龚奕 高翔 聂浩帆
四川省川建勘察设计院 四川省成都市 610000
摘要:随着人口的急剧增多,交通压力愈来愈重,为了能够有效地缓解交通压力,更好地发展建设利于群众出行的交通工具,增强生活的便利性,就需要政府等相关部门更迅速更好地发展城市轨道交通。本文将从各个方面分析深基坑建设对地铁的影响,进而可以有效地处理好地铁车站深基坑的施工安全问题、基坑深度对车站环境的影响,以及地铁车站深基坑施工过程中对周围建筑的安全控制措施等进行阐述。
关键词:深基坑;地铁车站;周边建筑;影响
一、前言
随着改革开放以来中国经济的飞跃式发展和人口的迅速增长,各式各样的交通方式逐渐进入人们的视野。然而,一些城市公交的拥挤、市内出租的高价已经无法满足人门对物美价廉交通方式的要求,而城市轨道即地铁的出现则完美地适应了人们快节奏的生活方式和便捷顺畅的出行需要。然而,在地铁施工过程中由于周边许多建筑早已建成,深基坑的建设将会对此产生许多无法预知的影响。因此,涌现出了越来越多的地下工程问题,如:造成建筑物地面的土层松动,间接导致建筑物发生沉降或者是侧移。并引起车站结构的隆起。相应地,为了保护建筑物的完整和人民的生命财产安全,在深基坑的建设施工过程中需要进行严密的技术分析。
二、深基坑开挖对周围环境的影响
1.简单来说,土方的开挖过程就是土压力得到发挥的过程。在土方开挖、支护受力、土体位移等发生了一定位移的时候,被动土就会产生巨大的压力,在一定情况下,当位移距离远远超过土体的承受能力的临界点,地面就会因为超越承受能力而出现裂缝。就会严重威胁地面附近建筑物的稳定性。
2.由于深基坑的开挖水动力的条件就也会相应地发生人为的变化。在存在有地下水的地方进行深基坑的开挖和施工会逐渐增加动力水头。当这一过程中,动力水头大于坑底土层的浮重度时,就可能出现流砂。此外,随着深基坑深度的增加,隔水地板就会逐渐变的薄弱,到了不能承受水压的时候,就会出现突涌。基坑周边的地面就可能会发生塌陷,将会严重影响人居环境和出行安全。
3.在深基坑的开挖卸载过程中,基坑的土体就会释放相应的应力空间。土体就可能会向坑底发生凸胀变形,随着开挖深度的进一步加深,坑底将会发生隆起和反弹,周边地面必然发生沉降,而沉降范围和沉降的深度越来越大,产生的未知风险就会愈来愈多。
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三、问题分类
在深基坑的建设过程中主要需要面对的问题大致可以划分为两种:第一种是待建的深基坑施工建设对地铁、地面建筑物、管道、管线等基础设施的影响。第二种为深基坑施工对已建地下工程的交叠和开挖等问题的处理措施。由于地下工程以身所具备的极强的特殊性,所以如果仅仅完全依靠原有的工作经验来进行工程施工是完全行不通的,必须借用其他的施工方式来促进深基坑施工的顺利进行。
四、地铁车站深基坑施工过程中的安全问题
(一)技术方面存在的问题
由于必须要考虑地下工程的特殊性和与地面建筑的相容性要求,深基坑施工过程中所需要的技术分析显得尤为重要。它关系到了深基坑施工的顺利进行和地面建筑的安全。所以,在施工之前就要进行严格的技术分析和施工设计,要充分考虑到施工的各个方面,可能情况下,利用已有的环境条件,减少施工步骤,节省施工成本,缩短施工周期,提高经济效益。
(二)设计方面存在的问题
深基坑支护结构不合理,缺乏相应的技术支持论证和诸多方案的对比分析。参与设计的单位在专业、经验方面薄弱,从而对于基坑围护结构的设计和选型方面不符合要求。此外,设计人员的懒散和领导阶层对施工现场周围环境的片面了解,都会产生巨大的影响。
总而言之,地铁车站的基坑施工必须要考虑到各个方面,选择具有专业资质的企业进行施工管理,将施工工艺与作业环境进行紧密结合,优选更好的施工方案,通过施工凸现实现设计意图,从而更好地发挥设计效果。
五、施工控制要点
(1)在每一个地下墙壁连续接缝处进行加强巩固来弥补地下连续接缝处的缺陷。
