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摘要:随着城市化的快速发展,城市人口呈上升趋势,无形中给城市交通带来了巨大的压力。为了有效改善城市交通的拥堵情况,修建地铁成为缓解交通压力的重要对策。在进行地铁工程深基坑建设时,必须重点关注安全问题,同时也要考虑控制地铁基坑的施工风险,确保地铁基坑工程的质量。本文对临近地铁深基坑的施工重难点进行了分析。通过采取针对性的施工措施,确保施工过程中基坑和临近地铁的安全与稳定,为以后的类似工程提供经验。
关键词:临近地铁;深基坑;控制
引言
随着城市交通在地下空间中的拓展延伸,进一步提高城市地下空间利用率的难度也在不断增加。尤其在隧道等地下工程深度发展的城市中,老旧地段夹杂在高层住宅、商业中心、轨道交通的核心区域中,地段翻新过程中新建基坑的深度、周边环境的复杂程度都对设计、施工提出了更高的要求。新开项目在施工过程中是否能够保证基坑的安全及周边居民的正常生活,是深基坑施工需要考虑的重点问题。
1临近地铁深基坑施工过程中常见的安全问题
临近地铁建筑深基坑是指为确保地铁施工的稳定性和安全性,需要先进行地下施工,主要包括地下设施、设备的埋设等。从地面向深处挖掘,深度往往可以达到5m以上。我国相关规定已经明确范围,当工程深度达到5m时即可认定为深基坑项目;特别情况下,虽然深度不足5m,但是由于施工周围环境复杂,可能会影响周围建筑物安全的深度挖掘类保障工程也可被认为是深基坑工程。在地铁深基坑施工过程中,开挖和支护是两个比较重要的环节,安全问题也主要存在于这两个环节中。因此,在施工过程中需要采用动态设计法和信息施工法,严格按照施工工艺和设计原则进行作业。深基坑工程具有区域性、活动性和综合性的特征。对地铁项目中的深基坑施工来说,不同的地质条件必然会造成不一样的施工效果,因此在实际的施工过程中,需针对不同的地质勘查结果设计不同的深基坑施工方案,以保证后续项目工作的正常开展。同时由于施工现场实际状况的不确定性,深基坑施工项目有时也会出现相应的改变,即深基坑工程在这一施工环节具有明显的活动性和动态性。地铁深基坑工程会涉及很多其他类型的工作内容,因此需要综合性的考量。开挖前必须做好围护工程 — 地连墙,适宜的墙体厚度和嵌入深度有利于减少基坑开挖时的变形。连续墙施工的导墙、护壁泥浆、槽段连接及墙趾注浆等都影响周边土体的变形,施工中需严格把控。进行地铁基础项目建设时,可以使用降水、注浆等技术提高基坑的稳固性能。降水是为了确保施工安全,对土体含水量进行适当改变;注浆则可以有效提高土层强度,使地基建设能够获得更好的承载能力,确保基坑土体稳定性。大多数的地铁施工项目周围的施工环境都非常复杂,存在地下各类设施庞大、密集、障碍大和施工期间压力大等弊端。(1)基坑护坡渗漏。基坑护坡渗漏是由于地下水干扰,边坡土质会逐渐稀疏并造成不良影响,比如导致基底边坡渗漏、结构失衡等。当基坑边坡渗漏程度严重时,往往会引起涌水、涌砂的情况。(2)基坑支撑失效。深基坑内土层含水量情况出现比例过高或者严重失水都会导致基坑支撑失效,出现不稳定的情况,进而导致沉降问题。此外,如果深基坑边坡出现涌砂、坍塌等隐患时,也会造成基坑支撑失效。一旦基坑支撑失效,就必须严格控制深基坑内降排水;为了保证安全,也应该安排人员与设备及时退场,中止施工,以免造成较大的事故和严重的经济损失。(3)基坑底部涌水。在地铁深基础施工中,基坑内部和外部的水位存在水平高差,若使用的降水方案不科学,深基基坑内地下水位没有得到有效控制管理,基坑底部就会出现涌水问题,导致土体结构受损,基坑稳定性降低。造成基坑底部涌水的主要原因有施工前未对地质情况进行准确了解、施工方案不科学、建设顺序控制不严等。
2临近地铁深基坑施工控制
2.1施工全过程中的针对性措施
