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摘要：地铁的构建带来的作用是多方面的，它带动经济发展的同时，也让传统的岩土工程界面临了很多的问题。地铁的特性决定了其站台通常要求建设在建筑物相对较为密集的区域，但是在建筑物群的区域、地下隧道以及管道纵横交错的都市环境中，展开地铁这样的大型土木项目的基础作业，必定会对地铁周边现有的构筑物以及市政管线造成一定程度的不良影响。所以，在保证地铁建设项目安全以及其工期要求的同时，如何高效地控制地铁站台深基坑作业造成的周边地层的位移和沉降，以此来维护周边建筑物、市政道路、管线以及设施的安全与整体性能已经成为地铁构建过程中高度关注的建设难题。
关键词：地铁施工；深基坑支护技术；软土地区
1.软土地区地铁车站基坑工程的施工安全现状
在软土区域地质，软弱淤泥质黏土或者饱和砂性土质一般都有埋设，而且较厚。黏性土质的含水量相对较大、渗透性较弱、抗剪强度相对较低、形变的总量相对较大；饱和砂土很容易出现流砂以及管涌等安全事故。所以在这样的地质中施工，其自身的难度就相对较大，并且基坑项目作业的不确定因素也相对较多。深基坑项目是一种风险系数相对较大的项目。就专业的层面而言，基坑支护体系除了要求符合自己的强度需求之外，还要求符合其对应的形变需求，把基坑附近的土体形变控制在其可承受的范围内，确保基坑周边的建筑物及管线的安全，以此来让基坑项目的规划以及作业开始从强度测控转变成为形变测控。一般的地铁车站基坑深度在15m~20m，通常借助支挡式的支护形式，比如地下连续挡墙、钻孔灌注桩、SMW工法桩以及新兴的钻孔咬合桩等支护体系。这样的一些支护体系，要求使用止水防渗帷幕、土层稳固、排水、挖掘卸载等相关的技术工艺构成因地制宜的较为详尽的基坑支护形式。
2.软土地区地铁基坑变形主要类型
2.1围护结构的变形
随着地铁基坑施工挖掘的不断深入，基坑结构土体的重力会在一定程度上影响墙体，导致墙体产生形变问题。如果结构整体质量较差，就会导致基坑墙体产生严重的不均匀沉降现象。现今我国条形基坑结构体系非常常见，假若将钢管当作是体系建材，那么基坑支护体系的强度以及刚度就会相对较弱，在基坑挖掘的过程中，支撑体系就不能有效地支撑周遭土体所带来的荷载，支撑体系约束力不能有效防止出现纵向形变。伴随着基坑作业的不断跟进，基坑挖掘区间纵向水平的矛盾会日益凸显，初始位移与之后的形变的积累，会让其出现非常严重的基坑变形。
2.2基坑隆起变形
1）基坑施工中的挖掘工作，导致土体重力释放，土体自身的势能让基坑底部出现回弹的问题。2）假若基底回弹，整个基坑体系的土层就会出现松动的情况，而且结构紧密度降低，进而导致基底隆起问题突出。3）在基坑作业时，由于存在结构形变，在结构横向位移形变方向上，基坑体系会对土体形成一定的挤压应力，进一步让基坑出现抬升变形的情况。4）在软土地基中，基坑土层有着相对较高的含水量，水体黏附性质明显，土体黏聚进而产生明显的基坑隆起变形现象。
2.3基坑土体隆起导致的周围地层移动
软土地基基坑土体抬升的基本表现就是隆起幅度最大区域是中间位置，基坑开挖作业完成之后，形变就会逐渐的消失。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但伴随着基坑掘进的不断深入，基坑的深度更是在不断的提升，其内外高度差也被逐渐放大，进一步使外部载荷利用土体给基坑体系带来的水平应力不断提升，一旦应力水平超过极值，就会使基坑的围护体系出现内向位移的现象，进而出现塑性隆起的表象。这种塑性隆起可防止基坑体系弹性形变的出现，附近的地层一样会形成位移，还可能会出现不均匀沉降的情况。基坑挖掘深度将会直接作用到其隆起形变所造成的附近土层位移情况，假若在深度不深的区间出现隆起现象，其底层位移的情况就会愈加明显。
