基坑开挖施工对邻近运营地铁隧道变形影响分析

2019-11-28汪传胜

商品与质量 2019年47期

汪传胜

中铁四局第五工程有限公司江西九江 332000

就目前来看，城市地铁线路不断增多，大众出行质量明显提升，但也使得大量基坑工程在地铁保护范围内开展，地铁隧道面临的变形风险更加显著。因此为从根本上保障地铁路线的安全运营，相关管理部门需做好开发期间的变形检测工作，全面评价基坑工程对地铁隧道的变形影响，据此优化地铁施工技术，制定出更加科学的施工方案。

1 工程概况

本文以某市一建筑工程为例，该工程占地面积约为，50,080.37平方米，建筑面积约为24,360平方米，建筑一段基坑边线距地铁左线隧道约9米，基坑深度为9.6米，主要采用双排桩支护手段。

1.1 工程基坑支护设计

为从根本上控制基坑施工对地铁隧道稳定性造成的影响，在基坑支护期间，主要采用了双排灌注桩结构，桩径为1.2米，间距为1.8米[1]。在前排灌注之间运用素混凝土咬合桩，使灌注桩整体的稳定性得到保障。

1.2 施工现场

建筑工程基坑施工现场的沿途特征进行勘察，发现施工场地内强风化花岗岩的变形模量最大，需在监测隧道变形期间对该地形结构进行严格管控。

2 基坑支护对地铁隧道变形的影响分析

基坑施工对地铁隧道变形的影响主要体现在两个方面：第一，基坑开挖前对地铁隧道的影响，因基坑后排桩与地铁隧道的边线距离较近，因此在后排装支护成孔期间，应力释放会导致地铁隧道周边土体发生变形，从而严重影响到地铁隧道的稳固性[2]；第二，基坑开挖期间对地铁隧道变形程度的影响。在基坑开挖过程中，支护结构会发生明显的侧向位移，导致基坑底部隆起，使地铁在正常运营过程中发生危险。

2.1 基坑支护桩施工影响

在基坑支护桩成孔期间，过大应力会导致孔壁坍塌，周围土体结构发生变形与位移，使地铁线路面临极大安全隐患。为从根本上控制基坑支护桩成孔对地铁隧道稳定性造成的不利影响。同时，在基坑支护桩成孔期间使用泥浆护壁正循环方式，将泥浆液面与压力控制在一定范围之内，确保钻孔灌注桩的深度如何即可开挖与支护要求。观测采用泥浆护壁方式后周边土体的位移情况，因土体结构应力释放，导致土地结构向成孔方向位移，地铁隧道周边的土体受到影响，呈现出向上位移的发展趋势。

应用先进的监测手段对采用泥浆护壁法后地铁隧道的变形图像进行绘制，结果发现在地铁隧道水平位移要大过垂直位移，位移距离约为2.14毫米，垂直位移为1.54毫米。

2.2 支护桩混凝土浇筑影响

在基坑支护桩混凝土浇筑期间，也可对周边地铁隧道造成一定变异影响。通过增加侧向压力的方式，模拟混凝土浇筑环节。因混凝土材料具有一定的流动性，在灌入孔壁内时，会使孔道压力增大，对地铁隧道的稳定性造成侵扰。经过实际监测数据发现，混凝土浇筑环节会使地铁隧道朝向远离支护桩的方向水平位移，但其所造成的影响远比成功施工要小。

2.3 基坑开挖对地铁隧道变形的影响

为更好分析出基坑开挖环节对周边地铁隧道的变形影响，可通过监测相关数据，建立计算模型的方式获得分为结果。具体来说，基坑工程距离地铁边线坐车约为9米，地铁隧道结构主要采用小导管支护手段，基坑开挖主要分为三个环节，每环节开挖深度为两米。

在地铁隧道变形模型建立期间，需相关技术人员做好支护桩与桩墙之间的换算工作，测量地铁隧道前排桩以及后排桩桩墙厚度，分析地铁隧道现有预应力锚固结构，建立起更加完善的变形有限元模型。

细致分析模型特征以及位移情况，发现地铁隧道变形情况在基坑开挖不同阶段的数值呈现出巨大差异[3]。在基坑开挖期间，地铁隧道结构会发生一定的向上位移与水平位移，第二与第三开挖环节对地铁隧道结构的变形影响最大。

由于基坑支护桩的埋深超过基坑底部，使支护桩产生一定嵌固作用，呈现出水平位移趋势。

2.4 控制基坑开挖对地铁隧道变形影响的措施

通过细致分析基坑不同开发阶段对地铁隧道的变形影响，发现基坑最大水平位移为4.31毫米，垂直位移为3.83毫米。因基坑水平位移已超过报警值，因此需对开挖环节进行优化，提升基坑支护环节监管力度，确保所应用的双排桩结构能够在保证基坑整体稳定性的同时，减少对地铁隧道的变形影响。

积极与设计部门、岩土勘察部门进行沟通，分析基坑开挖施工可能会对地铁隧道变形造成的影响以及最大风险，在施工期间可先施工后排桩在施工前排桩，确保两桩的强度达到设计标准，在确保所有支护桩各项性能符合规范的前提下，才可开展冠梁与连梁施工，从根本上提升基坑支护结构整体性，控制基坑开挖对地铁隧道造成的扰动影响。

注重对基坑开挖现场实测数据的分析，确保实测数据全面真实，能够为后期施工方案的完善提供参考依据。积极引进更加先进的现场监测技术，从根本上提升监测人员专业水平与职业素养，及时发现开挖环节对地铁隧道造成的变形影响，评估实际变形情况，制定出更加科学有效的变形风险管控方案，从根源处规避因基坑施工导致的地铁隧道变形、开裂等问题，为保障基坑开挖环节有序开展做好万全准备工作。