(1)地铁距离基坑较近,因此监控施工过程中隧道变形、环境变化情况工作应全面满足安全等级控制保护要求,根据设计图纸要求确定地铁隧道监测控制指标。(2)为做到基坑监测及信息化施工,除按照设计要求执行有关对象的监测外,还需要每日早晚2次进行巡检工作,通过目测判断支护结构、施工工况、基坑周边环境及监测设施是否存在风险。
(3)控制基坑南侧的荷载,南侧禁止重车及大型设备通过,栈桥主干道为东西向,沿基坑北侧布置,避免南侧地面受到较大荷载,实际超载控制指标为20kPa。
2.2围护桩施工措施
(1)沿盾构隧道一侧的围护结构施工之前,对该侧存在的地下管线做好监测工作,避免施工工况对管线位移造成影响。(2)钻孔灌注桩:控制每天的施工数量,临近地铁范围内不得超过1天8根;施工采用跳打形式,由近及远施工,防止对地铁的扰动叠加;施工时控制泥浆比重,避免出现塌孔现象;控制沉渣厚度不大于100mm,避免围护桩出现沉降现象进而影响到地铁线路。(3)三轴搅拌桩:临近地铁设施、线路等侧的搅拌桩施工应采取跳仓由近及远的施工原则,采用套接一孔法施工时,应使用跳槽式套接一孔法;临近保护对象三轴搅拌桩的施工速度应适当降低,严格按照“均匀慢速、低水灰比、低扰动”的要求施工;严格控制返浆率,避免因为浆液过多未能及时排出对等的土方,在地下产生膨胀,进而对地铁管线产生影响。(4)环境保护:废浆及渣土采用专业封闭式设备外运至指定场地,杜绝了运输过程中的污染;为减少对周边交通的影响,大型机械设备的进出场及渣土外运、混凝土浇灌等施工作业尽量安排至夜间进行,避开交通高峰期。
2.3基坑降水施工措施
(1)止水帷幕:为尽量隔断基坑内外的水力联系,穿透相对隔水层;避免出现施工冷缝,保证止水帷幕的连续性。(2)降水井施工:降水井分为潜水疏干井及承压水减压井,其中潜水疏干井应当控制成孔深度不得大于11m,避免疏干井穿透相对隔水层;应当选用中粗砂作为滤料,洗井抽水过程中若发现持续夹带泥沙则应当对降水井质量重新进行检查。(3)基坑降水:由于老黏土层渗透性不均匀,减压井降水应当按照按需降水的原则进行;基坑降水是一个持续的过程,虽然本地块止水帷幕较深,理论上已充分隔断内外水力联系,实际抽水过程中应当时刻关注地下水位及坑外的地面沉降;若监测达到报警值,应当立即停止抽水,并考虑进行回灌。
2.4土方及后续施工措施
(1)平面布置:采用栈桥进行土方开挖,控制重车的行走路线;地块分为四个大区,分层分块跳仓开挖,减小土方卸荷带来的影响。(2)开挖原则:基坑开挖应遵守分层、分块、限时、对称的原则,利用时空效应原理,采用盆式开挖。在开挖之前对每个分块详细计算土方工程量、支撑施工的时间、材料、人员等所需的各种资源,将每道工序的持续时间尽量精确到1h之内,做好搭接施工,从而满足设计要求的限时要求,减小因基坑处于无支撑状态产生较大变形的情况发生。(3)施工工况:土方分层开挖,每层开挖深度不大于2m,设计基底标高以上300mm内改用人工开挖,共分为8次开挖;分块开挖顺序由北向南对称开挖,保证隧道区间受力均匀;地块土方量约为15.6万m3,共投放14台挖机同时开挖,保证每日出土方量;基坑开挖的临时边坡,对于浅部填土及淤泥质土的土层,由于土质较差,按照1∶1.5放坡;对于深部的粉质黏土及黏土,由于土质较好,可以按照1∶1放坡;基坑开挖到底后垫层应随挖随浇,无垫层暴露面积不宜大于200m2,减少土体蠕变变形。(4)拆除支撑:采用静力切割工艺拆除本工程混凝土支撑体系,拆除顺序为先切割八字辅撑,再切割主支撑,最后切割围檩。(5)环境保护:土方开挖过程中应注意控制扬尘;土方外运时间尽量安排在夜间。
结束语
在基坑施工过程中,基坑整体变形较小,土方开挖及拆撑过程中地铁隧道监测均未出现报警,证明所采用的针对性措施有效地减小了对周边环境的影响,可作为参考为类似工程提供经验。
参考文献:
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