城市地鐵基坑變形控制分析

　　【摘要】：本文以深圳地鐵5號(hào)線(xiàn)為背景，通過(guò)對(duì)周邊環(huán)境及邊界條件、水文地質(zhì)、地下管線(xiàn)、技術(shù)支持等因素進(jìn)行分析研究，結(jié)合工程實(shí)際對(duì)基坑維護(hù)變形提出了合理的解決措施，為類(lèi)似工程項(xiàng)目施工方案提供借鑒。

　　【關(guān)鍵詞】：深圳地鐵，基坑變形，圍護(hù)

　　前言

　　現(xiàn)代城市的高速發(fā)展，由于城市土地的限制和車(chē)輛的不斷增多，路面交通變得越來(lái)越擁擠、復(fù)雜，而城市地鐵具有方便、快捷、無(wú)廢氣排放，對(duì)城市的交通疏解及城市形象的提升起到良好的作用等優(yōu)勢(shì)，被國(guó)內(nèi)外各大城市廣泛采用。城市地鐵通常穿梭在人流密集的商業(yè)及居住區(qū)域，因此，地鐵站基坑周?chē)�往往布有大量的公用管線(xiàn)和建筑物。如何控制地鐵深基坑在施工過(guò)程中由于圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形及位移引起的地面沉降成為地鐵深基坑施工的重要問(wèn)題。文章通過(guò)以深圳地鐵5號(hào)線(xiàn)為背景，結(jié)合作者施工經(jīng)驗(yàn)，對(duì)地鐵基坑變形控制方法做了闡述分析。

　　一、工程項(xiàng)目簡(jiǎn)介

　　深圳地鐵5號(hào)線(xiàn)貫穿深圳城市建設(shè)的第一、二圈層，連接城市總體規(guī)劃的西、中、東三條發(fā)展軸，是深圳市軌道交通網(wǎng)絡(luò)中“南北貫通、西聯(lián)東拓”、“擴(kuò)大內(nèi)陸腹地對(duì)外交通”的骨干線(xiàn)，地鐵5號(hào)線(xiàn)的建設(shè)對(duì)形成深圳軌道網(wǎng)絡(luò)基本骨架至關(guān)重要。深圳地鐵5號(hào)線(xiàn)5305標(biāo)段，綜合施工難度巨大，集中了硬巖盾構(gòu)掘進(jìn)施工，下穿廣深鐵路、布吉河，下穿密集建筑群等多項(xiàng)技術(shù)難題。

　　地鐵施工由于場(chǎng)地比較小，在開(kāi)挖卸載的過(guò)程中，容易產(chǎn)生土體應(yīng)力釋放，使地鐵基坑周?chē)�由于土體內(nèi)力失去平衡而發(fā)生變形及土體滑移破壞，從而導(dǎo)致周?chē)�建筑、路面、地下管線(xiàn)產(chǎn)生破壞，造成事故。

　　二、基坑施工控制措施

　　本標(biāo)段區(qū)間隧道洞身全、強(qiáng)、中、微風(fēng)化巖石均占不小比例，且不斷變化，導(dǎo)致施工圖設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行工法調(diào)整，而且存在同一段必須應(yīng)用多種控制方法才能完成施工任務(wù)的情況，給城市地鐵施工帶來(lái)很多不便。

　　1、地鐵基坑井點(diǎn)降水、排水

　　地鐵基坑在施工前，首先需要將坑內(nèi)的地下水位降低并排除，使土體通過(guò)排水固結(jié)達(dá)到一定強(qiáng)度，從而提高坑內(nèi)土體的水平抗力，減少基坑的變形量，并增強(qiáng)深基坑的穩(wěn)定性。基坑在施工前一般情況下，提前一個(gè)月開(kāi)始進(jìn)行井點(diǎn)降水。在進(jìn)行降水時(shí)需要設(shè)置足夠的觀(guān)察孔和地面沉降觀(guān)察點(diǎn)，基坑降水以不影響周?chē)�建筑和地下管線(xiàn)的安全為原則。其目的時(shí)為了防止因圍護(hù)墻滲漏水從而使基坑外周?chē)�的地下水位也跟隨下降，造成對(duì)周?chē)�的建筑、地下管線(xiàn)、道路破壞。對(duì)于一些需要抽降承壓水的地段，則需要嚴(yán)格控制好承壓水的抽降時(shí)間和深度，在底板砼已經(jīng)完成施工的地段停止抽水。隨著基坑開(kāi)挖由淺入深，沉降水抽降也應(yīng)跟隨變化。要注意不要因?yàn)槌樗�過(guò)多導(dǎo)致地面沉降塌陷，也不能因?yàn)槌樗�過(guò)淺危及坑底安全。設(shè)置合理的排水溝，及時(shí)有效的排除積水能防止水流對(duì)坡體的沖刷、浸泡，防止滑坡。

