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基坑施工对紧邻地铁结构安全性的影响分析

2021-01-21

四川水泥 2021年9期
关键词:土体基坑隧道

刘 伟

(中铁第五勘察设计院集团有限公司, 北京 102600)

近几年,我国经济发展速度越来越快,在已经开始运营的地铁中,其机构周围的工程施工也在不断地增加。建筑工程施工过程中,基坑开挖施工,会给既有地铁的机构带来一定程度上的影响,并且目前,也受到了更多的关注与重视。建筑工程施工中,基坑施工会对邻近的地铁结构造成一定的变形,有时候严重的话,还会给地铁结构带来严重的破坏。因此,在这种情况下,基坑施工中,要想保障邻近地铁结构的安全性,那么在基坑正式施工之前,就要对其给邻近地铁结构安全性硬性进行分析,这是非常重要的一项工作。

1 基坑施工对地铁解结构安全造成的影响

1.1 给地铁隧道造成影响

1.1.1 引发地铁隧道侧移

在基坑工程施工的时候,一般情况下会开展开挖施工,在开挖的时候机会给邻近的地铁隧道带来一定的影响,间接的引发隧道侧移问题,这样就会给地铁隧结构的稳定性带来一定程度上的影响。其具体表现在,当裙楼基坑施工的时候,在刚开始施工时,对邻近地铁隧道通过监测发现,基坑施工对其结构所造成的影响不是很大[1]。但是随着基坑施工的时间越来越长,基坑主体开挖工作的深度开展施工,就会给邻近地铁隧道结构造成位移问题,并且其位移量到达了4.0mm。

1.1.2 引发隧道弦向变形

基坑施工的时候,还会影响邻近地铁隧道的土体机构,影响其结构的稳定性,这个时候,就要对对地铁隧道弦向变形问题进行重点的关注,并且在施工过程中,要将检测工作落实到实处,只有这样,类似的问题发生率才会得到降低。当地铁隧道发生弦向变形问题的时候,要对其进行及时的处理,处理的过程中,要尽量做到几点内容,首先,基坑施工过程种,对地铁隧道弦向变形问题的监测重视起来,并制定出切实可行的处理措施,使变形问题得到及时的解决,防止变形问题的范围出现进一步扩大。其次,在基坑施工过程中,要加强施工是企业和施工人员的安全意识,同时还要加强工程施工的规范,将基坑施工给邻近地铁结构造成的影响降到最低,保障地铁隧道可以保持在一个高效、稳定的运行状态中。

1.2 给地下水控制造成影响

目前,基坑施工开展的时候,一般情况下会设计承压水控制问题。随着基坑的施工,其深度也在不断地发生变化,因此,在基坑设计和分析过程中,承压水控制也是其设计中的重要内容,并且还是具有一定制约性的关键问题。在国外和国内,已经发生过很多因基坑坑底突涌等发导致的工程事故,当基坑发生突涌或者流土的时候,会很难控制住,因此,也会给邻近地铁结构安全性带来严重的影响。特别是在一些大城市新区的建设中,通常在一个局部的区域内会有很多的基坑施工,承压水如果发生大量的抽降,那么肯定就会引起区域地下水发幅度下降,进而导致地层出现大范围的沉降现象,进而影响邻近地铁结构的安全性。

2 基坑施工中邻近地铁结构安全性保护措施

2.1 制定合理的基坑挖掘方案,防止影响邻近地铁结构

基坑施工挖掘过程中,一般情况下,其采用的是传统的施工方式,传统的基坑挖掘施工通常是与基坑规格范围进行相结合,然后找出施工所需的大概的范围。最后会在施工范围中进行开展降水处理环节,如基坑这样施工,会有效的降低土质的坚硬度,有利进行挖掘。在实际开挖的时候,通过与预先设计的方案结合,在设置支撑结构之后,来正式开展基坑挖掘工作。在挖掘的过程中,会影响土质结构,并且会进一步改变土壤的自然状态。土体的状态虽然是固体,但是土壤中间会突然发生大的坑洞,这个时候,土壤周围的土体也会跟随水及惯性逐渐的向坑洞方向流去。这样情形下,就会使得坑洞周围土壤出现下陷问题。一旦土体自然状态出现变化,这个时候,其结构自然也会发生一定的变化。所以,在基坑施工的过程中,要想保障基坑施工不会影响到邻近地铁结构安全性,那么就需要在传统基坑挖掘施工基础上,不断的创新挖掘的方法。通过与基坑施工的范围和面积进行结合,合理分化,通过暗处以隔墙支撑,使周围土体暴露出来的面积从空间上得到减少,这样能够使地质变形概率得到有效的降低,进而也实现了保护邻近地铁结构的作用。

