深基坑施工对紧邻地铁区间隧道结构影响分析

深基坑施工对紧邻地铁区间隧道结构影响分析

杭州铁安测绘有限责任公司浙江省杭州市310000

摘要:在本文之中,首先对深基坑施工对紧邻地铁区间隧道结构的影响进行了深入探究,同时结合施工的实际情况分析了深基坑支护变形的控制方法,然后结合工程实例,对基坑施工之中质量控制的重点和要点进行了全面的分析,希望能对深基坑施工作业人员起到一定的启发作用。

关键词:深基坑施工;紧邻地铁区间;隧道结构;影响

一、深基坑施工对紧邻地铁区间隧道结构的影响

随着我国城市化进程的全面推进,在已经建设的地铁隧道周围往往会出现多种形式的施工活动,而其中不乏深基坑施工作业,在深基坑的建设过程之中,主要的施工内容为桩基础施工、地下连续墙施工以及基坑开挖作业,这些施工内容都会对紧邻地铁区间隧道结构产生一定的影响,引起围护结构变形、坑底回弹或者隆起的问题,同时也会导致支护后土体的侧移情况以及坑外地面沉降等多种问题。深基坑施工过程之中产生的影响,往往会使附近地铁隧道的应力状态发生改变,对地铁施工的安全性能有着较为不利的影响[1]。

(一)地铁隧道沉降问题

深基坑施工往往会导致地铁围护墙侧出现一定的位移情况和坑内隆起情况,进而引发坑外土层沉降的问题,而在土层之下的地铁隧道往往也会受到土层的影响,产生相应的下沉问题。如果地铁隧道往往会因为其下土层而发生沉降问题,而地铁隧道本身的刚度与土层的刚度有着明显的差异,这也导致二者的沉降现象有着本质的区别。

(二)地铁隧道的变形问题

如果地铁隧道的建设地点土质为软土地基,往往会导致深基坑开挖施工之中围护墙侧向水平位移对地铁隧道造成一定的影响,而由于围护墙在位移过程之中,存在着一定的差异性,最终使地铁隧道发生变形问题。这种变形问题发生的根本原因在于地铁隧道附加应力的改变,而如果说地铁隧道能够承受相应的附加应力和变形情况,那么地铁的结构仍然能够处于较为正常的状态,不会影响到地铁隧道的正常运行,而如果地铁隧道的结构无法承受应力的变化,就会导致地铁隧道结构发生破坏,导致在隧道区间出现变形和位移的问题,甚至容易出现衬砌受损的问题。

一般来说,深基坑施工对的地铁隧道结构影响往往包括以下原因:首先如果工程地质条件发生改变,比如说地下水条件、土层的力学性质发生改变,就会导致地铁隧道结构受到不良影响;另外,市政设施的建设情况以及地面的超载现象因为导致地铁隧道结构受到一定影响。另外,如果深基坑支护设计条件不够科学合理,那么支护结构的支撑刚度、墙体如土深入以及支撑力大小都会发生相应的改变,同时地铁受到影响的程度也会受到加固方法的影响。最后,深基坑施工技术应用的方法,施工的时间以及开挖工艺流程也会对地铁隧道结构产生一定的影响[2]。

二、深基坑支护变形的控制方法

在进行深基坑施工之中,我们可以根据自位移传递知道,在支护结构变形的情况下,位移场会随着周围的土壤向外传递,并在传递过程之中不断的递减,也就是说,我们在进行基坑周边土体位移的控制之中,可以从以下三个方面入手:首先要能够将支护结构进行有效控制,从受力原理的角度上考虑如何对支护结构变形情况加以管控,使基坑外侧的土体得到有效强化。另外,应该从强化支护结构刚度入手,选择排桩和地下连续墙等刚度较强的支护体系,使支护的力度和刚度更强,并使支撑的位置得到有效的优化。同时,也要对基坑之中被动区的土体形式进行优化,使其有着较强的外抗力,同时要能够对位移场传递路径加以控制。支护结构和被保护结构往往会通过土壤进行应力的传递,而通过加固土壤结构并设计有效隔离桩的方式能够使深基坑支护变形的问题得到有效控制。最后,要能够进行施工工艺的控制,可以分时分块的进行开挖施工,从而使基坑变形情况得到有效的控制[3]。

