地鐵車站偏壓基坑圍護結(jié)構(gòu)變形影響因素研究

周運剛

摘 要：? 近些年，隨著社會的發(fā)展，帶動了我國科學技術(shù)水平的進步。現(xiàn)階段，根據(jù)施工對地面道路的影響，地鐵車站施工可采用明挖法、蓋挖法和暗挖法。以某地鐵車站明挖順作施工為背景，利用MIDASGTS有限元分析軟件，建立了基坑明挖順作和蓋挖逆作2種施工方法的施工模型，對圍護結(jié)構(gòu)變形進行模擬計算分析。結(jié)果顯示，明挖順作法施工圍護結(jié)構(gòu)最大位移發(fā)生在基坑深度的1/2附近，蓋挖逆作法施工圍護結(jié)構(gòu)最大位移發(fā)生在基坑深度2/3附近。基坑開挖監(jiān)測得到的基坑明挖順作時圍護結(jié)構(gòu)實際變形結(jié)果與模擬計算結(jié)果比較，其基本規(guī)律相同。

關(guān)鍵詞：? 地鐵;深基坑;施工方式;圍護結(jié)構(gòu);變形分析

【中圖分類號】U231.4? ? ?【文獻標識碼】A? ? ?【文章編號】1674-3733（2020）06-0149-01

1 基坑圍護結(jié)構(gòu)的定義及常見圍護形式

1.1 地連墻。

地連墻的施工方法主要是在地下水位較高的軟土區(qū)域當中進行使用，在施工的過程中噪音相對較低，而且振動較小，可以在構(gòu)筑較為密集的區(qū)域進行施工。在進行地下連續(xù)墻施工的過程中，具有很多優(yōu)勢，主要可以承受較大的水平側(cè)向載荷，而且應(yīng)用的過程中剛度較大。在基坑開挖的過程中可以發(fā)現(xiàn)不會造成較大的沉降，而且形變相對較小，不會對周圍建筑產(chǎn)生較大影響，可以有效的保證地下管線和周圍建筑物的安全性，具有較好的防水效果，廣泛應(yīng)用于深基坑施工當中。然而，地下連續(xù)墻施工的過程中造價相對較高，施工機具占用場地較大。在富水砂層當中需要對墻縫止水的問題進行重點考慮，一般情況下使用旋噴樁或者攪拌樁等方法將墻縫止水的問題解決。

1.2 鉆孔灌注樁。

鉆孔灌注樁指的是通過機械鉆孔方式在地基土中形成樁孔，一般采用泥漿護壁，形成樁孔內(nèi)通過吊機起吊鋼筋籠放入孔內(nèi)，并在其內(nèi)灌注水泥混凝土所形成的樁體。灌注樁最早是在1893年使用于高程建筑，在20世紀40年代初隨著大功率鉆孔機具的研制成功首先在美國問世，到今日，隨著鉆孔機械的快速發(fā)展，鉆孔灌注樁設(shè)計及鉆孔灌注樁施工技術(shù)水平得到了長足的發(fā)展，其在在高層、超高層的建筑物和重型構(gòu)筑物中也得到廣泛應(yīng)用。

鉆孔灌注樁圍護墻屬于排樁式支護。多用于坑深7～15m的基坑工程。鉆孔灌注樁施工時噪音小、振動小，同時鉆孔灌注樁作為非擠土樁，對周圍環(huán)境影響小，而且樁身強度高，剛度大，變形小，適應(yīng)于各種地層情況。

1.3 鋼板樁。

鋼板樁是帶有鎖口的一種型鋼，常見的鋼板樁形式有一字形、槽形及Z形，尺寸大小各異，聯(lián)鎖形式多樣。槽形鋼板樁又稱為拉森鋼板樁，是較為常用的鋼板樁。鋼板樁本身鋼材，具有較高，所以所形成的鋼板樁墻強度高，容易打入堅硬土層，但是需要注意鋼板樁鎖口處的連接，如果連接不恰當容易發(fā)生滲水等病害。鋼板樁適合于深水中施工，當基坑尺寸較大，必要時加斜支撐成為一個圍檁，同時防水性能好，同時能按需要組成各種外形的圍堰，并可多次重復(fù)使用，因此，鋼板樁的用途廣泛。

