软土地区临近地铁深基坑施工控制及监测

发表时间:2021/4/2   来源:《科学与技术》2021年1月1期   作者:董辉
[导读] 随着社会经济的发展以及城市化建设的持续深入,
        董辉
        上海泓源建筑工程科技股份有限公司   上海   201799

        摘要:随着社会经济的发展以及城市化建设的持续深入,使得交通系统得到了越来越多的重视,而地铁作为当前社会环境中一种十分重要的出行方式,必须要保证其整体施工建设的稳定性以及安全性,而在实际施工过程中,软土地区临近地铁结构的基坑工程数量逐渐提升,而为了防止工程出现安全问题,就应当在分区施工的基础上,优化结合地铁区域的分层施工以及分区施工。因此,文章首先对地铁深基坑施工的难点加以明确;其次,对软土地区临近地铁深基坑的施工控制措施展开深入分析;在此基础上,提出软土地区临近地铁深基坑的监测分析。
        关键词:软土地区;临近地铁深基坑;施工控制;监测方式

        引言:在城市内部轨道交通高速发展的背景下,地铁沿线部位的民用建设以及商业建设也在持续推进,这就使得那些高层建筑的基坑与地铁车站或是地铁隧道之间的距离更加接近,基坑在开挖卸载过程中,很容易就会引起周边主体产生附加应力,对周边的既有隧道结构以及地铁车站产生附加的荷载影响,甚至还会对地铁的安全运转以及安全运营带来不良影响。而针对软土地区基坑临近地铁隧道的问题,就应当进一步加大施工控制以及监测力度,深入分析深基坑施工可能会产生的影响,以此来保证深基坑的施工效率以及施工质量。
一、地铁深基坑施工的难点
        首先,深基坑开挖的深度以及面积普遍较大,并且在具体的长边尺寸方面,那些已经超了260米的,则属于一种超大基坑,局部位置也为超深基坑,这就必然会对周边环境产生影响,特别是盾构隧道以及地铁车站的时空效应方面,其所产生的影响更加严重。同时,在施工现场当中还存在着相对较厚的粉土层,其中的渗透系数极大,而地下水原本就会对深基坑施工带来不良影响,这就需要进一步做好止水措施,避免在地铁侧展开降水施工。并且在软土地区之中,深基坑底部的土质大多为淤泥,这也严重影响到了整体施工的稳定性,很难对其产生的变形进行有效控制。除此之外,深基坑开挖过程中,如果涉及到了已经运行的地铁线路,就必须要重复结合基坑工程的具体范围,以及内部分布的淤泥、粉土、黏土等,明确其对于盾构隧道产生的影响,否则稍有不慎就会破坏到地铁的附属结构[1]。
二、软土地区临近地铁深基坑的施工控制措施
(一)围护方案
        为了在软土地区临近地铁深基坑的施工建设过程中,保证地铁运转的安全性以及稳定性,就可以利用基坑内部所产生的空间效应,将深基坑进行更加详细的分期以及分工,从而更好的进行施工建设,在内部位置设立好分隔墙。同时,基坑也应当进一步划分为两个主要区域,可以将其看做一区块与二区块,保证其能够沿着盾构隧道的边缘部分施工,并且将基坑的长边控制在100米以下。而靠近地铁隧道的围护结构,就应当采取连续墙的方式,在围护外侧设置必要的隔离桩,同时也要加固坑外的主动区域以及坑内的被动区域,其他的三侧围护结构,则应当利用钻孔灌注桩来挡土,而上文提到的一区块以及二区块,在一区块之中要设置三道左右的混凝土支撑,并且在第二道钢筋混凝土支撑下方的开挖工作,应当严格根据分块施工的具体需求展开,并预留出与之对应的反压土;第二区块之中第一道以及第二道采用混凝土支撑,而在第三道与第四道则可以采用可调节的内力钢进行支撑。
(二)地铁的保护措施
        1.强化垫层。

