明挖地铁车站施工中基坑变形及控制策略探讨

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　　摘要：社会经济不断发展，人们生活质量也得到提升，出行方式也逐渐多样化。为使城市空间得到节约，同时亦为人们出行提供便捷，我国开始加大地铁车站施工建设，如此在满足人们出行需求基础上，实现城市环境的优化。地铁车站施工方式相对较多，明挖施工即为其中较为常见一种，但此施工方式难度相对较高，因此，采用此方式对地铁施工期间常出现基坑变形等问题，为使此问题得到有效解决，本文针对明挖地铁施工中基坑变形控制策略进行分析。
　　关键词：明挖施工；基坑变形；地铁车站
　　在土方施工工程中，地铁车站基坑开挖为其中主要环节之一。原有地基土层相对较厚，而开挖技术即对地层进行卸载，开挖地层工作结束过后，地层周边区域，如岩土等，不免因边界条件的改变出现质量上的变化，甚至出现地层损失等情况，若无法针对此情况进行有效解决，不但降低地层质量，还将对施工人员人身安全造成威胁。
　　1.基坑变形分析
　　1.1桩顶水平位移
　　支护结构顶部较易受到施工影响，出现变形等情况，而根据桩顶水平位移情况即可对支护结构所产生的变化进行系统观察。因此，在支护结构遭到破坏即可通过桩顶位移现象进行了解。在开展地铁基坑开挖工作前期，土体受应力影响，容易出现急速释放的情况，相关人员可在冠梁及桩顶水平处观察到，其位移现象开始呈逐渐增加趋势，此期间，必须及时采取土体支撑措施，否则导致位移水平提升，进而增加坑外地表数米范围，从而引起一系列施工质量等问题。钢支撑本身支挡作用相对较强，在安装钢支撑环节前期，相关人员应及时对钢支撑情况进行查看，针对桩顶水平进行调试，保证其水平能够持续处于平缓状态，如此才能增加钢支撑安装准确性。
　　1.2钢支撑轴力变化
　　开挖及钢支撑安装在施工过程中较易出现变化，钢支撑轴力在此过程中也随之发生改变。在进行钢支撑安装工作前期，钢支撑轴力较易出现波动，导致此现象的主要原因即为钢支撑无法充分控制预应力，进而导致预应力在实际施工期间出现较为严重损失，从而影响施工机械以及施工整體过程。在安装完成第一道支撑后，相关人员需开挖支撑下方的土方，此期间，支撑的轴力受开挖影响，将出现轴力增加情况，若所开挖的土方相对较深，地基土将完全屈服于钢支撑，而钢支撑的轴力在此期间也得到进一步增加。完成以上工作后，相关人员需对土方进行第二道支撑的安装，在施工至此环节，第一道支撑受第二道支撑影响，整体轴力开始减小，而第二道支撑则随着第一道支撑轴力的减小开始呈增加趋势，而此期间围护桩顶部水平也开始出现大面积位移，由原本基坑内侧逐渐转换为基坑外侧。
　　1.3地表沉降
　　地表沉降为地铁施工期间最为主要问题，若施工期间出现地表沉降现象，不但会对周围建筑物质量造成影响，还将破坏电缆及地下管道，严重威胁施工人员人身安全。深基坑工程开展过程中，不免将产生地表沉降问题，但针对此问题，可采取有效措施进行防治。如：若施工地区长期处于降雨环境下，将一定程度上增加施工区域出现地表沉降几率，针对此情况，相关人员可在原有施工基础上，进行施工时间的缩减，实现施工速度的提升，如此将有效避免地表沉降现象的发生。
　　2.基坑变形的控制措施
　　2.1基坑开挖控制措施
　　地铁车站基坑施工所涉及内容相对较多，因此，较易出现支撑安装以及土方开挖的混淆现象，为提高施工质量，相关人员应将支撑安装以及土方开挖工作，以交叉的形式进行。另外，需按照“先支撑后开挖”的顺序对地铁开展施工，在保证施工整体安全性基础上，实现施工质量的提升。与此同时，相关人员应在满足施工要求下，针对支撑及挖土操作时间进行缩短，保证4h内完成此两项工作，避免施工环节应环境的因素变化受到影响。