鋼板樁于20世紀初在歐洲開始生產(chǎn)。20世紀50年代，我國首次在鐵路橋梁圍堰施工中。隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，于20世紀末，我國的鋼板樁應(yīng)用工程已有一定的發(fā)展。

2 地鐵車站深基坑施工措施的應(yīng)用

2.1 明確標準，提高檢測能力。

鐵路項目建設(shè)中需要涉及到的施工材料，種類繁多。原材料進入到施工現(xiàn)場后，必須要嚴格的按照具體的規(guī)定進行有效的檢測，對材料的基本情況展開系統(tǒng)化的分析與判斷，嚴格的依照國家的具體標準開展并落實檢測細節(jié)。檢測人員要熟悉產(chǎn)品標準、驗收規(guī)范，吃透圖紙，制定檢測方案，明確檢測實施細則。讓每個檢測人員清楚、掌握檢測標準。

2.2 規(guī)范檢測，把好檢測關(guān)。

項目試驗室有很多檢測參數(shù)不具備檢測能力，需要將部分原材料送至第三方檢測機構(gòu)。在確定委托第三方檢測單位時要對檢測單位的檢測資質(zhì)進行嚴格的審核，選用技術(shù)能力強、設(shè)備先進、業(yè)內(nèi)口碑好的檢測機構(gòu)。項目上場后，要組織技術(shù)部門對物資、質(zhì)量管理、試驗室等部門進行材料技術(shù)性能要求交底，確定原材料的技術(shù)標準和技術(shù)要求。不規(guī)范的取樣方法和試驗方法產(chǎn)生的試驗結(jié)果會大相徑庭。鐵路項目實際運用到的建筑材料需要分批次選購，在取樣階段應(yīng)該嚴格的按照檢測標準加以落實，明確樣本的產(chǎn)地和總產(chǎn)量。

3 圍護結(jié)構(gòu)區(qū)別

針對不同圍護結(jié)構(gòu)的對地層適用能力、圍護結(jié)構(gòu)效果、施工對周圍環(huán)境影響等因素，對地下連續(xù)墻、鉆孔灌注樁、水泥深層攪拌樁、鋼板樁進行比較分析，施工方根據(jù)不同施工方法的特點選擇適合本工程的圍護結(jié)構(gòu)。圍護結(jié)構(gòu)比較表見下表1。

結(jié)語：基于FLAC3D分析了鄰建筑物偏壓基坑圍護結(jié)構(gòu)的變形特性，得出以下結(jié)論：1）鄰建筑物偏壓荷載對基坑十分不利，會使圍護結(jié)構(gòu)水平位移大幅度增加，基坑有失穩(wěn)的趨勢，降低基坑安全性。2）圍護結(jié)構(gòu)側(cè)移系數(shù)與基坑至建筑物距離e呈一次函數(shù)關(guān)系，與建筑物荷載q呈三次函數(shù)關(guān)系，與基坑開挖深度h呈分段線性函數(shù)關(guān)系。建議基坑選址時，使基坑至建筑物距離e大于0.5倍設(shè)計深度;當建筑物荷載q較大時，可在圍護結(jié)構(gòu)與建筑物之間設(shè)置一排鋼管隔離樁;當基坑開挖至設(shè)計深度的0.45倍時，加強圍護結(jié)構(gòu)的監(jiān)控量測，采取加強配筋或增加支撐剛度等措施預(yù)防鄰建筑物產(chǎn)生的偏壓荷載的不利影響。3）在影響緊鄰建筑物偏壓基坑圍護結(jié)構(gòu)非對稱變形的因素中，基坑至建筑物的距離e是最不利因素。

參考文獻

[1] 李廣宇.軟土地區(qū)隧道明挖法的典型斷面結(jié)構(gòu)受力及圍護結(jié)構(gòu)變形分析[J].建筑施工2014（10）：1185-1186.

[2] 許樹生，侯艷娟，劉美麟.天津地鐵6號線車站深基坑開挖下圍護結(jié)構(gòu)及墻后地表變形特性分析[J].北京交通大學學報，2018，42（1）：25-33.

[3] 朱敏，陳容文，郭曉剛.深厚軟弱地層超深基坑支護分析以武漢香港路地鐵車站工程為例[J].人民長江，2011，42（20）：75-78.

[4] 鉆孔灌注樁施工事故及處理措施的思考[J].文華，李秀美.珠江水運，2010，（12）：50-51.