1、紧贴地铁隧道的建筑深基坑施工技术分析 熊文娟 中铁隧道勘测设计院有限公司 摘 要： 随着我国经济的发展, 城市的现代化建设越来越完善, 更多的城市投建了地铁, 在其中一些城市中, 人们的生活已经离不开地铁。而紧贴地铁的许多深基坑工程正面临着巨大的挑战, 其周围环境错综复杂, 能否制定出完善的施工方案又决定着地铁隧道的安全, 所以, 我们有必要对深基坑的施工技术进行分析, 在安全有保障的前提下, 加强施工的效果。关键词： 地铁隧道; 深基坑; 施工技术; 作者简介：熊文娟, 女, 2011 年 9 月毕业于郑州大学土木工程学院, 土木工程专业。收稿日期：2017-8-8Received： 201
2、7-8-8引言越来越多的城市开始利用地下的空间, 地铁就是其中的一个典型。地铁的周围往往也会在后期建起许多建筑, 而这些建筑的施工会因为其紧贴地铁而变得复杂许多。但传统的施工技术只关注了结构的高稳定性和高强度, 但以不能很好的适应现在地下复杂的环境。因此, 我们应对紧邻地铁隧道的建筑深基坑施工技术进行分析, 以制定完善的施工方案, 加强施工效果, 提高工程的安全性。1 地质条件及具体案例 (见图 1) 1.1 地质条件对于地质条件, 在确定施工方案时, 要考虑很多因素, 有地质的构造、水文条件、地形地貌、地下水系分布等。必须要将这些因素进行全面的分析和考量, 谨慎地制定方案, 因为这会很大程度
3、地对建筑的安全性造成影响。举个例子, 当在地质较软的地方, 就应重视对地基的稳定性, 因为基坑的稳定性对于深基坑工程的质量达标非常重要。图 1 下载原图1.2 具体案例在很多时候, 深基坑的施工方案会由于现实条件的变化而变化, 有时, 会因为一些外在条件, 对土壤条件、支撑强度等都会造成很大的影响, 增加了施工的难度和强度, 甚至施工的不当会使地铁隧道周围产生很大的安全隐患。有一住宅楼建设项目, 其中 5 号楼和地铁间的距离最小, 仅有 20m, 但当地政府对地铁要求, 这栋楼的主体工程必须在制定好的限制期内完工, 及时地进行封顶, 以确保地铁隧道的安全。因此, 在正常情况下, 首先应该对地下
4、车库 (基础底部标高-13.5m) 施工, 之后再完成浅基础住宅楼的施工 (基础底板标高-6.2m) 。但是由于要按时完工, 必须缩短工期, 所以只能先对住宅楼施工, 然后再建设地下车库, 这样地下车库的施工难度就会大大增加。2 深基坑施工及围护技术分析2.1 土方开挖准备工作及方法在开挖前, 需要注意以下几点: (1) 建设地下连续墙, 并保证连续墙的混凝土强度。 (2) 对深基坑进行清理, 将障碍物移除。 (3) 设置排水沟及沉淀池, 以方便抽出的水进入公共的排水管道, 避免堵塞。 (4) 设置监测站点并记录数据。 (5) 综合考量施工地所处的地质条件, 对排水问题进行合理的规划。在深基坑
5、的土方开挖中, 要遵行竖向分层、纵向对称分段的开挖原则, 纵向开挖时要对地质条件进行全方位的分析, 竖向开挖时对支撑距离以及设备的能力进行分析。2.2 深基坑围护的要求深基坑工程由深基坑支护体系的设计、施工、土方开挖等组成的一项系统工程。通过对各种类型的围护结构 (如柱列式、重力式挡墙、以及逆柱法等) 进行考虑, 找到一个最合适的方案以保证工程的施工安全, 以及地铁隧道的安全。深基坑围护的要求有两个方面: (1) 深基坑坡边的控制必须满足对于变形的要求, 不能对其周围和紧贴地铁那侧岩土的安全造成不良影响。 (2) 当在含水量较大的土质上施工时, 要及时的排水, 以保证深基坑能够顺利开挖, 进而
6、可以提高后续工程施工空间的稳定性和适用性。2.3 挖土施工及其围护所要施工的地下车库, 其基坑的形状非常不规则, 而且对深度、宽度和长度都有较大的要求, 这就要求对土方施工高度重视。遵循既定的开挖顺序, 采用最基本的明挖法, 加快施工速度;在完成挖方部分后, 要做到实时地建立一个钢筋混凝土支撑系统。对于其围护, 使用水泥土搅拌桩挡水, 用钻孔灌注桩当涂, 而且将钢筋混凝土支撑系统加在基坑内, 如此, 便构成了一个较为完善的独立维护体系。2.4 深基坑周围环境及保护(1) 首先, 应对深基坑周围的管道分布进行检查, 针对其中一些对于工程有影响的位置要进行实时监测, 针对其中难以移动的大型管线要进
