摘要：近年来，中国的城市化进程明显加快。大多数城市正处于旧城改造阶段。修建地铁已经成为解决城市交通问题的首选。地铁通常穿过城市，位于城市的市区。地铁车站的建设直接涉及深基坑的开挖和支护。深基坑的支护不仅要保证基坑的正常和安全运行，还要防止基坑外的基础和土壤过度移动，以保证基坑附近的建筑物、道路和管道的正常运行。因此对深基坑工程提出了较高的要求，根据土质不同、相邻的 地面建筑物不同，基坑的开挖与支护问题成为地铁车站前期施工的重要技术问题。基坑开挖过程是基坑开挖面卸载的过程，卸载引起基底回弹。同时也引起围护结构在两侧土压力差的 作用下产生水平位移和土体位移。在此基础上．讨论 墙体刚度、基坑开挖顺序、土体加固深度和第1道支撑对支护结构变形和内力的影响。
关键词：深基坑工程；紧邻既有地铁车站；施工安全性；影响分析
1 研究背景
随着我国城市建设进程的快速推进，地铁车站及建筑基坑等地下工程呈现“大、紧、近、深”的特点。庞大的工程数量和复杂的环境增加了施工的不确定性，并进一步干扰了周围建筑空间的正常使用。由于一系列严重的社会事件，如邻近建筑物的开裂、基坑开挖引起的道路坍塌和管道破裂，邻近建筑物的建设对现有地铁站的影响已经成为一个重要的研究课题。
针对以上问题，诸多学者进行了相关研究。基于沈阳地区大量的工程实测数据，经分析推导得到基坑开挖引起邻近既有建筑附加变形的计算方法。在现有研究成果的基础之上提出建筑物受周围基坑工程迫害程度评估系统。采用PLAXIS3D有限元模拟软件对上海某基坑工程进行整体分析，发现分区施工可以充分利用基坑的时空效应从而起到良好的变形控制效果。针对某紧邻地铁车站单侧深基坑工程进行动态模拟，总结了车站结构的变形规律，分析了不同施工方案之间的影响差异。采用ABAQUS有限元软件，考虑隧道衬砌与土的相互作用，研究了基坑开挖对邻近地铁隧道的影响。通过分析深基坑施工对邻近地铁的影响，认为在环境敏感地带采用TRD工法能够满足地铁监护的要求。通过地铁位移监测、基坑变形监测分析，探讨了基于地铁保护的深基坑支护设计及变形控制。采用离心试验模型对紧邻地铁枢纽的深基坑变形特性进行了试验研究，发现“先挖大基坑，后挖小基坑”的开挖方案可以有效地控制基坑变形。采用数值模拟的方法研究了深基坑施工对邻近地铁区间的隧道结构的影响。将有限元软件MIDAS及PLAXIS结合，研究了深基坑开挖对邻近在建地铁车站的影响。
2分析紧邻既有建筑深基坑环境
由于在紧邻既有建筑深基坑支护的施工过程中，周围环境较为复杂，故需要从多方面进行分析：第一，要为了支撑邻近现有建筑的深基坑，在此之前，我们必须充分了解地下管线的数量、类型、规格、材料、形状、埋深、接头形式和基础形式，并掌握重要数据。只有了解这些基本情况，我们才能根据实际施工情况采取合理有效的保护措施。如果在靠近既有建筑的深基坑支护过程中遇到问题，可以及时解决，防止管道故障对深基坑支护产生重大影响。其中水对紧邻既有建筑深基坑支护的隐患最大，因此相关施工人员应对其高度重视，不能让事故发生，制定有针对性的应急预案。第二，充分熟悉深基坑支护形式。如果采用锚杆形式和土钉形式，施工过程中将出现大量土钉和锚杆，这将使建筑施工无法正常进行。如果我们在此之前对基本情况有一定的了解，我们可以在施工过程中充分利用锚杆和土钉。第三，基坑周围的绿色草坪。如果邻近既有建筑的深基坑有大片草坪和绿地，需要相关人员予以高度重视。因为通常城市地区的草坪绿地经常浇水，如果回填土和草坪路径较短，水会渗入回填土中，导致基坑边坡变形和破坏，也可能会坍塌地面道路，长时间积累，对基坑造成越来越多的破坏。
