摘要：随着我国城市轨道交通的快速发展，地铁工程的建设必然会越来越多地涉及复杂的深基坑工程问题。这些深基坑通常紧邻既有建筑物、道路、地下管线等，周边环境复杂，地铁深基坑开挖势必会对这些周边环境产生较大影响，严重的会导致建筑物倾斜、开裂，甚至破坏，最终无法正常使用。因此，在地铁深基坑设计中应考虑对周边建筑物的影响，采用相应的措施确保建筑物安全。
关键词：地铁车站；深基坑开挖；邻近建筑物；影响
1 场地工程地质和水文地质
1.1 工程地质条件
根据地勘报告显示，本场地为冲（坡）-洪积平原，地铁基坑开挖范围内土层主要为①-1层杂填土，②3a-3层黏土、⑤3a-4层黏土，坑底位于（11）2-3a层中风化泥灰岩及（11）2a-1全风化泥灰岩。
1.2 水文地质条件
本场地地下水较少，主要为上层滞水和裂隙岩溶水；上层滞水位于填土层中，主要受大气降水、居民生活用水排放及大气降水补给影响；裂隙岩溶水水位埋深约为9.33-11.88m，抽水试验表明，车站基坑岩溶裂隙水在岩溶裂隙中富水性差异较大，且具有承压性。
2 地铁基坑及建筑物变形控制
2.1 地铁基坑变形控制标准
根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120—99），本地铁基坑结构安全等级为一级，重要性系数为1.1。基坑变形保护等级为一级，地面最大沉降量≤0.15%H，围护墙的最大水平位移≤0.18%H（H为基坑开挖深度），且≤30mm。
2.2 建筑物变形控制标准
根据《建筑地基基础设计规范》（GB50007—2011）的条文说明，考虑到基坑开挖可能造成周边土体产生松动变形，从而造成地表沉降以及发生水平位移，建议车站基坑开挖导致铜山农资总公司基础不均匀沉降控制在如下标准以内：
（1）沉降控制值以10mm控制；
（2）倾斜率控制值以4/1000控制。
2.3 建筑物变形控制措施
为了最大程度减小基坑开挖对该建筑物的影响，满足车站地铁基坑及建筑物的变形控制标准，需采取相应的保护为措施。
（1）在地铁深基坑与建筑物之间设置隔离桩，基坑围护桩加密设置，采用φ1000@1500钻孔灌注桩；
（2）基坑开挖严格按照先撑后挖、分段、分层、对称平衡限时的原则进行土方开挖，满足基坑开挖的“时空效应”原理；
（3）地铁基坑开挖过程中，加强对支护体系以及建筑物的变形监测；若发现监测值超限，立即对建筑物进行跟踪注浆加固处理。
3 建筑沉降监测结果
3.1 地表沉降分析
在基坑工程施工位置周围共设监测点39个，监测点位置大体集中在建筑物四周及基坑垂直长度边上。
下面重点对邻近建筑物的地表监测点所反馈回的沉降监测数据进行收集及分析，监测点分别距基坑边缘位置4m、8m、12m。利用电子水准仪来对基坑地表沉降数据进行测量，得出随基坑开挖深度而导致监测点地表沉降的变化数据。通过对数据进行分析得出，伴随基坑开挖深度的逐渐加深，基坑四周地表沉降值呈明显线上升。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆6个监测点的沉降量最终为23.013mm、23.846mm、26.415mm、32.013mm、36.846mm、39.415mm。基坑周围地表变形特点趋于中间大、两边小，对局部基坑开挖的空间效果进行充分展示。当基坑开挖深度至2m时，地表随即出现一定范围的沉降，但沉降速度不快，约为0.7mm/d，同时沉降值最大的沉降点在基坑2m处。当基坑开挖深度至7.5m时，地表沉降速度明显上升，约为2mm/d。同时，沉降值最大的沉降点从原来距基坑2m处偏移至距基坑8m处，当基坑开挖深度至17m时，地表沉降速度依旧持续加大，但有所放缓，约为1.6mm/d，此时的沉降值最大的沉降点在基坑9m处，大概是0.5倍开挖深度。一旦基坑开挖深度到达底部，沉降点最大沉降值可达到39.415mm，但沉降速度下降至1mm/d。造成上述情况的原因是基坑开挖到达底部后，施工人员对底板进行浇筑，同时对支撑部分进行适当拆除，从而使结构整体刚度变小。此外，部分观测点位置堆积大量建筑材料，使变化量较为明显。在基坑进行中部开挖时，地表点沉降量变化速率极大，伴随基坑开挖深度逐渐增大，变化速率有所降低，可以说明利用围护结构及内支撑结构能够对基坑围护和建筑物稳定起到很好的作用。
