地鐵基坑支護與施工的研究分析

李 強

（中鐵十九局集團軌道交通工程有限公司 新疆 烏魯木齊 830000）

1 基坑支護與維護

地鐵基坑工程涉及的方面非常廣，包含維護結構、支護體系（如圖1）、土方開挖、止水、降水、地基加固、施工監測、環境保護等，在這些方面中需要的技術也有難點，例如對于土質的要求，在施工過程中土力學的強度、變形等，所以在基坑設計上需要滿足結構的要求、材料強度的要求。

圖1 基坑支護圖

基坑支護的設計內容包括：

（1）支護結構需要有抗傾覆，穩定性高的要求，需要對墻體入土深度進行確認；

（2）對支護墻結構和基坑抗滑動進行核算；

（3）對基坑底部的隆起、回彈進行核算設計；

（4）對基坑內支護的布置及架、拆的順序進行設計；

（5）對支護墻的變形和內力進行設計；

（6）對擋土機構和節點進行設計，同時需要控制基坑地面沉降、地層位移。

基坑維護包括擋土、止水、降水等，而擋土又包含擋墻、支撐，擋墻的形式又有鉆孔灌注樁擋墻（圖2）、套管咬合樁擋墻、地下連續墻、SMW工法、旋噴樁帷幕墻、凍結法維護。

圖2 鉆孔灌注樁擋墻

SMW工法又叫勁性水泥土攪拌連續墻，它的結構就是將型鋼或者其它芯材放入水泥土攪拌樁里邊，這種方法效果非常好，它具有一定的承力和防滲功能，同時在施工場地上，需要的場地小，施工周期短，效率高，對周圍的環境影響小，不會產生廢棄泥漿。

而且對于插入里邊的鋼材也不作特殊要求，還可以回收利用，例如H型鋼、槽鋼等，鋼材的回收是通過在鋼材的四周用泡沫圍住，再注入水泥土，這樣在圍擋完成之后，可以將里邊的鋼材拔出來，SMW工法的樁體排布可以分為單排和雙排水泥土攪拌樁。

SMW工法在設計上需要對圍護結構進行受力分析，受力分析公式如下：

式中：ECS—水泥土攪拌樁型鋼混合體彈性模量；

ES—型鋼的彈性模量；

ICS—水泥土攪拌樁型鋼混合體慣性矩；

IS—型鋼的慣性矩。

在對整個基坑維護設計完成之后，需要對圍護進行強度驗算，驗算的內容包括抗彎驗算和抗剪驗算，這樣才能在維護施工完成之后起到對基坑維護的作用。

2 基坑土方開挖施工

基坑土方開挖施工的要點是要具備深基坑工程的土方開挖施工組織，而這個組織中需要有建設要求、施工條件和施工管理等要求，要有施工進度計劃，對施工現場的規劃，對施工平面布置，物資供應以及成本控制等。

基坑土方施工應重視基坑維護結構的質量，包括維護樁、支撐等；需要注重土方開挖養護齡期，這樣可以保證強度和壽命；在基坑的四周禁止堆放一切材料；注重現場車輛和挖土機械的現場行走路線，防止對圍護結構的影響和破壞；了解基坑開挖時候影響工程的薄弱環節，嚴格按照施工程序進行施工。

基坑工程施工時候需要有相應的檢測部門，這是一個非常重要的環節，對基坑工程維護體系以及穩定性有一個評價的依據，根據現場的實際情況進行實際指導和突發事件的應急處理。

基坑檢測需要保證在施工過程中維護體系的安全；預估基坑工程四周建筑物，道路的影響，確保施工能正常進行；通過檢測得到的結果作為分析改進的依據。檢測的內容包括對建筑物沉降、移位的監測、對建筑物傾斜的監測、對裂縫的監測。

基坑監測需要對支撐軸力、墻體測斜、墻體外側土壓力、地表及周邊管線及構筑物沉降測斜進行監測，而這些儀器及監測點需要采取一定的防護措施確保其安全穩定，不能因為施工而破壞，同時在整個基坑開挖過程中，隨著工程的施工周期增長，檢測的頻率也增加，并對采集的數據進行分析，確定是因為自然因素的變化引起的還是因為施工過程造成的，以此來指導施工，確保基坑的安全穩定。

3 基坑工程環境

基坑工程環境主要是通過以下幾個方面表現出來：

（1）維護結構的變形以及開挖時候出水降低水位引起的地面沉降、水平位移等，同時導致周圍道路的破壞。

（2）在支護和維護施工中，由于擠土樁而對四周產生的破壞。

（3）基坑工程施工后對周圍的交通、衛生、噪聲的影響；

（4）因為設計、勘探等因素造成維護、支護體系的破壞，最終施工不能完成。

而對于這些基坑工程的環境影響，需要制定一些相應的對策，需要詳細了解施工位置的建筑物、道路、交通等，制定一些特殊處理方案，計算出地下管線可以變形的允許值，對道路和周圍地面沉降，水平位移做出預估，通過指導施工文件進行施工，避免惡意施工和破壞施工。

4 結語

在地鐵基坑方面，技術人員需要懂得土質工程、建筑力學、建筑結構、施工經驗、施工條件等知識，同時在基坑結構上要具有安全可靠、經濟性好、施工方便等特點，在施工前需要對周圍環境進行詳細調查，將影響施工的建筑物、地下結構、土質調查清楚，以免在施工中影響基坑的結構與施工。

[1]夏明耀.地下工程設計手冊.[M].北京：中國建筑工業出版社，1999.

[2]劉建航.基坑工程手冊.[M].北京：中國建筑工業出版社，2007.

[3]陳希哲.土力學與地基基礎.[M].北京：清華大學出版社，2002.