摘要:为确保地铁车站深基坑施工期间邻近建筑物的安全性和正常使用的要求,根据既有建筑物基础类型、结构形式、建造时期和使用情况,确定既有建筑物基拙的剩余变位能力,可通过不断调整设计方案及施工方案直至满足其安全性为止,以保证建筑物在地铁车站施工期间建筑物的正常使用。
关键词:地铁车站;深基坑;临近建筑物;影响
引言
地铁是解决现代城市交通拥堵、缓解建设用地紧张问题的重要途径,我国很多城市在现代化发展过程中都加大了地铁工程的建设力度。但是为了便于人们的出行,一般需要在人口稠密地区设置地铁车站,客观上造成地铁车站工程周边区域内往往存在大量既有建筑物。地铁车站深基坑工程的施工会直接影响邻近建筑物基础结构的稳定性以及安全性,或者造成邻近建筑物出现结构变形的情况,给人们的生产生活带来较大的风险隐患。因此必须充分了解地铁车站深基坑施工对邻近建筑物的影响,加强对邻近建筑物的变形监测,采取针对性的加固控制措施,避免出现严重的安全事故,确保邻近建筑物以及地铁车站深基坑施工的质量安全。
1工程概况
某车站为地下三层岛式站台车站,设置单渡线,左线全长322.3米,右线全长286米,标准段宽24.1米,车站基坑开挖深度26.98~28.41米,覆土厚度为3m。车站基坑支护方案采用地下连续墙+内支撑的支护形式。围护结构采用1000mm厚地下连续墙,标准段竖向设置三道混凝土支撑+一道钢支撑,扩大头段设置四道混凝土支撑。地连墙设计长度24.17~28.78m,嵌固深度为:全风化嵌固深度为5.5m,强风化层嵌固深度为4.0m,中风化层嵌固深度为2.5m,微风化层嵌固深度为1.5m。,混凝土支撑的水平间距为9m,钢支撑间距为3m,车站基坑变形保护等级为一级。基坑北端头有一栋建筑物,根据建筑物调查资料显示,该建筑物主楼为8层,局部为9层混凝土结构,底层为框架结构,二层以上为混合结构,有半地下室,基础形式为桩基础,建筑物距离车站基坑的最小距离为7.8m。
2场地工程地质和水文地质
2.1工程地质条件
场地主要为第四系土层主要为填土、海陆交互相沉积层及冲积～洪积地层,基岩为白垩系碎屑岩。本工程基坑开挖深度大,基坑深度范围内从上向下依次为:<1-1>素填土、<1-2>杂填土、<2-2>淤泥质粉细砂、<2-1B>淤泥质土、<2-1A>淤泥、<4N-2>粉质黏土、<3-2>中粗砂、<6>全风化含砾粗砂岩、<7-1>强风化含砾粗砂岩、<8-1>中风化含砾粗砂岩、<9-1>微风化含砾粗砂岩,本站基坑底部大部分位于<8-1>中风化含砾粗砂岩,局部位于<9-1>微风化含砾粗砂岩。
2.2水文地质条件
本场地地下水较少,主要为上层滞水和裂隙岩溶水;上层滞水位于填土层中,主要受大气降水、居民生活用水排放及大气降水补给影响;裂隙岩溶水水位埋深约为9.33~11.88m,抽水试验表明,车站基坑岩溶裂隙水在岩溶裂隙中富水性差异较大,且具有承压性。
3地铁车站深基坑施工对邻近建筑物影响的控制措施分析
3.1合理设置深基坑工程围护支撑结构
在该地铁车站深基坑工程的施工过程中,应采用地下连续墙结合钢支撑作为其围护结构,其中钢管规格应控制在Ф609×16,而地下连续墙规格标准幅宽为6m。