3.2 桩体水平位移分析
本工程选取邻近建筑物的三个监测点来对桩体水平位移进行动态监测，并对监测数据进行收集及分析，得出地下连续墙整体水平位移变化数据，通过对数据进行分析得出，对基坑进行初期开挖时，桩体顶部有明显向坑内偏移的情况，但变形量较小。基坑开挖深度到达第二道钢管支撑部位时，桩体最大水平位移为基坑6m深的位置，但桩体变形程度不大。基坑开挖到10m深时，桩体最大水平位移从基坑6m深的位置下降到11m深的位置，桩体有明显水平位移情况。基坑开挖到14.5m深时，桩体最大水平位移从基坑11m深的位置下降到14.5m深的位置，桩体最大水平位移下降到基坑15m深的位置。一旦基坑开挖深度到达底部，桩体最大水平位移下降到基坑18~19m深的位置，桩体变形逐步平稳，增速有所放缓。对于第三道钢管进行支撑后，变形速度显著下降。同时，对数据进行分析还可得出，对基坑进行开挖初期，所有桩体都出现程度不一的变形，其原因是因为桩体各侧土体高度不一致，从而出现压力差，致使维护结构出现水平变形。当基坑开挖将以往维护土压力进行拆除后，基坑底部出现局部凸起，且外侧需对土压力进行主动承担，加之结构支撑在基坑开挖之后进行，因此导致变形情况出现。在进行基坑开挖时，产生一定变形，且最大变形量为15.431mm。所有桩体都出现坑内偏移情况，其原因是钢管支撑的设置在基坑开挖后进行，对墙体变形产生制约，致使桩顶两侧受力不一，出现弯曲变形，进而造成坑内偏移。
3.3 建筑物沉降分析
基坑开挖对邻近建筑物的影响，可以通过利用建筑物沉降监测所得的数据对其进行分析，基坑实际开挖时任意环节出现疏漏都会对周围建筑物造成不同程度的影响。所以，进行基坑开挖时要把对周围建筑的沉降分析作为工程的重点内容。下面选取建筑物中的四个沉降监测点来对建筑物沉降情况进行分析，得出以下结论：远离基坑一面的监测点沉降情况小于临近基坑一面的监测点。伴随基坑开挖逐渐加深，建筑物沉降及差异沉降均处于上升状态。基坑开挖至2m深时，建筑物无显著变化，属于细小变形过程。基坑开挖至10m深时，建筑物变形呈快速上升趋势，加之建筑物沉降受支护结构变形、基坑开挖程度等影响，此时建筑物沉降属于发展过程。一旦基坑开挖至19m时，建筑物沉降及差异沉降达到最大值并逐渐趋于平稳。通过上述分析可以得出，造成建筑物沉降的原因为支护结构变形、土体卸载负荷等，沉降速率从大至小，最后趋于平稳。基坑开挖至底部位置，建筑物沉降速率逐渐放缓且慢慢变小。
结束语
本文分析了地铁深基坑开挖对邻近建筑物的影响，得出以下结论：
（1）地铁基坑设计中应严格控制基坑本身的变形，加强主体围护结构和支撑的整体刚度能有效地控制地面沉降，同时较小基坑开挖对邻近建筑物的影响。
（2）在基坑和邻近建筑物之间设置隔离桩的保护方案，可以降低基坑开挖对邻近建筑物的影响。
（3）基坑开挖过程中，加强对支护体系以及建筑物的变形监测，加强监测频率；若发现监测值超限，立即对建筑物进行跟踪注浆处理。
参考文献：
[1]刘楠，李振.铁路明挖车站宽大深基坑开挖对临近建筑物影响的评估[J].隧道建设，2012，32（3）：328-331.
[2]李进军，王卫东，邸国恩，等.基坑工程对临近建筑物附加变形影响分析[J].岩石力学，2007（28）：623-629.
论文作者:唐玉强
论文发表刊物:《基层建设》2019年第27期
论文发表时间:2020/1/18
标签：基坑论文; 建筑物论文; 位移论文; 地表论文; 地铁论文; 水平论文; 位置论文; 《基层建设》2019年第27期论文;