　　2、基坑周?chē)�土體加固

　　由于地鐵基坑施工時(shí)破壞了土體內(nèi)力的平衡，基坑周?chē)�土體加固目的是為了加固軟弱土層的結(jié)構(gòu)來(lái)提高周?chē)�的土體強(qiáng)度，增強(qiáng)其抗穩(wěn)定性能力，控制圍護(hù)墻的變形量，從而達(dá)到控制地面沉降。根據(jù)土體變形特征，可采用注漿加固、深層攪拌樁加固、旋噴法加固等方法進(jìn)行加固。如布吉站～百鴿籠站區(qū)間隧道貼近3號(hào)線(xiàn)、深惠公路橋基，并下穿布吉河、7層樓房，地勢(shì)變化較大。結(jié)合線(xiàn)型、地面情況，分析地質(zhì)因素，控制好隧道埋深，采用土壓平衡盾構(gòu)法施工，硬巖段采用礦山法開(kāi)挖，盾構(gòu)通過(guò)后模筑二次襯砌。隧道穿越布吉河時(shí)，處在礦山法開(kāi)挖段，隧道結(jié)構(gòu)頂?shù)胶拥拙嚯x約5米（為減少布吉站埋深，此距離不宜太大）。河底開(kāi)挖時(shí)，地層堵水為重點(diǎn)，采取以下措施：旋噴加固河底土體，橫向左右各9m，豎向至強(qiáng)風(fēng)化層；對(duì)河床加固區(qū)表面作防滲處理；開(kāi)挖時(shí)洞內(nèi)加強(qiáng)輔助措施。在布百區(qū)間隧道穿越兩棟7層公寓樓，控制好隧道埋深，采用合理的盾構(gòu)推進(jìn)參數(shù)，信息化施工，必要時(shí)對(duì)樓房基礎(chǔ)跟蹤注漿，控制樓房沉降量。

　　3、地鐵基坑鋼管支撐

　　地鐵基坑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)通常采用直壁圍護(hù)墻、型鋼、鋼筋砼圍囹、鋼管支撐組成深基坑圍護(hù)體系。鋼管支撐為軸心受力結(jié)構(gòu)，在安裝時(shí)必須注意直順無(wú)彎曲，接頭緊密牢固，確保圍囹接觸處有足夠強(qiáng)度與剛度，對(duì)其之間的間隙可采用速凝細(xì)石混凝土將其封實(shí)。遇到有角撐，可以在圍囹或圍護(hù)墻的連接處，設(shè)置專(zhuān)門(mén)的斜支座確保支撐軸心受力，還要考慮在圍囹與圍護(hù)墻間剪力傳遞的措施；支撐與格構(gòu)柱的連接必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行施工，同時(shí)還要考慮到基坑回彈的因素；在施工時(shí)要經(jīng)常校驗(yàn)油泵，確保其正常工作，數(shù)據(jù)可靠，并對(duì)每根支撐施加預(yù)應(yīng)力值記錄備案，以便核實(shí)檢查。一旦鋼支撐的支撐軸力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求或者由于扭曲過(guò)大，就會(huì)使支撐失去穩(wěn)定性和抗力，破壞圍護(hù)結(jié)構(gòu)甚至使基坑坍塌，造成嚴(yán)重安全事故。如地鐵百鴿籠站主體結(jié)構(gòu)采用雙層復(fù)合墻結(jié)構(gòu)。受場(chǎng)地條件限制，采用鉆孔灌注樁＋旋噴樁、鉆孔咬合樁、地下連續(xù)墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)方案均能滿(mǎn)足要求，見(jiàn)圖1：

　　4、基坑坡度控制

　　根據(jù)土質(zhì)的特性確定基坑坡度，上下道支撐之間層坡須控制得當(dāng)，過(guò)緩容易造成坡腳處無(wú)支撐暴露面積過(guò)大，時(shí)間一長(zhǎng)，基坑圍護(hù)墻變形也會(huì)變大；過(guò)陡時(shí)遇到下雨或土體的含水量偏大容易產(chǎn)生坍方滑坡。

　　5、控制基坑周邊荷載

　　通常由于基坑施工范圍狹小，各種大型施工機(jī)械設(shè)備、材料甚至土方堆放在基坑周?chē)�，長(zhǎng)時(shí)間擺放容易造成基坑圍護(hù)變形增加和失穩(wěn)，形成隱患。對(duì)于一些比較長(zhǎng)時(shí)間少用的重型設(shè)備及材料盡量不要堆放基坑周?chē)�，以減少對(duì)基坑圍護(hù)的損害。

　　6、施工全過(guò)程監(jiān)控

　　基坑在施工時(shí)及時(shí)監(jiān)控地面沉降、基坑圍護(hù)變形和位移、地下水位、鋼管支撐等，是施工的必要手段，通過(guò)及時(shí)準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)接近或超過(guò)警戒數(shù)值，能發(fā)現(xiàn)在施工時(shí)出現(xiàn)存在的問(wèn)題，及時(shí)改善、調(diào)整方法步驟，采取相應(yīng)的解決措施，有效的控制基坑圍護(hù)的變形，確保施工的質(zhì)量和安全。

　　三、結(jié)論和建議

　　地鐵基坑在施工時(shí)可根據(jù)施工條件、環(huán)境條件、地質(zhì)等各方面因素，組建一個(gè)高素質(zhì)、高水平管理優(yōu)秀的施工隊(duì)伍，能有效的提高施工的進(jìn)度和施工質(zhì)量，減少施工成本；根據(jù)不同的地質(zhì)條件，采取相對(duì)應(yīng)合理有效的施工方案，通過(guò)信息化施工，全過(guò)程及時(shí)有效的監(jiān)測(cè)，控制基坑圍護(hù)變形位移、地面沉降等，確保施工的質(zhì)量和安全�！　�

　　參考文獻(xiàn):

　　[1]楊敏,熊巨華,馮又全.基坑工程中的技術(shù)與應(yīng)用[J].工業(yè)建設(shè),1998,9.

　　[2]潭志勇,王余慶,周根壽.支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形的影響因素分析[J].工業(yè)建設(shè),1999,5.