地铁车站深基坑施工对周边环境影响研究

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　　摘 要：地铁车站深基坑的施工对周边环境会带来比较明显的影响，因此加强地铁深基坑开挖对周边环境的影响具有重要意义。本文介绍了地铁车站深基坑施工的特点，分析了地铁车站基坑开挖对周边环境的影响，提出了相应的解决对策。
　　关键词：地铁车站;深基坑;变形
　　城市地铁以其运量大、速度快、安全可靠、运行准时、不占用地面道路等优点，迅速成为一种现代化的城市交通工具。城市地铁一般都位于建筑较为密集的地段，而且周边环境十分复杂，而地铁的建设往往需要进行大而深的基坑开挖，在城市复杂的地质环境以及难以考虑的周边环境的影响下，而车站基坑的开挖往往引起基坑周围土体的变形位移，对邻近建筑物造成不同程度的影响和损害。在地铁车站施工时，在确保基坑开挖本身的安全的同时，还要减小基坑开挖对周边环境产生的危害，因此研究深基坑开挖对周围环境的影响将成为重要课题。
　　一、地铁车站深基坑施工的特点
　　地铁车站多设置在城市繁华和人口密集地段，且其基坑施工属深基坑范畴，造价高、土石方量大、有明显的地域性，不同地质条件和周边环境对基坑支护要求有很大的不同。
　　1.基坑周围环境复杂。车站多设置在人口稠密、建筑物密集地段，紧靠重要市政道路，周边地下管线密集，深基坑工程施工易引起周边构筑物和地下管线沉降，尤其对陈旧的浅基础建筑影响更大。
　　2.地质条件复杂。地铁工程线路较长、车站深度较深，会面临多种不同的地质情况。以深圳为例，深圳地铁二、三期较多穿越垃圾土、淤泥、孤石、上软下硬地层等地段，施工难度大，不可预见因素多。
　　3.基坑越挖越深。目前国内一线城市的地铁规划已成网，随着线路的增多，地下3-4层已很寻常，部分枢纽站点甚至达5-6层，基坑深度多在15-35m间，个别站点可达40m深。
　　4.施工场地狭小。较多车站由于施工场地狭小，不允许放坡大开挖，车站深基坑施工对支护施工质量要求较高。
　　二、地铁车站基坑开挖对周边环境的影响
　　基坑开挖时，土体卸荷导致应力释放，使得基底周边土体发生局部向上回弹的现象，进而也会引起围支护结构和基坑周边地表变形。一般情况下，地下水的影响也将引起坑底发生一定程度的隆起现象。围护结构在基坑开挖时随即卸去了基坑内侧原有的土压力，在坑外受到主动土压力，土体向坑内方向移动来减小水平应力;围护结构在坑底墙内侧受到被动土压力，使得水平方向产生挤压并向上隆起，形成局部塑性区。在地质和开挖深度较小的情况下，深基坑周围地层变形主要由围、支护结构变形所导致，围护结构变形将引起周边土层地表产生较大变化。城市地铁基坑周边环境复杂，往往存在较为密集的建筑物、地下设施。基坑开挖产生土体变形会对建筑物的基础以及地下重要设施产生不良影响。
　　三、地铁车站深基坑施工对周边环境影响的控制对策
　　1.加强基坑开挖施工的控制
　　（1）基坑开挖和支撑过程控制
　　分段、分块、分层进行土方开挖。满足基坑开挖“时空效应”原理，在土方开挖过程中快速完成开挖，及时进行混凝土支撑的施工以及钢支撑的安装并施加轴力，使基坑无支撑暴露的时间最短。每段基坑开挖完毕后，在最短的时间内完成该段内部结构的施工，使该段基坑暴露时间最短。
　　（2）减少动荷载对基坑的影响
　　土方开挖过程中，重型土方车辆和机械尽量不要在基坑附近行走和停留，以减缓基坑的变形速率，达到保护建筑物的目的。
　　（3）土方开挖过程渗漏水的处理
　　土方开挖过程中，设置专人观察围护结构地连墙渗漏水现象，对渗漏水及时处理和封闭。有流沙发生时，如流沙位置在开挖面以上且压力不大时，用木楔、棉纱水泥和水玻璃、环氧化树脂等将其封堵，然后在地连墙上打设注浆管，用水泥一水玻璃双液浆封堵。
　　（4）土方开挖至基坑底及时封闭基底
　　土方开挖到基坑底部时，及时进行接地网及垫层的施工，并且在最短的时间内完成结构底板的施工。
　　2.加强对周边建筑物的保护
　　在进行深基坑的开挖之前，首先要做好对周边环境的调查工作，对于一些价值和意义比较大、施工过程中可能产生的影响比较大的建筑物和管线提前进行加固处理。对于那些距离施工地点比较近的建筑物也要提前做好加固处理，这种加固处理主要包括对袖阀管进行注浆和对地面进行注浆工作，通过这种加固措施来对周边建筑物进行保护，并且可以使施工过程中产生的不良影响有效的降低。
　　3.加强施工监测
　　（1）支撑轴力的监测。在支撑上设置支撑轴力计，来监控支撑轴力情况。当支撑轴力减少较多时，及时进行轴力复加，满足支撑轴力的要求;当支撑轴力较大，支撑有失稳的危险时，采取增加钢支撑的措施来处理。
　　（2）基坑变形的监测。在围护结构上设置测斜管及钢筋应力计来监测基坑变形，当基坑变形超过报警值时，根据围护结构的变形情况及钢筋应力计的应力值来适当的增大支撑轴力或者增加支撑数量来达到控制围护结构变形的目的。
　　（3）建筑物沉降的监测。按照设计要求在建筑物周边设置沉降观测点，在施工过程中对其进行观测。
　　（4）建筑物附近地下水位的监测。为控制因基坑降水引起的不均匀沉降，在基坑周边设置了水位观测井。当基坑外水位发生显著下降时，应立刻停止降水，并对渗漏水部位围护结构进行加固补强或采取坑外注水的形式，减少地面沉降变形。
　　四、结语
　　地铁车站的深基坑开挖前应对施工过程中可能出现的一些安全隐患和对周边环境产生的不良影响进行判断，并制定有效的应急措施，一旦出现突发事件和紧急情况，立即启动应急预案，尽可能的减少对施工人员和周边建筑物造成的巨大经济损失。同时，要加强对于工程施工的监管，完善各项施工管理制度，将地铁车站施工对附近环境的影响降至最低，确保工程质量。
　　参考文献：
　　[1]余新明， 钱梅芳. 某地铁车站基坑变形影响因素分析[J]. 山西建筑， 2010， 36（4）：123-124.
　　[2]深基坑施工對相邻地铁站基坑的影响研究[D]. 石家庄经济学院， 2010.
　　作者简介：王水海（1986-5）男，安徽涡阳人，工程师，办公室主任/技术员，从事市政及地铁建设与管理工作。
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