城市中心区地铁深基坑施工中的基坑变形控制

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1、城市中心区地铁深基坑施工中的基坑变形控制　　摘要：城市地铁车站深基坑周边往往有大量的公用管线及建筑物。有效控制深基坑开挖过程中的围护结构变形位移，防止由此引起基坑外地面沉降，是深基坑施工中的关键性工作，必须高度重视。    关键词：城市地铁；深基坑；变形控制　　穿越城市商业中心区，人口集居区的地铁车站基坑周边往往存在大量管线和建筑物。由于施工场地比较狭小，只能采取直壁式支护大开挖施工方法；地铁车站一般较长、较深、较宽，由于土体是弹塑体介质，在开挖卸载过程中，产生土体应力的释放，使基坑四周一定范围(

2、一般为基坑开挖深度的1.5倍)的土体内力失去平衡而发生变形，和土体的滑移破坏，导致基坑四周建筑物、地下管线、道路的破坏，造成重大伤亡事故、质量事故和经济损失，因此确保对基坑围护墙变形的控制及基坑四周地面、建筑、地下管线等的工程监控是非常重要的，是基坑施工安全可靠的必要有效措施。　　笔者从事软土地区地铁车站深基坑施工多年，针对基坑变形情况的分析研究，认为作为施工者应抓住如下关键九点，并在施工中严格正确实施。　　1、深基坑的井点降水　　基坑开挖前，需将坑内的地下水位降低并排除，使坑内土体在基坑开挖时，

3、已经通过排水固结达到一定强度，从而提高坑内土体的水平抗力，减少基坑的变形量；增强基坑稳定性，减少坑底土体的隆起。在一般条件下，坑内井点降水至少要早于基坑开挖前20天开始。基坑降水以不影响临近建筑物和地下管线的安全为原则，基坑降水必须在坑内外设置足够的观察孔，并在坑外设地面沉降观察点和回灌井，必要时应采取回灌措施；这是一项非常重要的技术措施，主要防止因围护墙渗漏水而使坑外四周的地下水位也下降，造成对其坑周边的管线、道路及建筑物的破坏。如需抽降承压水，要严格控制承压水的抽降时间与抽降深度，不挖的地段不

4、轻易开泵抽水，底板砼施工完毕的地段随即停止抽水。承压水抽降高度应根据观测井内测得的承压水位来确定。基坑开挖由浅入深，沉降水抽降也逐渐加深，即不要抽水过深引起地面明显沉降，也不要抽水过浅危及坑底安全。　　2、深基坑内外必要的土体加固　　深基坑内外土体加固和井点降水一样，是深基坑工程不可缺少的一项重要技术措施。目的是通过加固改变软弱土层的土体结构和含水率来提高土体强度，增强基坑整体抗失稳的能力，增强被动土的抗力，减少围护墙的变形量，使基坑周边的地面沉降得以控制。　　基坑土体的加固措施是根据基坑开挖时周

5、边土体变形而定，由于开挖破坏了土体内力平衡，引起周边土体的位移变形，坑内基底应力释放使基底隆起，使围护产生变形。根据这些土体变形特征，可采用注浆加固、深层搅拌桩加固、旋喷法加固等；选择何种加固方法，视基坑土层性质、土体加固强度、环境要求而定；但是这些加固方法均需在基坑工程施工前，确定基坑开挖时一些安全值得不到保证时，通过加固后能满足基坑施工安全的条件下采用；因此，基坑加固措施是基坑开挖的安全预控措施，并在基坑开挖前实施。　　3、深基坑开挖施工中的“时空效应”　　“时空效应”理论，是遵循“分段、分层

6、、分块挖土，先中间后两边，随挖随撑，限时完成”的原则，是针对软土土层具有流变的特性，利用土体在基坑开挖过程中位移的变化规律，提出的一种控制措施，是对基坑开挖作动态管理，并做到信息化施工，确保基坑变形量在设计允许之内。具体的说是对车站基坑施工按工序施工全过程进行分解控制，在空间上规定尺寸大小，在时间上确定完成时限，按量化的空间和时间结合有序的操作实施科学对各道工序施工注意事项要仔细考虑并安排落实，如：1每天基坑开挖前必须明确当天施工任务，以配备好足够的挖运土机械及支撑数量和施工人员，以达到挖运土有序

7、快速、支撑及时有效。2基坑沿纵向分段分层开挖，每层每小块开挖长度不宜超过支撑的间距，第一层一般为7—8米，在第二层及以下土层一般为4米左右。3基坑开挖过程中严禁超挖，每层开挖面标高不得低于该层支撑的底面或设计基坑底标高。4各小块土方开挖及钢支撑的安装和预应力的施加必须16小时内完成；要注重第一道支撑安装的及时性，以防地下墙顶部在悬臂受力状态下产生较大的墙顶水平位移和附近地面开裂。5当监测值得出基坑变形量接近报警值时，应制定出更加紧凑的工序安排，尽可能地缩短开挖及支撑时限，优化施工参数，减少无支撑暴

8、露时间，达到控制基坑变形在允许范围内的目的。　　4、深基坑钢管支撑的质量控制　　地铁深基坑的围护结构一般由直壁围护墙、型钢或钢筋砼围囹和钢管支撑组成深基坑围护体系。围护墙的支护体系视其开挖深度而定，一般四米左右设一道支撑以构成一个空间受力体系，来支撑基坑外巨大的土压力和诸多外加荷载，达到安全施工的目的。因此围护结构支撑的质量控制十分关键，支撑一般均采用ф609钢管(壁厚16mm)；质量控制包含二个方面的内容，支撑本身的质量和支撑施工安装质量。　　(1)钢管支撑质量控制：应从材质、直