地鐵車站深基坑地下連續(xù)墻施工變形的研究

劉鵬

【摘 要】隨著地鐵車站的不斷修建，在建設(shè)過程中也出現(xiàn)了各種問題，其中在修建深基坑地下工程時經(jīng)常會出現(xiàn)連續(xù)墻變形問題，這就為整個工程的質(zhì)量安全埋下了極大的隱患，因此，需要加強(qiáng)對深基坑地下連續(xù)墻施工變形的研究與分析，進(jìn)而有效的保證地鐵車站工程的順利進(jìn)行，保證工程的質(zhì)量。本文針對某地鐵車站深基坑地下連續(xù)墻施工進(jìn)行了分析，為今后地鐵車站更好的解決深基坑地下連續(xù)墻變形問題提供一定的借鑒。

【關(guān)鍵詞】地鐵車站；深基坑；連續(xù)墻；變形

一、地鐵車站工程概況

該地鐵車站的主體是中間雙層暗挖，兩端是雙層明挖地下島式，采用現(xiàn)澆鋼筋砼箱型結(jié)構(gòu)形式，車站基坑明挖段采用明挖順做法，暗挖段采用PBA工法施工。車站兩端為盾構(gòu)區(qū)間，小里程端為盾構(gòu)始發(fā)，大里程端為盾構(gòu)接收。車站基坑標(biāo)準(zhǔn)段開挖深度為20m，基坑端頭井開挖深度為22m，兩個端頭井與標(biāo)準(zhǔn)段圍護(hù)結(jié)構(gòu)均以地下連續(xù)墻施工為主，墻深分別為28.2m、32.1m。本車站基坑開挖深度范圍內(nèi)地層自上而下，分別為人工填土、粉質(zhì)黏土及砂土，其中人工填土厚約1～3m，結(jié)構(gòu)松散，均勻性較差，不利于基坑穩(wěn)定。粉質(zhì)黏土，厚度約16～23m，以可塑為主，局部軟塑或硬塑，整個場地地層穩(wěn)定均勻，工程性質(zhì)較好。砂土，飽和密實(shí)均勻，工程性質(zhì)較好。

二、深基坑地下連續(xù)墻施工方案

施工前需要對深基坑的土體進(jìn)行加固與預(yù)降水措施，在施工時應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照順序進(jìn)行，具體施工順序如下：

（一）深基坑地下連續(xù)墻及混凝土的支撐需要達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度，在鋼支撐架設(shè)完工后，待坑內(nèi)的水位降到開挖面1～2m以下再進(jìn)行具體的開挖施工。

（二）土方挖土工序，采用倒退式階梯拉槽方式進(jìn)行，挖土?xí)r用反鏟挖掘機(jī)分層處理，分段開挖兩頭的土體的縱向放坡坡度不得陡于1：1，以有效保證土坡的穩(wěn)定，開挖中每段的長度為10～20m，不可出現(xiàn)鍋底狀，每挖6～8m就及時進(jìn)行架設(shè)支撐。在土方開挖時應(yīng)按照分層逐層進(jìn)行開挖，在進(jìn)行土方挖運(yùn)時應(yīng)當(dāng)交叉進(jìn)行連墻墻面清理、砂漿找平及支撐體系，在開挖接近底層時應(yīng)當(dāng)預(yù)留0.2m厚土方由人工進(jìn)行清槽。

（三）依次開挖至每道鋼支撐以下0.5米，并及時架設(shè)鋼支撐，按設(shè)計要求施加預(yù)應(yīng)力。下道支撐施加預(yù)應(yīng)力后，需對其所有上部支撐復(fù)加預(yù)應(yīng)力。在第一次施加預(yù)應(yīng)力后12h內(nèi)觀測預(yù)應(yīng)力損失及墻體水平位移，并復(fù)加預(yù)應(yīng)力至設(shè)計值。

（四）禁止在支撐結(jié)構(gòu)上通行挖掘機(jī)與車輛，在挖掘過程中需要加強(qiáng)對支撐、立柱、圍護(hù)墻及固定樁等的保護(hù)，避免出現(xiàn)撞毀現(xiàn)象，支撐頂面施工的荷載不得大于4KPa。

三、深基坑地下連續(xù)墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形特征分析

本地鐵車站在進(jìn)行深基坑開挖中實(shí)施信息化監(jiān)測監(jiān)控方式，對深基坑進(jìn)行全程進(jìn)行監(jiān)測，主要是觀測建筑物的沉降傾斜、地表變化、地下管線變化、墻體位移及墻頂水平位移等情況，在進(jìn)行深基坑開挖過程中實(shí)施全過程信息化監(jiān)測，將監(jiān)測到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行及時的研究與分析，進(jìn)而及時發(fā)現(xiàn)問題并解決問題，為深基坑的順利完工提供必要的保障。除此之外，在深基坑圍護(hù)的四周每隔10-20m設(shè)置測斜管，并對測斜管進(jìn)行時時觀測，同時需要根據(jù)施工的具體情況及監(jiān)測變形的波動速率進(jìn)行相應(yīng)的改善，進(jìn)而保證工程施工的安全性。