7、行隔断处理。通过注浆法可以解决水平移动达标而沉降程度不达标的问题, 注意操作时要严格处理, 保证深基坑的影响边界线低于所加固的深度。 (2) 一般, 深基坑工程会通过建立防水帷幕, 尽可能地缩小降水的影响范围。但旋喷桩、素混凝土墙等防水帷幕也有很多缺点, 比如, 这些装置的设置会造成成本的升高, 施工强度及难度的增加, 而且, 其防水能力没有想象中好, 因为当地基移动很大的距离时, 这些防水帷幕会因为自身的刚度太高、抗拉能力较弱等原因而出现一些裂缝, 进而使其防水效果大大降低。此时, 就应采用回灌法来解决深基坑降水的问题, 主要是将降水引至地下水中, 使地下水位升高而防止深基坑沉降不均匀, 地
8、下水位较低时, 可使用并点灌注法提升地下水位。 (3) 应对支护体系进行加固。岁软搅拌桩重力挡墙的建设成本比较低, 又可以在短时间内完成建设, 但这样的维护形式变形大, 这就使深基坑的影响范围加大, 可以通过综合挡墙技术, 比如应用墙体自身的补强技术, 以防止在支护体系变形时, 减小其对工程以及地铁隧道的影响。 (4) 应对围护内侧的土体进行加固, 以缩小深基坑围护的变形范围;应对深基坑周边的环境实时监测, 以保证发生沉降或较大位移时, 可以及时地处理, 对深基坑进行回填。其中, 监测一般采用远程监控, 通过网络传输深基坑的变形量, 所以这种信息化的方式可以很直观地反映问题所在。除了基坑变形,
9、 还可以对地表沉降程度、水平位移程度、围护收敛程度、基地隆起变形以及支撑轴力的变化进行监测, 当数据出现问题时会有警报提醒, 以便能够及时对问题地进行处理, 保证工程的顺利进行, 进而保证了深基坑的稳定性和安全性。2.5 深基坑施工存在的问题(1) 在紧贴地铁隧道建设深基坑, 其施工环境很复杂, 形状不规则, 当土方开挖的深度大于 10m 时, 应该用上面提到过三合一的支撑围护, 且尽可能合理地安排施工顺序, 以降低没有支撑对工程的影响。 (2) 深基坑会因为降水措施不完善而出现土体滑坡的问题, 对此, 应该想办法在实际建设中增加几个降水井点, 并合理地规划将这些降水点的分布, 从而对降水进行
10、有效地控制。此外, 可以在土方开挖的过程中通过增加降水点, 避免基地隆起等情况, 进而能够使地铁隧道不受影响, 使工程的质量得到保证。 (3) 要施工的 5 号楼, 其与车库的基础连接处可通过用水泥土搅拌桩来挡土, 这样做会比土体密注浆加固的效果好。 (4) 在土方开挖时, 要注意保证变形量和沉降程度在受控范围内, 同时加大开挖速度, 并时刻关注围护是否合适, 实时进行调整, 以减小工程对地铁隧道的影响。 (5) 为了工程能够顺利的进行, 要着重注意监测情况, 对此应该严格地控制变形值和收敛值, 与以上同理。同时, 要对施工的风险进行分类和评估, 分清楚风险的来源, 制定一些降低风险, 以及应
11、对问题的方案, 其中, 注意却别主观风险和客观风险, 主观风险可以通过调整管理体系来实现。如此, 便是工作人员能在发生问题时对其进行及时地处理。3 结束语总而言之, 随着经济和科技的快速进步, 地铁作为人们日常生活中不可缺少的一部分, 其周边建筑的建设必须引起重视, 深基坑的建设正是保证建筑以及地铁隧道安全的基础, 通过对其施工技术的分析, 找到一些应该提高重视的点。在日后的建设中, 选择更加合理的围护方式, 完善土方开挖的技术, 以达到加强围护和工程效果的目的, 这样才能保证地铁隧道的安全。参考文献1张忠苗, 吴世明, 赵玉勃, 王博.过江隧道深基坑中 SMW 功法加钢支撑围护结构现场监测分析J.岩石力学与工程学报, 2014 (06) :159160. 2伍尚勇, 杨小平, 刘庭金.双侧深基坑施工对紧邻地铁隧道变性影响分析J.岩石力学与工程学报, 2013 (z1) :1819. 3张明聚, 司峰军, 叶新丰, 谢小春.深基坑围护混合支撑体系内力与变形监测分析J.北京工业大学学报, 2015 (11) :4748.
