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的地鐵結(jié)構(gòu)保護措施，施工單位應當通過加強基坑支護強度，控制支護結(jié)構(gòu)位移等方式提升土體強度，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備對施工進度和土體、地鐵結(jié)構(gòu)變化進行定期監(jiān)測，以便技術(shù)調(diào)整施工計劃，保證將地鐵結(jié)構(gòu)形變控制在合理范圍內(nèi)。

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