地鐵深基坑施工過程中變形控制技術(shù)

成云

摘要：城市化發(fā)展速度的加快，也推動了我國社會經(jīng)濟的發(fā)展。為緩解城市交通壓力，越來越多的城市加強了對軌道交通的建設(shè)。為確保地鐵工程的良好發(fā)展，應(yīng)結(jié)合具體的工程施工情況，找到施工中變形產(chǎn)生的主要原因，通過變形控制技術(shù)控制變形問題，保障施工的安全和質(zhì)量。為此，以南京寧和城際軌道交通TA01標(biāo)段為例，對地鐵深基坑施工概況進行分析，找到深基坑施工中變形的原因，加強對地鐵深基坑施工中變形控制技術(shù)的研究。

關(guān)鍵詞：地鐵深基坑：施工：變形控制技術(shù)

中圖分類號：U231.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674—3024（2016）05—76—02

前言

通常情況下，地鐵工程位于城市中心、城區(qū)位置，深基坑工程同時位于密布不同建筑、道路管道的環(huán)境中。深基坑施工，具有施工環(huán)境復(fù)雜的特點，這也導(dǎo)致施工變形技術(shù)還需不斷完善。同時，施工風(fēng)險非常大，若基坑開挖施工中發(fā)生基坑變形問題，很容易引發(fā)安全事故，進而造成不必要的人員傷亡。為此，應(yīng)保證施工環(huán)境在安全的條件下，通過針對性的處理措施，對地鐵深基坑變形進行控制。

1地鐵深基坑施工概況分析

以南京寧和城際軌道交通TA01標(biāo)地鐵車站為例，其通過明挖法施工。基坑的長度設(shè)置為180m，圍護的結(jié)構(gòu)通過厚度為800mm的連墻進行設(shè)置，而部分地段圍護結(jié)構(gòu)一鉆孔灌注樁+旋噴樁止水帷幕。基坑的深度設(shè)置為18.4m，標(biāo)準(zhǔn)段的寬度設(shè)置為19.1m，鉆孔灌注樁設(shè)置為01000mm@1100mm，縱向1道混凝土撐、3道鋼支撐。

車站的主體基坑結(jié)構(gòu)底板在2粉土夾粉質(zhì)粘土層中，局部地段為顯示為Y淤泥質(zhì)粘土，每層的厚度約為12.5m，基坑內(nèi)部同時設(shè)有0900mm的抗拔樁。底板處于含有微承壓水的地層中，應(yīng)確保施工時合理的設(shè)置降水井，設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)段可不設(shè)降壓井。

2深基坑施工中變形的成因

2.1坑底土體隆起的原因

基坑底部的土體發(fā)生隆起現(xiàn)象，主要原因包括：基坑開挖使得坑底土體受到豎向荷載卸載影響，進而發(fā)生回彈的情況；

開挖基坑坑底土體，受到負(fù)孔隙水的壓力，使得坑底土體吸水的過程，出現(xiàn)膨脹和軟化的問題；

地面超載/自重的作用下，圍護結(jié)構(gòu)外側(cè)土體發(fā)生向坑內(nèi)移動的現(xiàn)象；

承壓含水層項板的上部分土層重量，不能有效的抵抗承壓含水層頂板的承壓水頭力，導(dǎo)致基坑開挖面下部分的土層產(chǎn)生受損的情況。

由此可見，基坑開挖時，KB-12樁壁、土體間縫和承壓水層為連通的狀態(tài)，這時就容易發(fā)生坑底隆起的問題，隆起約為125mm，進而使得基坑內(nèi)產(chǎn)生嚴(yán)重的積水現(xiàn)象。

2.2坑外地表沉降的原因

坑外地表發(fā)生沉降的主要原因為：淤泥質(zhì)粘土層中，實行三重管旋噴樁止水帷幕施工，促使樁間不能正常止水。因為開挖的深度為18.4m，這也使得地下的水位較高，出現(xiàn)樁間滲漏水的問題：

同時，墻后水土產(chǎn)生大量流失情況，特別是雨季施工中，基坑外地表的沉降值為153mm；

基坑四周重型車輛頻繁行駛，使得主動力學(xué)的指標(biāo)不能保障；

支撐架設(shè)施工不能及時實行，會導(dǎo)致無支撐基坑長期過分暴露/支撐預(yù)加軸力受損，不能及時進行軸力復(fù)加方面的工作。

2.3圍護墻體變形的原因

圍護墻體的變形：水平變形、垂直變形。水平方向產(chǎn)生變形情況，主要因為基坑開挖的深度增加，外側(cè)土體的內(nèi)向壓力，對圍護墻體構(gòu)成一定作用，進而出現(xiàn)圍護墻于內(nèi)側(cè)位移的問題。而外側(cè)土體內(nèi)壓力的分布失衡，造成坑體上部相近的部位產(chǎn)生較大的壓力。這時，墻體變形較大，臨近坑底壓力就會變小，墻體變形也會變小。由此能夠看出，圍護墻體發(fā)生變形問題，會對施工質(zhì)量和安全構(gòu)成嚴(yán)重影響。所以，應(yīng)針對圍護墻體的具體情況進行觀察，若產(chǎn)生變形的現(xiàn)象，應(yīng)充分對變形產(chǎn)生的主要原因?qū)嵭芯唧w的分析。同時，做好圍護墻的加固工作，以此確保基坑開挖的安全。