3紧邻既有建筑深基坑施工过程控制
在紧邻既有建筑深基坑支护施工时，主要从围护结构施工、锚杆施工、锚杆腰梁施工及张拉、泄水孔设置等几个方面进行施工质量过程控制。
3.1大角度锚杆施工
作为邻近现有深基坑支护结构的水平支撑，使用内部支撑或锚杆。由于内支架施工成本高、效率低、工期长的特点，在使用锚杆时一般不选择内支架。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因为土壤的宽度被限制在紧邻现有建筑的位置，所以锚杆通常被选择成较大的角度，以提高锚杆的锚固力，并且当条件允许时，锚杆到达现有建筑结构的地板下的位置。大角度锚杆施工难度大，由于粗心大意，锚杆机的钻头容易掉进去，所以钻孔时要注意。锚杆成孔时应避让既有建筑基坑支护的锚杆和土钉，在施工前应对其纵横向间距、杆体角度、长度等支护参数掌握。同一道锚杆的施工角度须相同。
3.2腰梁施工及锚杆张拉
在加工和安装钢腰梁时，必须确保钢腰梁的应力平面垂直于锚杆，以便充分利用锚杆的水平构件。为了保证支护结构的安全，深基坑锚杆的设计轴力一般较大。如果钢腰梁的应力平面不垂直于锚杆，且偏差角较大，钢腰梁的翼板将很容易首先变形，导致锚杆无法达到设计要求的张力锁定值。与小角度锚杆的张拉锁定相比，大角度锚杆的张拉锁定必须严格按照相关规范进行，否则锚杆张拉的损失将导致围护结构的大的水平变形。
3.3围护结构施工
深基坑支护的支护结构采用地下连续墙或护坡桩。根据实际情况，一些基坑边坡由土钉或复合柱砖墙支撑。当拟建建筑的基坑靠近现有建筑结构时，现有建筑基坑支护的锚杆或土钉杆体很可能延伸到拟建建筑的基坑内。由于地下连续墙是机械开挖的，当遇到锚杆或土钉时无法开挖，所以地下连续墙很少用作围护结构。在护坡桩的施工过程中，可以使用机械孔和人工孔。在进行护坡桩施工时，在上部土钉或锚杆段可采用人工成孔，而在下部可采用机械成孔。人工成孔必须无水作业，在有地下水存在时必须提前进行降水。
3.4泄水孔设置
使用土钉或桩锚支护时，支护结构后土壤中存在的水必须及时排出，不应堵塞。为了确保排水，必须在桩间墙或土钉墙的斜坡上设置一定数量的排水孔。排水孔的位置和数量应结合地层和各种水管的埋设位置来考虑。当现有建筑物的基坑边坡由土钉墙支撑，并且肥料箱的回填土中埋有水管时，考虑排水孔时，应击打穿透土钉墙的混凝土表层，以确保回填土中的水能够被排出。
4结论与建议
采用有限元软件对基坑及邻近车站及区间隧道建立了精细化数值模型，对基坑工程的动态开挖进行了全阶段模拟，结合实际经验提出以下几点结论与建议：
1）坑底地层被动区的土壤阻力很小，导致坑底附近的挡土结构位移很大。通过在该地区和其他地方采取加固措施，基坑开挖可以安全进行。
2）混凝土支撑应采用微膨胀混凝土浇筑，防止普通混凝土干缩引起周围土体变形，从而导致地铁结构变形过大。
3）全自动轴力补偿系统可以实时监测并自动补偿支撑轴力，能够有效控制围护结构变形，为保护既有地铁结构提供有力保障。
4）软土地区降水会在较大程度上引起土体结构应力场变化，施工时应当结合实测数据，按需降水，缩短降水时间，确保工程的安全进行。
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论文作者:黄满斌
论文发表刊物:《基层建设》2018年第34期
论文发表时间:2019/1/3
标签：基坑论文; 深基坑论文; 锚杆论文; 地铁论文; 结构论文; 紧邻论文; 建筑论文; 《基层建设》2018年第34期论文;