地铁车站临近深基坑开挖安全评估

摘要：近些年来城市化进程逐渐加快，地下交通发展越来越快，深基坑开挖技术应用逐渐增多，基于此，本文论述了地铁车站临近深基坑开挖安全评估。

关键词：地铁车站；深基坑；开挖安全

中图分类号：U231文献标识码： A

引言

近年来，随着经济社会的发展，城市化建设的加快，城市土地可用资源减少，地表面积逐渐递减，人们对地下空间的渴求正与日俱增，致使深基坑工程越来越多，基坑面积也越来越大，对深基坑工程的施工要求也越来越高。与此同时，在深基坑工程施工中发生安全事故或险情的概率也在逐步增大。如何通过当前深基坑工程施工中存在的安全隐患分析，进一步规范基坑工程的设计、施工及监测，从而避免深基坑工程安全事故的发生成为各级建设行政主管部门和参建各单位面临的一个重要课题。

1、当前深基坑工程施工存在的主要安全隐患

1.1、设计阶段存在的隐患

勘探资料不详细，设计方案存在先天性缺陷按照有关规定，为使基坑设计安全、可靠、合理，作为业主方应向设计单位提供拟建区域详尽的水文地质资料、地下管线资料、周边环境资料以及拟建工程施工图纸等必备资料。但现实中往往一些业主单位对该项工作很不重视，草草提供一些资料给设计单位进行基坑围护设计，而设计单位在现场踏勘后，在未深究业主方提供的资料是否真实准确和完整可靠的前提下就匆忙进行围护设计，导致设计方案本身存在一些先天性缺陷。

1.2、基坑围护施工质量未达设计要求

基坑围护体系施工质量的好坏直接影响到整个基坑工程的安全。从工程实践中多个土钉墙的坍塌及三轴搅拌桩止水帷幕的渗漏来看，均与施工质量有着直接的关系。土钉的设置长度不够、注浆量不足、止水帷幕的水泥掺量不足、冷缝接头处理不当、三轴搅拌桩垂直度超标等现象在基坑事故中均能找到踪影。而相较建筑主体结构的质量控制而言，基坑围护体系的质量控制就显得略逊一筹。基坑围护体系的质量控制目前基本上依靠施工方的自检及监理的监督。由于基坑围护工程专业性极强，不少监理单位在此专业方面技术力量匮乏，无法有效监控重点部位和关键工序，造成不少基坑围护施工质量失控。

2、深基坑设计及施工安全分析

2.1、设计方面

当基坑边坡土体的抗剪切应力小于外部应力时，就会出现边坡滑移或坍塌事故。因此，选取结构中土体的物理力学参数是否恰当、取样的基坑土体是否具有完全性、支护结构设计计算是否符合实际受力、考虑的基坑开挖空间效应是否周到等都是设计时应当考虑的。由于深基坑工程在实际工程中多作为临时工程，因此，不仅得不到建设方的重视，还不愿意投入较多的资金，但是一旦基坑工程出现事故，除了处理困难外还会造成严重的经济损失。在当前的建筑行业中，深基坑工程具有技术复杂、综合性强等特点从而成为关注的工程焦点，再加上直接影响工程造价，从而造成深基坑的控制和支护成为一个突出的问题。

基坑外城标建筑附近原则上不允许降水，以免由于降水引起城标建筑的不均匀沉降。在城标建筑附近设置回灌井，防止因基坑降水及围护结构渗漏引起城标建筑地下水位下降。加强工程监测，动态掌握施工全过程城标建筑的变形趋势，在城标建筑周围布置8个沉降观测点。加强对城标建筑侧地下水位和土体侧向位移的监测。在基础附近预留深层注浆管，施工单位可视现场情况及建筑变形情况进行注浆加固。