(2)设计合理的降水深度,严格控制区分承压井和疏水井。
(3)传统刷壁的机器很难对阴角的界面处起到作用。
六、控制方法
(1)对既有的车站采取主动加固措施
在节点处开挖深基坑风险较大,在不降水的情况下,在基坑开挖至基地时地下水就会沿着水平方向喷涌而出,从而造成换乘节点地下水的流失,且会对运营线路的正常运行造成巨大的影响。如果在换乘节点内部开挖降水则极其容易造成运营线路的沉降。所以在施工过程中,到关键节点时,一方面要加强对换乘节点的沉降适时观测;另外一个方面,要对即将开挖的换乘节点底部进行斜向水平注浆。这样不仅能够加固车站底部的土体的承受力,而且可以有效地防止大范围的水土流失。主动的加固措施对抑制既有车站的变形大有裨益。
(2)设计合理的降水井和承压井
要根据车站深基坑的面积来确定浅层井的数量,对浅层井的施工采用无砂管,对换乘节点处及管道壁外部采用密布网进行严密包裹。
要根据基坑底部的稳定性来确定减压井的数量,使其可以满足基底和基坑开挖面的稳定,在减压井内要采用钢管,需要注意的是过滤管的长度应该与承压井内水的深度相同。在降压井顶部填实粘土,从而来保证深层井可以具备良好的使用效果。
(3)地下连续刷墙壁的质量控制
由于地下连续墙壁较厚,采用传统的吊车配套刷壁器材操作的话,深度范围内难以地下接续墙壁的钢板角保持紧密有序,会严重影响刷壁的质量。
(4)检测技术与分析
通过对车站各个主要检测项目既有线路进行检测,并将研究分析的检测数据报告与设计的规范计算值进行对比,及时对设计和施工进行反馈和指导。检测受力情况和基坑周边环境的检测值都在设计控制之内。
(5)深基坑的信息化施工
随着现代施工企业日趋完善的施工方案和施工技术,施工效率大幅提高,施工效果也日益明显。但在施工过程中,要做到与实际相结合,利用检测数据,做好信息化施工,要明确检测的目标,建立可以实现全面反应动态的检测点,根据不同的环境,选择合适的开挖方式和施工程序。
七、深基坑开挖与环境保护
由上可知,深基坑的施工可能会产生变形,当变形超过限制,就有可能产生巨大的风险。所以如何避免风险,如何有效地控制有害的变形和沉降就显得尤为重要。在深基坑的施工过程中,主要应该从两个方面着手,①控制基坑施工②做好环境保护。
7.1控制基坑施工:做到有序的压力释放,尽量减少变形。要缩短深基坑基坑底部的暴露时间,抑制坑底的隆起和回弹,对底部一道起支撑作用,要防止出现因雨水浸泡而造成坑底土体松弛、强度降低的情况。
7.2做好环境保护:避免在基坑附近从事增加地面负荷的工程施工活动。对于一些因开挖而造成破裂的水管,要及时迅速采取措施进行封堵或迁移,避免造成因地下水渗漏而影响边坡稳定。所以要严格控制施工用水和生产用水的有序。另外,坡脚底部的水沟排水一定要保证顺畅,防止渗漏。
八、结束语
深基坑开挖不仅可能会引起巨大的沉降,而且还会对紧密相邻的地铁车站工程和建筑物基坑本身造成极大的伤害,因此,有效、合理的控制深基坑的开挖所引起的沉降就具有了极其重要的实践意义。在深基坑的施工过程中,要以紧邻的地铁车站的变形数量和基坑结构应力的最小为主要的优化目标,对深基坑的开挖方法进行设计优化,着重分析深基坑的施工对地铁站及周围建筑物和环境影响的评估。使优化后的变形量仍然在可控的安全范围之内,可以为安全顺利施工和设计优化提供有益的参考,并为以后复杂情况下深基坑支护的施工选择和影响提供可靠的借鉴。
参考文献:
【1】.万里波;程芸;冯晓腊;深基坑降水流固耦合数值模拟及敏感性分析[J];地下空间与工程学报;2011年06期
【2】.张明远;杨小平;刘庭金;邻近地铁隧道的基坑施工方案对比分析[J];地下空间与工程学报;2011年06期
论文作者:龚奕,高翔,聂浩帆
论文发表刊物:《基层建设》2015年25期供稿
论文发表时间:2016/3/25
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