在制备护壁泥浆时,应根据工程区域土层结构特点以及工艺要求合理确定泥浆配比,避免在施作过程中出现塌孔的情况,影响邻近建筑物的稳定性。同时在开挖槽段施工时,应在施工开始阶段选择低锤密冲技术,严格控制从地面到地下5m内提锤高度,一般该范围内的提锤高度应在5m以内,以降低振动幅度。在施工过程中还应加强对槽段开挖垂直度的控制,避免出现明显的偏差,影响邻近建筑物安全。此外,在该地铁车站深基坑工程的施工过程中,根据施工现场的实际情况对地下连续墙长度进行缩短调整,有效减少了连续墙单独槽段的实际长度,使施工速度加快,客观上降低了连续墙施工扰动对邻近建筑物的影响。在槽段施工中应按照隔三打一的原则进行跳打作业,以加大跳打距离,避免砂层中槽段出现坍塌问题,有利于控制跳打施工对邻近建筑的影响。在地铁车站深基坑工程的施工过程中还应合理设置支撑结构,以提高围护结构以及邻近建筑物结构的稳定性,防止其出现变形现象。在架设钢支撑时应准确把握安装时机,一般应在其设置高程与深基坑开挖标高相距0.8m时将钢支撑安装到位。
3.2加强施工监测,控制基坑变形
1)支撑轴力的监测。在支撑上设置支撑轴力计,来监控支撑轴力情况。当支撑轴力减少较多时,及时进行轴力复加,满足支撑轴力的要求;当支撑轴力较大,支撑有失稳的危险时,采取增加钢支撑的措施来处理。2)基坑变形的监测。在围护结构上设置测斜管及钢筋应力计来监测基坑变形,当基坑变形超过报警值时,根据围护结构的变形情况及钢筋应力计的应力值来适当的增大支撑轴力或者增加支撑数量来达到控制围护结构变形的目的。3)建筑物沉降的监测。在小区各栋住宅楼四个角上分别设置了沉降观测点,在施工过程中对其进行观测,监测频率按照设计图纸及规范要求执行。4)建筑物附近地下水位的监测。为控制因基坑降水引起的不均匀沉降,在基坑周边设置了水位观测井。当基坑外水位发生显著下降时,应立刻停止降水,并对渗漏水部位围护结构进行加固补强或采取坑外注水的形式,减少地面沉降变形。
3.3加固邻近建筑上部结构
为了减少地铁车站深基坑施工对邻近建筑的影响,需要对建筑上部结构进行加固处理。但由于在该深基坑工程的施工过程中尚有居民居住在邻近的骑楼建筑内,因此只能采取临时性的局部加固措施,并加强对该建筑物的动态检测。加固范围主要是该建筑邻近深基坑工程一侧的走廊,加固对象主要是梁柱结构,在施工时主要采用支撑顶托方式,以促使梁上受力能够及时通过地面以及支撑结构向地面传递,从而达到控制建筑物的基础沉降变形问题的目的。但是这种加固处理方式无法控制地基的沉降问题,只能起到降低建筑物变形速率的作用。因此还需要通过动态监测及时掌握其沉降变形变化,以及时采取应急处置措施。
3.4做好深基坑的防水措施
避免深基坑受到地下水的影响,采取多种措施提升基坑的承载能力和稳定性。另外,应当严格监测基坑周围的环境,检测地下连续墙、承重墙、基坑坡、周围地表等情况,还可以根据检测数值建立数据模型对施工过程进行计算,根据地下连续墙、周围建筑物沉降、地表沉降等数据分析其变化趋势,不断总结基坑开挖经验。为了避免深基坑施工会对周围建筑物、周围环境以及地下管线等造成破坏,还应做好充足的安全防护措施,可以利用数据模型验证采取的保护措施是否合理、是否满足施工要求。
结语
为减少地铁车站深基坑施工对邻近建筑物的影响,应充分了解施工现场以及周边区域地质条件、土层结构以及邻近建筑物分布等情况,并应在深基坑施工的全过程加强对邻近建筑物变形以及沉降情况的动态监测,准确掌握各项指标参数,并制定科学的影响控制方案,一旦在监测中发现邻近建筑物结构出现异常变化应及时采取相应的控制措施,阻断施工影响传播路径,合理设置围护结构以及支撑结构,加强对开挖施工的控制管理,并对邻近建筑物采取必要的加固措施,以保证建筑物整体结构的安全性和稳定性,为地铁车站深基坑工程施工建设的顺利进行奠定良好的基础。
参考文献:
[1]张豪猛.地铁车站深基坑施工中对邻近建筑物的保护探讨[J].建材与装饰,2020(14):288,291.
[2]王川.济南地铁车站深基坑施工对临近建筑影响的研究[D].大连:大连交通大学,2019.