地铁车站偏压基坑围护结构变形影响因素研究

周运刚

摘 要：  近些年，随着社会的发展，带动了我国科学技术水平的进步。现阶段，根据施工对地面道路的影响，地铁车站施工可采用明挖法、盖挖法和暗挖法。以某地铁车站明挖顺作施工为背景，利用MIDASGTS有限元分析软件，建立了基坑明挖顺作和盖挖逆作2种施工方法的施工模型，对围护结构变形进行模拟计算分析。结果显示，明挖顺作法施工围护结构最大位移发生在基坑深度的1/2附近，盖挖逆作法施工围护结构最大位移发生在基坑深度2/3附近。基坑开挖监测得到的基坑明挖顺作时围护结构实际变形结果与模拟计算结果比较，其基本规律相同。

关键词：  地铁;深基坑;施工方式;围护结构;变形分析

【中图分类号】U231.4     【文献标识码】A     【文章编号】1674-3733（2020）06-0149-01

1 基坑围护结构的定义及常见围护形式

1.1 地连墙。

地连墙的施工方法主要是在地下水位较高的软土区域当中进行使用，在施工的过程中噪音相对较低，而且振动较小，可以在构筑较为密集的区域进行施工。在进行地下连续墙施工的过程中，具有很多优势，主要可以承受较大的水平侧向载荷，而且应用的过程中刚度较大。在基坑开挖的过程中可以发现不会造成较大的沉降，而且形变相对较小，不会对周围建筑产生较大影响，可以有效的保证地下管线和周围建筑物的安全性，具有较好的防水效果，广泛应用于深基坑施工当中。然而，地下连续墙施工的过程中造价相对较高，施工机具占用场地较大。在富水砂层当中需要对墙缝止水的问题进行重点考虑，一般情况下使用旋喷桩或者搅拌桩等方法将墙缝止水的问题解决。

1.2 钻孔灌注桩。

钻孔灌注桩指的是通过机械钻孔方式在地基土中形成桩孔，一般采用泥浆护壁，形成桩孔内通过吊机起吊钢筋笼放入孔内，并在其内灌注水泥混凝土所形成的桩体。灌注桩最早是在1893年使用于高程建筑，在20世纪40年代初随着大功率钻孔机具的研制成功首先在美国问世，到今日，随着钻孔机械的快速发展，钻孔灌注桩设计及钻孔灌注桩施工技术水平得到了长足的发展，其在在高层、超高层的建筑物和重型构筑物中也得到广泛应用。

钻孔灌注桩围护墙属于排桩式支护。多用于坑深7～15m的基坑工程。钻孔灌注桩施工时噪音小、振动小，同时钻孔灌注桩作为非挤土桩，对周围环境影响小，而且桩身强度高，刚度大，变形小，适应于各种地层情况。

1.3 钢板桩。

钢板桩是带有锁口的一种型钢，常见的钢板桩形式有一字形、槽形及Z形，尺寸大小各异，联锁形式多样。槽形钢板桩又称为拉森钢板桩，是较为常用的钢板桩。钢板桩本身钢材，具有较高，所以所形成的钢板桩墙强度高，容易打入坚硬土层，但是需要注意钢板桩锁口处的连接，如果连接不恰当容易发生渗水等病害。钢板桩适合于深水中施工，当基坑尺寸较大，必要时加斜支撑成为一个围檩，同时防水性能好，同时能按需要組成各种外形的围堰，并可多次重复使用，因此，钢板桩的用途广泛。

钢板桩于20世纪初在欧洲开始生产。20世纪50年代，我国首次在铁路桥梁围堰施工中。随着我国经济的快速发展，于20世纪末，我国的钢板桩应用工程已有一定的发展。

2 地铁车站深基坑施工措施的应用

2.1 明确标准，提高检测能力。

铁路项目建设中需要涉及到的施工材料，种类繁多。原材料进入到施工现场后，必须要严格的按照具体的规定进行有效的检测，对材料的基本情况展开系统化的分析与判断，严格的依照国家的具体标准开展并落实检测细节。检测人员要熟悉产品标准、验收规范，吃透图纸，制定检测方案，明确检测实施细则。让每个检测人员清楚、掌握检测标准。

2.2 规范检测，把好检测关。

项目试验室有很多检测参数不具备检测能力，需要将部分原材料送至第三方检测机构。在确定委托第三方检测单位时要对检测单位的检测资质进行严格的审核，选用技术能力强、设备先进、业内口碑好的检测机构。项目上场后，要组织技术部门对物资、质量管理、试验室等部门进行材料技术性能要求交底，确定原材料的技术标准和技术要求。不规范的取样方法和试验方法产生的试验结果会大相径庭。铁路项目实际运用到的建筑材料需要分批次选购，在取样阶段应该严格的按照检测标准加以落实，明确样本的产地和总产量。

3 围护结构区别

针对不同围护结构的对地层适用能力、围护结构效果、施工对周围环境影响等因素，对地下连续墙、钻孔灌注桩、水泥深层搅拌桩、钢板桩进行比较分析，施工方根据不同施工方法的特点选择适合本工程的围护结构。围护结构比较表见下表1。

结语：基于FLAC3D分析了邻建筑物偏压基坑围护结构的变形特性，得出以下结论：1）邻建筑物偏压荷载对基坑十分不利，会使围护结构水平位移大幅度增加，基坑有失稳的趋势，降低基坑安全性。2）围护结构侧移系数与基坑至建筑物距离e呈一次函数关系，与建筑物荷载q呈三次函数关系，与基坑开挖深度h呈分段线性函数关系。建议基坑选址时，使基坑至建筑物距离e大于0.5倍设计深度;当建筑物荷载q较大时，可在围护结构与建筑物之间设置一排钢管隔离桩;当基坑开挖至设计深度的0.45倍时，加强围护结构的监控量测，采取加强配筋或增加支撑刚度等措施预防邻建筑物产生的偏压荷载的不利影响。3）在影响紧邻建筑物偏压基坑围护结构非对称变形的因素中，基坑至建筑物的距离e是最不利因素。

参考文献

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