为了便于在开挖底板土方后能够及时传力,在软土地区临近地铁深基坑的施工过程中,就应当在临近地铁的结构侧部位的一定范围内强化所用的垫层,将其增加到200毫米的单层钢筋网片,而厚度方面则要增加到300毫米为宜,混凝土强度也要随之改变为C25,以此来避免对地铁的正常运转带来不良影响。
        2.支撑换撑以及拆除。在软土地区临近地铁深基坑的施工阶段中,由于地铁盾构隧道基本上都处于第一区块之中,第三道以及第四道支撑在进行拆除的过程中就很容易影响到围护结构的应力,因此,在一区块之中的沿盾构隧道的一侧部位,就应当设置斜向换撑的模式,将其一端在底板位置进行支撑,另一端则要支撑在第四道钢筋混凝土的位置上,而在第二区块的底板施工建设完毕后,应当将原本的第四道钢支撑保留。在一区块斜向换撑达到预期中的强度以及二区块保留第四道钢支撑的情况下,就要拆除第三道支撑,而由于第四道钢支撑以及斜向换撑通常都处在盾构隧道的中间位置上,这就需要保留该道支撑,在设置斜向换撑时,也要控制盾构隧道以及围护结构的水平位移,保证拆成工作开展的安全性。同时,在深基坑围护结构的地下连续墙中,也应当采取二墙合一的模式,将具体的围护结构当做地下室的外墙,保留的H型钢也并不会为后续地下室施工增添难度,也并不需要设置外墙穿H型钢的止水片[2]。
        3.隔离桩以及加固措施。通常情况下,在第一区块之中,沿盾构隧道一侧的长度普遍超过60M,而基坑的整体面积相对较大,施工周期长,涉及到的时间效应以及空间效应也较差。因此,在一区块的沿盾构隧道一侧,就应当采取双排围护结构形式,简单来说,就是要在地下连续墙的外部位置增加一排直径相对较大的钻孔灌注桩,保证维护结构在进行变形控制时具有足够的刚度。同时,在坑内也应当设置好被动区域的加固措施,在该侧钢筋混凝土支撑顶面的一定范围内设置好与之对应的钢筋混凝土板,这样不仅可以降低围护结构侧向位移问题的发生几率,还能够在最大程度上提升支撑的刚度。
三、软土地区临近地铁深基坑的具体监测分析
(一)差异沉降的监测分析
        在软土地区临近地铁深基坑施工的监测过程中,能够发现在不同的施工阶段中,其中所产生的差异沉降检测结果也处在动态变化的状态之中,并且其整体变化规律并不明显,而在第二区块土体开外后所产生的具体差异沉降分布,与第一区块土体开挖后的差异沉降分布基本一致,在四个不同的施工阶段中,差异沉降测值的变化范围始终都在-1.2毫米-2.5毫米之间[3]。
(二)水平位移的监测分析
        在不同的施工阶段中,水平位移监测结果也出现了变化,而其所产生的变化主要存在以下几点特征:首先是在第一区块开挖后,各个监测点位中测试出的水平位移范围处在-0.5毫米-1.2毫米这一范围之中;其次,在结构施工过程中,所有监测点位中的水平位移,呈现出一种中间大、两边小的特征,并且在中间部位的监测点位,所产生的变化十分明显,测值最大还会提升到3.0毫米;最后,这种中间大、两边小的特征,在后续的施工建设阶段之中仍旧保持,全过程中水平位移遂产生的测值变化,具体变化范围在-2.0毫米-4.1毫米之间。
        结论:相对于基坑临近隧道,基坑临近车站的建设工程实例相对较少,而在软土地区临近地铁深基坑的施工建设中,其研究方向主要集中在隧道方面,极少数涉及到车站。因此,在实际建设施工过程中,就应当在完善控制措施的基础上,将监测作为主要手段,深入分析软土深基坑施工对地铁站以及区间隧道所带来的影响,从而更好的优化施工方案,以防产生不必要的安全问题。
参考文献:
[1]李明,王龙,朱玉超,吕飞,焦阳,刘鹏,易领兵.软土地区深基坑施工对邻近地铁隧道的影响研究[J].施工技术,2019,48(S1):673-677.
[2]周丁恒,周春锋,李凤岭,刘力.软土地区临近地铁深基坑施工控制及监测[J].铁道建筑技术,2019(04):103-108+132.
[3]于俊彬,王明.紧邻地铁的超深基坑土方开挖施工技术[J].建筑施工,2019,41(03):389-391.
作者简介:董辉(1992.04),男,汉,河南省郸城县,本科,单位:上海泓源建筑工程科技股份有限公司,研究方向:基坑监测
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