在对基坑施工挖掘方案进行设计时,第一,传统的模式要改变,基于传统施工基础,支撑的时候,利用隔墙和暗处来支撑。基坑施工过程中,施工要分开开展,将其分为两期,一期是对基坑整体进行施工,并结合基坑施工范围,把基坑施工分为三份,而且基坑施工时,中间位置一定要做好隔墙和支撑。二期施工的时候,在邻近地铁一侧,设置一个长条形的基坑,同时地铁走向也设置为基坑一样的长条形,并与基坑的长一致。同时还要对支撑传力的作用进行有效的加强,合理增加支撑的时间。由于其施工比较方便,因此能够有效的减少邻近地铁范围土体暴露时间,进而防止土体出现变质。在进行支撑与隔墙的时候,可以选择钢筋混凝土材料应用在施工中,并将其有序的十字交叉排列。选择好的材料,主要的目的是提供支撑与隔墙的质量,而利用十字交叉的方式来排列,主要是保障其稳定性,从而降低其结构改变。

2.2 采用加固措施,确保邻近地铁结构

如想保障基坑安全施工,不会给相邻近地铁结构安全带来影响,须制定合理完善的方案,采用这些措施只是一些外在的条件[2]。如果想使邻近地铁结构得到更好妥善的保护,一定要对地铁本身有一个详细的理解。基坑开展施工前,一定要先加固邻近地铁相关设施,这样地铁自身的结构才会得到良好的防护,邻近地铁结构保户的目的才会实现。并且,也进一步提高了邻近地铁自身的防护能力,降低安全隐患等事故的发生几率。另外,基坑施工时,要使用加固防护与支撑模式。这样通过全方位的加固,降低基坑施工时给相邻近地铁结构所带来的损坏。由于不同的基坑施工,会其给相邻近地铁设施带来不同的影响,因此,在制定保护措施的时候,制定的保护措施也是不一样的。要结合基坑施工方式,选择合理的加固措施,使得邻近地铁设施得到针对性的保护。

在加固地铁方面的时候,在基坑施工前,就要对邻近地铁实施加固处理。例如,地铁高架桩承台周围的加固法,采用钢筋混凝土混合材料,且在加固处理的时候,应用的是注浆法。基坑实际施工时,加固基坑周围的动土层,如果加固方法应用的是抽条方式来加固,同时加固被动区,这个时候,其周围的土壤状态就不会受到破坏,其土体也不会发生松动现象。在基坑周边的每个区间,利用刚结构制作模板,同时将混凝土或者是水泥灌注模板中,就会形成一个隔离桩,这样抗土膨胀能力就会得到提升。然后,通过利用十字交叉的排列方式,将板带增加到支护结构的每一段中,这样支护结构受力面积就会实现增强,其结构强度就会更加的稳定。在实施全面、且多层次的加固之后,其之间的相互作用就会得到增强,进而防止土体在破坏的自然状态下流动,达到保护地铁机构的目的。

2.3 评估基坑施工路线,提升施工效率

在基坑施工过程中,由于涉及到诸多因素及范围,施工环节也比较多,因此,一旦任何环节发生错误,都会导致严重的危险和损失发生[3]。因此,在基坑实际施工以前,需要结合施工经验,对基坑施工周围的环境进调查,然后与施工情况进行结合,并对一些细节部分、基坑施工路线等,进行全面的数据分析机评估方案,避免其施工影响到邻近的地铁结构,有效的提高其安全性。另外,针对一些突发的情况,应该制定应急解决方案,在基坑施工前,就要对需要加固的位置和材料设计好,充分做好基坑施工前的准备工作。并且,要因地制宜,监测基坑周围地质情况,不同地质,其制定的保护方案也是不一样的。