2.4墻后土體沉降的原因

地鐵車站多位于地下15m以下區(qū)域，土體地質(zhì)的條件具有復(fù)雜的特點。所以，基坑開挖到一定深度的過程，因為土體塑性具有較大的流動性。而土體會以基坑外圍于坑內(nèi)、坑底流動，進而導(dǎo)致圍護墻體出現(xiàn)地表沉降的問題。圍護墻體地表沉降包括：三角形地表和凹槽形地表沉降，地表沉降范圍與地層性質(zhì)、基坑開挖的深度H、墻體入土和下臥軟弱土層的深度、基坑開挖深度、開挖支撐等方法有直接的聯(lián)系。

3地鐵深基坑施工中變形控制技術(shù)的研究

3.1變形的控制和設(shè)計

深基坑變形支護的主要結(jié)構(gòu)包括：可滿足墻體結(jié)構(gòu)、支護結(jié)構(gòu)平衡的結(jié)構(gòu)；可滿足深基坑內(nèi)、外部變形控制的極限結(jié)構(gòu)。其對地鐵深基坑變形控制的特點為：

（1）滿足強度控制的要求；

（2）變形過程，能夠?qū)ψ冃螌嵭蓄A(yù)測，并對控制技術(shù)進行分析。而變形控制也可充分的顯示在設(shè)計內(nèi)容中，并貫穿于施工前～施工后，以此實現(xiàn)基坑內(nèi)、外部環(huán)境的控制效果。

變形控制目的：于基坑內(nèi)、外部環(huán)境下，滿足基坑變形環(huán)境的要求和需求。以此，對基坑變形的時間進行控制，并對基坑變形量、變形速率實行嚴(yán)格控制。

總而言之，基坑變形的控制工作，應(yīng)充分貫穿于變形監(jiān)測工作中、預(yù)測工作中，還需對施工技術(shù)實行嚴(yán)格的檢查。結(jié)合施工環(huán)境的差異，明確變形的控制標(biāo)準(zhǔn)，由于其均可有效的實現(xiàn)變形的控制工作。同時，還應(yīng)結(jié)合具體的施工方案，對變形問題實行動靜態(tài)分析和預(yù)測，進而從根本上規(guī)避變形問題。

基坑變形的控制設(shè)計內(nèi)容，應(yīng)將對基坑變形實行動態(tài)分析，于不同區(qū)域下保持不同的變形狀態(tài)。同時，對不同施工的區(qū)域進行不同的設(shè)計方案和設(shè)計方法，控制的方法主要由正分析、反分析設(shè)計法構(gòu)成。與此同時，受到地段、精度所影響，使得變形分析的過程，會使用經(jīng)驗分析和公式估算、經(jīng)驗分析等方式，對對基坑變形實行經(jīng)驗控制和設(shè)計。上述方法，多適用于一項倆項變形的控制工作中。

3.2變形控制的標(biāo)準(zhǔn)

深基坑發(fā)生變形，主要的控制指標(biāo)為通過相關(guān)的控制措施作為依據(jù)，主要的控制措施中應(yīng)將位移、沉降、隆起、速度等內(nèi)容列入考慮中。現(xiàn)階段，深基坑施工變形的控制還缺少統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。因此，實際施工的過程，應(yīng)結(jié)合地區(qū)深基坑技術(shù)的具體要求，并聯(lián)合以往的實踐經(jīng)驗，歸納出相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。變形的控制措施中，應(yīng)體現(xiàn)對當(dāng)?shù)厥┕l件的了解。同時，將上述考慮內(nèi)容添加于設(shè)計方案中，主要目的為對工程中可能存在的變形應(yīng)力大小、位置實行準(zhǔn)確的計算、嚴(yán)格的控制。然后，通過具體的計算結(jié)果控制深基坑施工中的變形問題。

基坑土方開挖時，需于基坑內(nèi)順著鉆孔樁挖槽，對樁間是否存在滲漏水狀況實行觀察。若樁問存在滲漏水的問題，需及時回填土方，并于對應(yīng)圍護結(jié)構(gòu)的外側(cè)引孔注漿。確保注漿止水，可繼續(xù)實行土方的開挖施工。開挖的過程，應(yīng)加強對土層開挖卸載的加固處理，因為土層無支撐下，會長期暴曬于外部。這也導(dǎo)致深基坑變形越來越嚴(yán)重，即為時間效應(yīng)的所致。所以，施工的過程應(yīng)加強對四周的維護支撐的合理布置，進而選擇最適宜的開挖方式，安排開挖的順序，降低深基坑產(chǎn)生變形的情況。

3.3加強施工的監(jiān)測工作

及時對施工實行監(jiān)測，信息化施工軟土地鐵深基坑施工時，會遇到多種土質(zhì)，同時容易遇到較為復(fù)雜的巖土。這時，就需要加強勘察工作，假設(shè)影響軟土地鐵深基坑穩(wěn)定、施工變形的因素，以此規(guī)避一些變形問題。所以，應(yīng)對深基坑施工實行嚴(yán)格的監(jiān)控，以便于在第一時間了解深基坑施工中容易產(chǎn)生的質(zhì)量問題，并通過針對性的措施進行處理。實踐表明，深基坑施工時，對地表沉降、結(jié)構(gòu)位移情況進行監(jiān)測，能有效控制變形問題。

4總結(jié)

社會經(jīng)濟快速發(fā)展下，地鐵建設(shè)的數(shù)量也在增加。而地鐵施工中受地形所影響，使其需要加強深基坑開挖施工。但是，深基坑施工中，容易產(chǎn)生變形的情況。為此，需減少深基坑施工的變形問題，合理的使用變形控制技術(shù)，以便從根本上提高施工的安全和質(zhì)量，降低施工變形情況的發(fā)生。