（一）施工狀態(tài)下的變形

在施工中要以監(jiān)測結(jié)果為準(zhǔn)則，選取不同厚度的連續(xù)墻作為代表，該地鐵車站工程中分別取厚度為800mm、600mm的地連墻為代表，在不同的施工條件下對這兩個地連墻的變形情況進(jìn)行研究與分析，通過分析得出600mm的地連墻變形情況明顯高于800mm的地連墻，且800mm地連墻變形曲線較為平緩，而600mm地連墻的變形曲線高低起伏較大，這就說明地連墻的變形程度與其厚度有著直接的關(guān)系。在對深層坑的頂部層土進(jìn)行開挖時，其并不會對連續(xù)墻造成變形，主要是在開挖三層土以下時，開挖支撐預(yù)應(yīng)力作用的時間及深基坑外的堆載都會造成連續(xù)墻的變形，進(jìn)而加快連續(xù)墻變形的速率，因此，在對連續(xù)墻施工時一定要嚴(yán)格控制開挖的時間與數(shù)量，根據(jù)工程實(shí)際及相關(guān)規(guī)定進(jìn)行時間與數(shù)量的安排。除此之外，在完成一道鋼支撐安裝后其墻體變形就會慢慢的趨于平穩(wěn)，但在開挖中有時會將鋼支撐長時間堆放在一側(cè)，這時就會使這一側(cè)明顯比另一側(cè)的位移較大，同時支撐體之間的相互作用及鋼支撐預(yù)應(yīng)力損失均會引發(fā)連續(xù)墻變形，因此在進(jìn)行深基坑開挖時要充分考慮影響變形的各種因素，進(jìn)而提早做好防護(hù)措施。

（二）不同測點(diǎn)見底后變形特征

在進(jìn)行地鐵車站深基坑地下連續(xù)墻開挖時，會運(yùn)用一定的信息化方式對所有的監(jiān)測點(diǎn)實(shí)施時時監(jiān)測，再根據(jù)監(jiān)測的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與研究，通過對該地鐵車站監(jiān)測點(diǎn)數(shù)據(jù)的分析發(fā)現(xiàn)，地下連續(xù)墻變形值較為離散，深基坑在開挖過程中施工較為復(fù)雜多變，在實(shí)際的開挖過程中存在著很多的不確定因素，與施工前所預(yù)想的變形情況不盡相同，因此，在對深基坑地下連續(xù)墻進(jìn)行開挖時需要根據(jù)具體的實(shí)際情況來改善其變形情況。

（三）墻體最大位移與時間關(guān)系

針對墻體施工最大位移與時間進(jìn)行監(jiān)測，一般變形監(jiān)測的時間以一個月為準(zhǔn)，隨后再對地下連續(xù)墻的最大位移進(jìn)行監(jiān)測，通過對該地鐵車站深基坑墻體變形的監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，在開始進(jìn)行深基坑內(nèi)二層土的墻體施工前，墻體的穩(wěn)固性較強(qiáng)，隨著開挖時間的不斷加大，其地下連續(xù)墻的變形量也在不斷極大，同時支撐擋墻的暴露時間對地下連續(xù)墻的變形有著直接的影響，這就說明時空效應(yīng)對地下連續(xù)墻變形起著一定的作用，針對這些變形應(yīng)當(dāng)采取以下措施：

1.針對時空效應(yīng)。在開挖過程中要對地下連續(xù)墻的整個開挖時間進(jìn)行嚴(yán)格的控制，待開挖見底后應(yīng)及時的做好底板結(jié)構(gòu)的加固，同時應(yīng)當(dāng)盡力縮短地下連續(xù)墻暴露的時間，開挖的面積與尺寸需要嚴(yán)格按照施工工藝嚴(yán)格加以控制，逐層逐步的進(jìn)行開挖施工，并依次進(jìn)行架設(shè)支撐及預(yù)應(yīng)力的施加，進(jìn)而有效的減少變形的速度，為有效防止地下連續(xù)墻的變形提供幫助。

2.針對變形峰值。根據(jù)上文描述可知，地下連續(xù)墻的厚度越薄其變形越大，越較為曲折，因此需要嚴(yán)格控制地下連續(xù)墻的厚度，通常地下連續(xù)墻的厚度應(yīng)當(dāng)增加到600mm以上，以有效控制地下連續(xù)墻的變形。

3.針對施工因素。通過對地下連續(xù)墻的監(jiān)測可知，其變形情況復(fù)雜且具有一定的離散性，這就表明施工因素對地下連續(xù)墻變形有一定的影響，因此在進(jìn)行地下連續(xù)墻施工中應(yīng)當(dāng)不斷優(yōu)化施工技術(shù)、施工工藝及施工管理等，為有效控制地下連續(xù)墻變形提供保障。

四、結(jié)語

綜上所述，在進(jìn)行地鐵車站深基坑地下連續(xù)墻施工中需要加強(qiáng)施工現(xiàn)場的監(jiān)測，進(jìn)而得出相應(yīng)的監(jiān)測數(shù)據(jù)，針對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)的分析與研究，找出變形的原因，進(jìn)而有效的提出應(yīng)對對策，為有效控制地下連續(xù)墻變形問題提供幫助，進(jìn)而保證整個地鐵車站工程的質(zhì)量。

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