地鐵車輛段軟土地基沉降控制方法研究

鄔洋

【摘要】在城市現代化發展過程中，城市規模不斷擴大，為向居民提供的便利的出行條件，許多城市建設地鐵，利用地下空間，實現交通網絡全覆蓋。但是在地鐵施工過程中，經常會出現土地沉降的情況，針對施工中出現的沉降問題，采用有效的控制方法，提升沉降段地鐵施工質量。

【關鍵詞】地鐵;軟土地基;控制方法

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

18.

土地出現沉降的原因，與地質結構存在密切的關系，地鐵在地下結構進行施工，出現沉降不僅與結構存在關系，還與地質勘測以及施工等原因有關。保證地鐵安全穩定的運行，應在施工中加強沉降段的控制，結合實際情況采用合適的方法，可以將地質結構出現的沉降量控制在合理的范圍內。

1、土地沉降的原因

土地出現沉降情況，是與土地自身含有的成分有關，在土地中含有粘性土，并且粘性土具有較強的伸縮量，在受到水資源的作用后，自身的承載能力下降，受到外力作用后，會使土地出現沉降情況。在具有沉降特點的地質結構上進行工程建設，尤其是進行地鐵建設，會對地鐵建設產生較大的影響。

2、地鐵車輛段軟土地基沉降的原因

2.1地質原因

在地下環境進行地鐵施工，地質原因會使地下結構出現沉降情況。地下結構出現起伏不均勻，或者覆蓋土層厚度不均勻等，均會在施工中出現沉降情況。此外在含有地下河流或者暗溝等區域進行施工，在受到上部荷載的作用后，也會使地質結構出現沉降情況。

2.2地質勘察原因

進行地鐵施工的準備階段，施工企業應詳細勘察建設環境，保證勘察數據的真實有效，是做好沉降工作以及提升施工質量的喲小途徑。但是在實際勘察工作中，會出現許多問題，如使用的鉆探設備性能存在問題，鉆探位置不準確，以及設置虛假的勘察報告等，均會在施工中出現沉降的情況。

2.3設計原因

在地鐵設計過程中，缺乏準確性的設計，尤其是在沉降段缺乏合理的設計，會影響地鐵正常的運行。在設計環節，各個區域的稱重分配存在不合理的情況，或者設計內容與實際情況存在較大的差異，無法為施工提供有效的指導，在施工中會出現沉降情況。

3、控制地基沉降的方法

3.1排水固結法

在地下環境進行地鐵施工，在施工中會遇到大量的地下水，做好排水工作，可以減少地質結構中的含水量，有助于降低發生沉降的概率。現階段在控制地基出現沉降情況過程中，會廣泛采用排水固結法，施工區域含有較多的地下水，使地質結構形成較多的軟土，在排出軟土結構中的水時，在表層開挖溝槽，利用地形進行排水。在排水過程中，配合使用加載預壓方法，使溝槽中水不斷排出，使軟土結構強度不斷增加，提升地基的強度。

3.2強夯處理技術

出現沉降情況的地質結構，內部含有軟土以及孔隙，采用強夯處理技術，在距離軟土結構較高的區域內，使用重錘打擊軟土結構，在不斷的打擊中，會加強軟土結構的強度，并且有效壓縮孔隙。使用的重錘重量超過10噸，在下落過程中借助重力，利用慣性向軟土結構進行強夯，在強夯期間地質結構在單位體積內重量不斷增加，提升地質的緊實度。在強化期間，應連續進行強悍，才能獲得良好的夯實效果。一般在砂性土或者非飽和粘土的地質結構中，會使用強化處理技術控制沉降。