三、深基坑施工对紧邻地铁区间隧道结构影响的实例分析

在某工程之中,其建筑红线与紧邻地铁区间隧道结构之间的最小距离为15米,靠近地铁一侧的深基坑采用钻孔灌注桩结合三轴水泥搅拌桩分为Ⅰ期和Ⅱ期两个基坑。Ⅰ期基坑地铁侧采用800mm厚地下连续墙+Φ1200@2500钻孔灌注桩结合三道钢筋混凝土支撑(设置封闭加强板带),Ⅱ期基坑地铁侧采用800mm厚地下连续墙结合四道支撑(第一道为钢筋混凝土支撑,其余三道为带轴力补偿的钢管支撑),地连墙两侧采用三轴水泥搅拌桩槽壁加固。靠近地铁侧基坑围护外侧设置一排800mm厚TRD水泥墙做止水帷幕,其中正对车站主体结构处TRD内插型钢(间距1.2m)兼做隔离桩。基坑东西两侧采用Φ1200mm@1400mm钻孔灌注桩+TRD做止水帷幕,北侧采用TRD内插H型钢。在施工过程之中,保护区范围内必须严格控制施工荷载,施工引起的结构外部附加荷载≤20KPa,能够使地铁隧道结构和轨道位移情况控制在合理区间指捏,进而使地铁能够正常稳定的运行。

(一)基坑施工对地铁隧道结构的影响

深基坑开挖往往会导致地铁隧道出现竖向位移变形情况,而在深基坑开挖的空间效应影响之下,该工程最大的变形情况出现在基坑西侧壁的中部,而地铁隧道横断面的变形情况则表现在由于基坑开挖的过程中基坑围护结构随着开挖深度的加深发生向基坑内方向位移,使基坑与地铁隧道中间的土体发生扰动等一系列变化;基坑开挖到底后因基坑卸荷回弹而引起了较大的隧道整体变形情况,其中左线的隧道其竖向变形量为-1.90毫米,水平变形量为+1.9毫米。线隧道与基坑之间的距离相对较少,变形量和位移情况基本相同,其竖向变形量为-1.90毫米,水平变形量为+2.0毫米。

(二)施工之中的控制要点

在土方开挖过程之中,随着深基坑开挖深度的不断提升,支护结构的变形情况也会不断提升,从而使地铁隧道之中产生水平和竖向的位移,我们可以通过地铁侧土壤的开挖,分层的进行抽条式的开挖过程,将每一次开挖的长度控制在20米以内,遵循从中间到两端的开挖原则,并在前期开挖上体锚索后进行张拉作业,在张拉结束之后再进行地铁邻近部位土体的开挖[4]。

另一方面而言,基坑围护体系建立的施工如地下连续墙施工往往会因为泥浆平衡作用的影响导致周边环境受到扰动,因此需要对地下连续墙的变形情况加以控制。由于该工程地下连续墙与隧道较为接近,因此在施工过程之中应该加以更加细致的处理。地下连续墙施工应该在泥浆护壁的同时进行,同时在成槽时应该透过粉土与砂土层,如果护壁泥浆的参数无法满足施工的切实需求,往往就会导致槽壁坍塌问题的产生,进而使周边土质受到变形问题的影响,导致地铁运行的安全系数下降。这也就要求了我们在施工过程之中,要能够采用长螺旋搅拌水泥土进行槽壁的加固处理,同时为了确保地铁能够在安全的状态下运行,要能够在地下连续墙的外侧增加一排长螺旋搅拌水泥土桩进行隔离,从而使施工过程之中土体位移的情况得到有效控制,提升墙槽壁的稳定性,减少施工过程对隧道造成的不利影响。另外,也要对泥浆的质量进行合理的可控制,在地下连续墙成槽的过程之中,要能够确保开挖沟槽土逼的稳定性,并在泥浆成槽过程之中给予相应的支撑。

在基础底板基坑开挖结束之后,应该进行相应的垫层浇筑处理,降低基坑暴露在空气之中的时间,底板和地下连续墙之间的基槽应该能够与底板一起进行混凝土的浇筑,从而提升二者之间的紧密性和一体性,在进行基础底板浇筑过程之中也会形成一个钢筋砼的支护体系,进而使基坑变形的情况得到有效控制。

四、结束语

随着我国城镇化进程的不断推进,地铁也成为当前较为主要的城市出行方式,成为了目前缓解城市交通压力较为主要的基础设施。而地铁周边的神基坑施工往往会对紧邻地铁区间隧道结构造成一定的不良影响,这也就要求了施工设计人员和技术人员能够对施工现场的水文条件与地质条件进行深入的调研和分析,对周围建筑物、地下建筑物以及周边的管线因素进行综合分析,并采取行之有效的措施降低深基坑施工对紧邻地铁区间隧道结构影响,提升地铁运行的安全性和稳定性。

参考文献:

[1]金芳艳.分析深基坑施工对紧邻地铁区间隧道结构影响[J].资源信息与工程,2018,33(5):152-153.

[2]刘杰.深基坑施工对紧邻地铁区间隧道结构影响分析[J].城市建设理论研究(电子版),2015,(22):1676-1677.

[3]沈桐.浅议深基坑施工对紧邻地铁区间隧道结构影响[J].城市建设理论研究,2014,(12).

[4]吴圣贤.某地铁区间隧道结构受紧邻深基坑施工的影响分析[J].工程技术研究,2017,(5):159-160.

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