在基坑施工之前,应先对前期经验进行分析,对同类型工程进行比较,对风险进行评估,调查周围环境等。建立基坑与相邻地铁之间的详细空间关系,确定基坑工程范围内地铁的运营时间和服务性能;根据实际情况,制定了基坑工程的具体实施方案。例如,在深厚软土地区,基坑支护强度有待进一步加强。对于粉尘地区,必须控制土壤水分,减少降水,避免塌方事故。必要时,我们可以找技术人员模拟整个施工过程的细节,确保工程的安全。在施工中,管理人员应及时检查工程的施工进度,记录施工过程。一旦发现施工计划有偏差,必须及时做好后续施工安排。由于施工过程中不可避免地影响地铁的正常运营和地铁内部结构,必须及时采取加固措施,将影响降到最低。在完成基坑施工后,应对施工中存在的问题进行分析和总结,为今后的工作提供一些经验。

2.4 结合地铁不同情况,开展加固处理

基坑施工时,不仅在对基坑工程进行加固,同时还要加强地铁的安全保护措施,这样地铁结构安全才不会受基坑施工的影响[4]。地铁结构安全防护,在保障地铁安全运营的同时,也要保障地铁结构的安全。在地铁和基坑加固中,应制定详细的方案。通过分析基坑工程对地铁的不同影响,提出了不同的加固方案。结合基坑尺寸、基坑对地铁的影响、地铁对基坑的定位以及基坑的形状和结构,然后制定针对性的加固措施,有效避免人力物力材料的浪费,进而降低基坑施工对邻近地铁所造成的影响。

有些规模比较大的基坑,其给地铁结构带来的影响也是比较大,这个时候,可以应用大坑化小坑的方法。首先,将基坑加固分为两个阶段,可以减少靠近地铁侧的暴露时间。它分为几个小坑,使得每个基坑的规模较小,然后增加支撑力传递。土体开挖速度快,支架拆除速度快,主体的聚落结构也要合理划分。支护结构巧妙,不易倒塌,可靠性高。对于平行于地铁的狭长基坑,可以采用中间隔墙或暗支撑的加固措施,在被动区可以进行条带加固。中间隔墙设置在基坑的中间,相当于增加一个相对刚性的隐蔽支撑。施工时,可在混凝土中选用钢筋材料。采用五种交叉布置方式可提高隔墙的稳定性和可靠性。针对地铁在基坑下的情况,最关键的防治加固是抗隆起。为了控制下伏地铁的变形,可采用M型或门型钢筋加固隧道两侧及隧道间的深度,并可分为两段,相邻两个深部加固区的顶部由盾构隧道上方的顶部加固区连接,其他开挖区为浅埋加固区;钻孔灌注桩在深部加固区间隔施工,底板浇筑在各加固区顶面,一般适用于城市地下空间施工和盾构隧道节点处理。针对经常使用的地铁,应充分利用空间,减少基坑对其的影响,加强砌块和层对各层的处理,防止水流造成的坍塌。总之,应根据不同情况制定不同的加固方案和相应的防护措施。

2.5 提高施工人员安全责任意识

所有基坑施工,都具有时间紧、任务重等特点,在实际施工中,不免个别施工人员为了节约成本或者赶工期,在施工过程中会采用一些偏移不达标的材料,或者是施工过程中偷工减料,而这些行为是非常不服责任的。针对这种情况,还需基坑管理人员不断加强自身的责任意识,在施工之前,须先了解和明确施工具体注意事项,并且对施工人员进行具体有效的培训,提高施工人员的责任感,管理者也要从中选择。从长远发展的角度看,要把责任感的理念传递到每一个员工身上,提高每一个员工的安全责任感,监督和监督工人的施工。

3 结语

综上所述,基坑施工中要对其施工方式重视起来,因为其施工会影响邻近地铁结构的安全箱,因此,一定要加强基坑施工的方法和施工技术,制定合理科学的施工方案,分别从基坑挖掘和地铁结构两个方面来实施加固处理,才能通过多方位保护,避免基坑施工影响邻近地铁结构的安全。

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