3.3擠密樁法

緊密樁法操作過程較為復雜，但是獲得的控制效果較好。在控制軟土地質結構出現沉降情況時，使用振動設備向軟土結構中植入鋼制管材，在軟土結構中生成的孔洞，向孔洞內加入水泥，使孔洞充滿水泥后，與原有的地質結構充分的融合，可以提升地質結構的抗荷載能力。應用緊密樁法，整個操作過程成本較低，并且施工速度較快。在土質機構中，包括素土、灰土等可以使用擠密樁法。在使用擠密樁法時，應保證處理的地質結構高程，應超過地下水的位置，并且處理的土層中，含水率應低于24%。

3.4真空預壓法

在國外地鐵施工中，會使用真空預壓法。使用真空預壓法進行控制沉降過程中，會豎向位置插入排水管，排水管進入到軟土結構中，通過加固以及在表面使用砂土，會在排水管表面形成保護層，采用真空的方式，抽取排水管中的空氣，使排水管形成負壓的狀態，產生的負壓會傳遞至地質結構底部。土體與豎向排水管在氣壓的作用下，產生的空隙以及土地中的水，會進入到排水管中，使軟土中的空隙和水不斷減少，有效增強軟土結構的強度。與其它控制方法相比，在操作上真空預壓法操作難度較大，但是獲得的土體結構強度增強效果要優于其它方法。在具體操作的同時，施工企業應記錄操作過程，記錄獲取的數據，應按照要求進行定期檢測，如排水管內部負壓數據，應始終保持在-80MPa以下，可以保證排水管始終處于負壓狀態。

4、工程案例

以某城市軌道工程土建項目為例，該工程沿途經過的道路較多，會在沿途設置五個車站，工程建設線路總里程為10公里，車站建設面積為6.2萬平方米。在總里程中，地下工程線路長度為5.8公里，并且與既有線路連接，以便連接城市其它軌道。

在工程建設中，連接的道路如下，一是芙蓉北路、二是興隆路、三是興聯路、四是荷葉塘路、四是馮菜路、五是青竹湖路、流失彩霞路。在上述道路中，會在彩霞路和青竹湖路進行地鐵建設，在連接的道路中設置地鐵站。在地鐵站周圍，會建立停車場，停車場建設面積在4.5萬平方米左右。

在地鐵線路、地鐵站以及停車場共同作用下，會在施工區段內，使土質結構出現沉降情況。此外在停車場的旁邊，會建設辦公區域，辦公區域內會設有綜合樓、牽混所、污水處理站、材料庫以及主出入口橋梁等建筑。在上述建筑中，洗車機庫以及工程停車區域，工程量較大，并且在主出入口橋梁建設過程中，會使用較多的大型設備。主出入口橋梁全長為62米，在橋臺以及橋墩建設中，采用樁柱式的方式，在建設中樁柱會進入到地下結構1.3米的位置。基于上述建筑以及建設情況，施工企業在工程建設的準備階段，結合實際情況以及設計圖紙，對建設區域內的地質結構進行深入的勘測，在勘測過程中，其中在興隆路以及興聯路等位置，地質結構中含有較多的粘性土，并且粘性土含水量較多，為防止在施工期間出現沉降情況，施工企業采用多種沉降控制方法，首先使用排水固結法，在地質結構中設置溝槽，利用溝槽排出地質結構中的地下水。完成排水作業后，采用強夯處理技術和擠密樁技術，進一步加強地質結構的處理。使用強夯處理技術，在粘性土較多的地質結構，使用重錘進行土質結構強夯，通過強夯使土質結構更加緊密。使用擠密樁技術，向土質中加入水泥砂漿，利用水泥砂漿與周圍的地質結構相互融合，在相互融合中，進一步提升地質結構的強度。完成土質處理后，進入到施工環節，施工企業密切觀測土質結構的變化，在觀測中土質結構出現的沉降量，均控制在合理的范圍內，整個施工過程較為穩定。

結語：

綜上所述，在地鐵施工過程中，地下結構含有大量的軟土，控制軟土出現的沉降情況，需要找出引發沉降的原因，采用正確的方法控制土質結構出現沉降，通過控制施工段的沉降情況，會有效提升施工質量，并且保證地鐵安全穩定的運行。