3.深基坑支护技术分析
某地铁工程基坑东西向跨度约118m，南北向跨度190m，开挖深度约10m。地铁隧道斜穿地块北侧。隧道顶部埋深约19m。基坑开挖范围内以粉砂土为主，盾构隧道位于淤泥质粉质粘土层内。
3.1工程特点
本基坑工程有以下特点：一是，下卧既有隧道长距离穿越，影响隧道变形的开挖卸荷范围较大，开挖卸荷引起隧道隆起变形的叠加效应增强，从而使得隧道的最终隆起量难以控制；二是，斜角度穿越，地铁隧道从东南角以小角度穿越本基坑后从西北角穿出，基坑开挖对基坑外相邻侧边隧道变形也有较大影响；三是，围护桩紧贴用地红线，外侧均为主干道路，管线较多，环境复杂。综合考虑工程特点及地铁隧道的变形控制要求，存在以下几个难题：①地下室基础跨越隧道位置工程桩无法正常布置，造成底板跨度达26.2m，设计难度大；②基坑开挖的时空问题，如何确定基坑内部一次开挖合理的长度以及分层开挖的厚度；③距离隧道不同距离处进行三轴加固对隧道产生的影响也是不同的，如何合理确定最佳的加固深度及范围；④隧道与围护交叉段，围护桩的插入深度受到隧道影响，插入深度不足，三轴止水帷幕无法进入相对不透水层。
3.2深基坑开挖技术
深基坑开挖与内支撑梁支护施工一般是交替进行的，支撑安装和土方开挖须同时交替进行，密切配合，以确保支撑及时安装。内支撑柱可使用钢柱以及钢构柱，在进行土方开挖之前做好，而内支撑梁则可采用钢筋混凝土结构，通过3道4榀并配合土方开挖进行施工，采取随挖随撑方法进行施工。支护结构在施工过程中需考虑到支撑点位置的处理问题，内支撑腰梁的支撑点应设置在支护桩侧面。然后通过钢筋混凝土加固深基坑，保证施工过程的安全性。在进行内支撑施工时，要保证钢筋混凝土的质量和强度，并严格按照有关程序进行作业，防止由于钢筋混凝土强度达不到有关要求而发生支撑变形，甚至断裂。
3.3内支撑拆除技术
对于深基坑拆除工作，如果只用切割方法，不会对地铁工程造成影响。但是，如果基坑内施工机械设备使用频率高，且吊运回转半径有一定限制，那么施工造价就比较高；如果采取固体膨胀挤压静态爆破方法来拆除支撑梁，这种方法虽然几乎没有振动，对紧邻地铁的影响比较小，但清渣工作量大。综合考虑各方因素，深基坑支护施工可以静爆为主，并辅之切割进行拆除支撑梁作业。支撑梁柱的结点处可采取切割方法，其切割点为离支撑柱约150mm的地方，避免静爆钻孔产生振动而造成影响，支撑梁以及腰梁可使用静爆方法进行拆除。在下层结构本体的混凝土强度达到原设计的90%以上时方能进行拆除作业。
结语
综上所述，在地铁工程深基坑支护施工过程中，由于施工条件比较差、周边环境比较复杂等，使深基坑施工对紧邻地铁的保护难度不断加大。通过了解并掌握深基坑支护各项技术以及保护措施，并严格按照有关标准及要求规范化操作，综合考虑基坑周边环境，将对地铁工程的影响降至最低，以保证地铁安全。
参考文献
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论文作者:陈正
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第26期
论文发表时间:2018/12/11
标签：基坑论文; 地铁论文; 隧道论文; 深基坑论文; 作业论文; 体系论文; 位移论文; 《建筑学研究前沿》2018年第26期论文;