地鐵車站深基坑開挖對鄰近建筑物的影響分析

宋文超

中鐵十二局集團有限公司 山西太原 030032

城市化發(fā)展帶來的地面建設擁擠現(xiàn)象，帶來了地下空間的利用程度不斷加深，而且很多城市的地鐵車站深基坑建設已經向著更深和更大的方向發(fā)展。因為車站的基坑建設地點一般是在城市繁華地區(qū)，對周邊的建筑物、橋梁、道路和地下管線會帶來很大的影響，而且會對土體造成一定的影響。

1 深基坑工程特點

（1）風險性較大?；庸こ涕_挖階段的圍護手段均為臨時性措施，在強度、耐久性等方面設計計算時，預留的安全儲備相對永久性結構較小，此外深基坑施工開挖深度大、歷時長，使深基坑工程面臨更大的風險。

（2）區(qū)域性強、制約因素多。基坑工程的設計、施工與工程地質密切相關，而我國不同城市具有完全不同的地質條件，如軟土、黃土、膨脹土等等，即使是同一個城市也會存在差異，不同區(qū)域的工程經驗不可照搬照抄；另外，氣象條件、水文條件的不同也會對基坑的設計、施工產生巨大的影響。除此以外，穿越城市的深基坑工程還會受到周邊建筑物、地下管線的制約。

（3）時空效應明顯?；娱_挖是一個復雜的空間問題，土體的卸載會造成周圍土體應力場的改變，基坑圍護結構和周圍土體的位移與基坑的深度、平面尺寸、形狀密切相關；土的流變性又導致圍護結構、周邊地表的受力狀態(tài)隨時間不斷改變，合理地利用時空效應對于基坑工程意義重大。

（4）計算理論不完善?；庸こ躺婕皫r土力學，而巖土力學深奧復雜，許多理論尚不完善，如巖土的本構關系目前雖然已有數(shù)十上百的本構模型，但可以實際應用的屈指可數(shù)且存在較大差別。

（5）環(huán)境效應顯著?；娱_挖導致周圍土體應力場的改變必將引起鄰近建筑物、地下管線的變形甚至破壞，基坑施工產生渣土、噪音也會危害周邊環(huán)境[1]。

2 地鐵車站深基坑開挖對鄰近建筑物的影響分析

2.1 樁體水平位移分析

工程選取鄰近建筑物的三個監(jiān)測點來對樁體水平位移進行動態(tài)監(jiān)測，并對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行收集及分析，得出地下連續(xù)墻整體水平位移變化數(shù)據(jù)，通過對數(shù)據(jù)進行分析得出，對基坑進行初期開挖時，樁體頂部有明顯向坑內偏移的情況，但變形量較小?；娱_挖深度到達第二道鋼管支撐部位時，樁體最大水平位移為基坑6m深的位置，但樁體變形程度不大?；娱_挖到10m深時，樁體最大水平位移從基坑6m深的位置下降到11m深的位置，樁體有明顯水平位移情況?；娱_挖到14.5m深時，樁體最大水平位移從基坑11m深的位置下降到14.5m深的位置，樁體最大水平位移下降到基坑15m深的位置。一旦基坑開挖深度到達底部，樁體最大水平位移下降到基坑18-19m深的位置，樁體變形逐步平穩(wěn)，增速有所放緩。對于第三道鋼管進行支撐后，變形速度顯著下降。同時，對數(shù)據(jù)進行分析還可得出，對基坑進行開挖初期，所有樁體都出現(xiàn)程度不一的變形，其原因是因為樁體各側土體高度不一致，從而出現(xiàn)壓力差，致使維護結構出現(xiàn)水平變形。當基坑開挖將以往維護土壓力進行拆除后，基坑底部出現(xiàn)局部凸起，且外側需對土壓力進行主動承擔，加之結構支撐在基坑開挖之后進行，因此導致變形情況出現(xiàn)。在進行基坑開挖時，產生一定變形，且最大變形量為15.431mm。所有樁體都出現(xiàn)坑內偏移情況，其原因是鋼管支撐的設置在基坑開挖后進行，對墻體變形產生制約，致使樁頂兩側受力不一，出現(xiàn)彎曲變形，進而造成坑內偏移。伴隨著基坑逐漸挖深，樁體最大水平位移點逐步向下，在基坑開挖結束后趨于平穩(wěn)。從上面的分析可以得出，基坑開挖導致樁體水平變形由最大點位置逐步向下移動，樁體水平方向變形量過程為細微變形、快速發(fā)展、變形緩慢、趨于穩(wěn)定[2]。

2.2 建筑物變形控制措施

為了最大程度減小基坑開挖對該建筑物的影響，滿足車站地鐵基坑及建筑物的變形控制標準，需采取相應的保護為措施。

（1）在地鐵深基坑與建筑物之間設置隔離樁，基坑圍護樁加密設置，采用φ1000@1500鉆孔灌注樁。

（2）基坑開挖嚴格按照先撐后挖、分段、分層、對稱平衡限時的原則進行土方開挖，滿足基坑開挖的“時空效應”原理。

（3）地鐵基坑開挖過程中，加強對支護體系以及建筑物的變形監(jiān)測；若發(fā)現(xiàn)監(jiān)測值超限，立即對建筑物進行跟蹤注漿加固處理。

2.3 降水影響

在進行深基坑的開挖過程中需要做好降水工作，而這種降水工作也會對周邊建筑物產生一定的影響。首先，因為深基坑降水會引起地下水位的下降，這種情況下就會造成周邊地表層的下降，而地下水的滲透作用也會破壞支護結構，從而對建筑物產生一定的破壞。因為深基坑進行降水工作會破壞基坑內原有的一種水土平衡狀態(tài)，會造成土體的開裂。而在開挖過程中采用的一些井點降水工作在降低水位的同時也會引起地面沉降的問題，甚至會形成一個地面沉降變形區(qū)，導致這個范圍內的建筑物、道路、管道等設施因為這種不均勻沉降現(xiàn)象出現(xiàn)斷裂和傾斜問題，這樣不僅會影響其正常使用，還會引發(fā)安全事故。而且因為在進行沉降工作的過程中會排水現(xiàn)象，這種排水工作造成的土體凝結變形也會破壞土體的原有平衡狀態(tài)，使建筑物的地基土體的承載能力下降，從而引發(fā)建筑物的不均勻沉降變形問題，甚至會引起建筑物的傾斜和倒塌現(xiàn)象[3]。

3 結語

地鐵車站深基坑開挖工程風險性極高，若一旦施工出現(xiàn)問題，導致的結果不堪設想。所以開挖深基坑時，要對鄰近建筑物的影響進行綜合考慮，采取適當?shù)姆椒▽舆M行支護，對建筑物變形加以控制，使得地鐵車站深基坑開挖工作順利展開，同時要保障深基坑周圍鄰近建筑物的使用性能及安全性能。