2.2、施工方面

在坍塌事故中包含基坑破坏的五类有整体稳定破坏，倾覆破坏，剪切破坏，局部隆起破坏以及渗透破坏、流砂、流土和管涌。施工单位应当具有专业的施工水平以确保在施工过程中能够根据现场的检测资料做出正确的判断和处理措施。由于基坑开挖与支护紧密相关，因此一般采用超前支护或同步支护。在深基坑的开挖过程中，基坑外的土体由原来的静止土压力变为被动或主动土压力，随着应力状态的改变，土体逐渐发生变形，因此，采取的挡土支护结构也不可避免的发生变形。因此，为了能够及时全面的了解工程施工情况，在深基坑开挖过程中必须综合系统的监测基坑挡土支护结构、基坑周围土体、地下水动态、相邻建筑物和地下管线，从而全面指导基坑的支护施工和开挖工作，避免在发生状况时能够及时采取应急措施以避免破坏性后果。

2.3、对附近建筑变形控制措施

为了有效控制基坑开挖过程中城标建筑的沉降，对城标建筑基础采用注浆加固，注浆孔间距0.8m，正三角形布置，注浆深度为18m(即地面至基坑底下3m)，基础与咬合桩之间采用800@600高压旋喷桩止水，其他施工措施如下:

2.3.1、为防止咬合桩施工时的水土流失，施工时加大套管超前深度，避免成孔过程中涌砂等现象发生。

2.3.2、基坑开挖严格按照先撑后挖、分段、分块、分层、对称平衡限时的原则进行土方开挖，满足基坑开挖的“时空效应”原理。土方开挖至基坑底部时，及时进行垫层的施工，并且在最短的时间内完成结构底板的施工。

2.3.3、基坑外城标建筑附近原则上不允许降水，以免由于降水引起城标建筑的不均匀沉降。在城标建筑附近设置回灌井，防止因基坑降水及围护结构渗漏引起城标建筑地下水位下降。

2.3.4、加强工程监测，动态掌握施工全过程城标建筑的变形趋势，在城标建筑周围布置8个沉降观测点。加强对城标建筑侧地下水位和土体侧向位移的监测。在基础附近预留深层注浆管，施工单位可视现场情况及建筑变形情况进行注浆加固。

2.4、监测方案必须结合实际进行必要调整

由于深基坑自身体积大，深度深，周边地下环境错综复杂，施工过程中，因土体具有流动性，其受力状态时刻变化。如果土体变形过大，可能会造成挡土支护结构因发生侧向位移而引发工程施工安全事故。因此，每个工程的监测内容、位置和方法，都要根据工程实际情况来确定。主要应包括对支护结构自身监测和周边环境监测两部分。监测数据应及时提供给有关各方，如围护体及周边环境在开挖过程中的变形与受力特性出现异常，则要重新优化设计，调整施工参数，以确保基坑工程施工安全。

3、结论

3.1、在基坑开挖过程中通过在坑侧部分采用双排桩、桩间旋喷加固、桩顶放坡、挂钢筋网喷射混凝土等支护措施，地铁出入口结构在有围护措施开挖状态下的压应力和拉应力均小于混凝土轴心抗压和轴心抗拉强度设计值，最大竖向变形小于其沉降控制标准，结构的强度和变形满足规范要求，是安全的。

3.2、在建筑物建成后施加建筑物上部荷载的工况下，地铁出入口结构在施加建筑物上部荷载的状态下的压应力和拉应力均小于混凝土轴心抗压和轴心抗拉强度设计值，最大竖向变形小于其沉降控制标准，表明车站结构在有围护措施开挖状态下的强度和变形满足规范要求。综上所述，该建筑物基坑开挖会引起地铁车站及其附属结构的受力发生改变，进而引起结构发生变形，但在正常施工条件下采取适当支护措施后，基坑开挖引起的地铁车站及其附属结构的受力满足混凝土结构强度要求，其变形满足控制标准。

参考文献

[1]张国亮.紧邻既有线地铁车站深基坑工程稳定与变形特性研究[D].中南大学,2012.

[2]李淑.基于变形控制的北京地铁车站深基坑设计方法研究[D].北京交通大学,2013.

[3]刘燕.地铁换乘枢纽后建车站施工影响研究[D].同济大学,2007.

[4]芦友明.深基坑开挖对邻近建筑物基础的影响研究[D].南昌航空大学,2013.