　　在开展基坑开挖工作过程中，相关人员首先应对土质进行了解，而后针对开挖顺序进行设计，开挖过程中，及时对施工产生失控效应进行观察。若施工区域具有较为丰富地下水，应对水土流失现象进行合理控制，避免土方因水土流失出现支撑不平衡问题，进而出现基坑坍塌现象，影响整体施工水平。开挖工作面与基坑内支撑结构存在直接关系，被开挖区域的土体由钢支撑所代替，而此期间土体位移场以及应力场皆发生改变，恢复为原始状态，此现象亦为时空效应的根本目的。雨季所开展的开挖工作具有一定难度，因此，相关人员在此过程中，应针对基坑变形问题进行合理控制，如此才能保证未来施工工作的有序开展。
　　2.2钢支撑控制措施
　　在施加钢支撑预应力过程中，应保证施加力度存在准确性及合理性。钢支撑轴力较易受环境影响，就钢支撑轴力分析，其上午及下午预测结果存在差异性，导致此问题的主要原因即为早晚温差问题，由此可得出，钢支撑变形随时受周围温差影响出现各类变化。因此，相关人员在对钢支撑施加预应力过程中，应尽量选择低温差时间段，避免钢支撑轴力受对应力等因素影响。若钢支撑处于地铁关键位置，可将复加应力装置安装于关键区域，以便对应力的有效调试，从而使支撑处能够时刻保持良好状态。与此同时，相关人员应在安装完成15h后，对钢支撑处施加二次预应力，避免钢支撑出现变形等问题。
　　2.3风险源控制措施
　　基坑开挖过程中，车站结构以及车站雨水方沟皆为出现施工风险的高发地区，可针对地铁实际情况对地铁方沟进行位移，并针对方沟底板以及侧墙出进行观察，避免两处地区出现漏水等问题，从而提高基坑土体整体质量。为解决雨水方沟的持续渗水问题，相关人员应在基坑开挖过程中，在雨水方沟地区增加防漏相关设备，并采取注浆的方式对方沟浸泡过的部位进行加固，从而避免基坑整体质量受到影响。另外，相关人员还需及时对水管硬化路面进行加厚处理，使其厚度能够达到20cm标准，而后，将2cm厚钢板铺设于上水管线沿线处，保证幅宽距离达到6m，以实现水管保护目的。
　　结语
　　总而言之，地铁为现代我国最为便捷、快速的出行方式之一，能够在节约人们出行时间基础上，为人们提供便利。但地铁车站施工所涉及内容相对较多，而基坑变形亦为地铁施工中最为严重问题，若无法针对此问题进行解决，不但影响地铁未来发展，还将对我国人民人身及财产造成威胁，为使此问题得到解决，相关人员应针及时对桩顶水平位移现象进行观察，掌握桩体变形规律，合理控制钢支撑轴力，明确开挖及支撑顺序，进而保障施工质量，实现地铁车站基坑工程施工质量及效率的提升。
　　参考文献
　　[1]杨海成，杜伟杰.地铁车站基坑安全风险评估及监测分析研究——以杭州香积寺路地铁车站为例[J].北京测绘，2018，32（11）：1326-1330.
　　[2]吕高乐，易领兵，杜明芳，李帅兵.软土地区双侧深基坑施工对邻近地铁车站及盾构隧道变形影响的分析[J].地质力学学报，2018，24（05）：682-691.
　　[3]刘芳，黄海波.某地铁车站区域基坑盖挖法开挖有限元数值模拟[J].结构工程师，2018，34（04）：167-172.
　　[4]韦青岑，张俊儒，何基香.地铁车站超宽深基坑内既有高架桥梁桩基托换关键技术研究[J].隧道建设（中英文），2018，38（06）：1014-1021.
　　（作者单位：中交隧道工程局有限公司）
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