基于深基坑施工对地铁结构保护的研究

严志伟

【摘要】随着城市化进程不断加快，城市地面交通系统不再能满足人们的出行需求，地铁建设越来越受到人们的重视。而城市建筑施工常常要进行深基坑的施工，这就意味着在地铁附近开展建筑工程施工就有可能会对地铁结构造成破坏，影响到地铁的安全运行，因此，在进行建筑工程的设计和施工时就要采取地铁结构保护措施。本文就从深基坑施工对地铁隧道的影响入手，进一步探讨深基坑施工应采取的地铁结构保护措施。

【关键词】深基坑施工;地铁结构;结构保护

一般情况下，一项合格的建筑工程必须具有一定的承载能力且其功能作用可以正常发挥才能够被投入运营。如果该建筑工程项目周围区域存在土木建筑工程建设，就会导致地下结构出现形变现象，从而一定程度上影响到原有建筑工程的稳定性和安全性。因此，当地铁附近区域进行建筑工程施工，地铁区域的围岩应力就会发生变化，进而引发一系列的力学变化，最终导致地铁结构受到破坏。地铁工程施工本身就要进行地下开挖，会对原本的地质结构造成破坏，稍有不慎就会引发地面沉降等问题，而地铁工程顺利建成之后虽然地下又形成了新的结构，但结构刚度发生了变化，更容易受到外力的影响。当地铁周围区域开展深基坑施工时，就极容易发生地铁结构形变、地面沉降等问题。

1、深基坑开挖对地铁工程的影响

在进行深基坑开挖施工时，为了保持干燥的施工环境，避免边坡不稳定等问题，常常会采取降水措施来降低地下水位。但是随着降水工作的开展，土体中的孔隙水被排出，就会出现固结变形现象，进而导致地面沉降等问题，对地铁隧道造成影响。降水工作力度越强，土体的应力就越大，地铁隧道受到的压力也就相应增加。也即是说，当地铁附近开展深基坑施工时，开挖会造成荷载力撤出再加上降水会造成荷载力增加，这种情况下就会出现盾构隧道竖向位移问题。除此之外，深基坑开挖会加重地铁隧道的水平向应力，而竖向应力则不会受到影响，这就会导致隧道的水平向拉伸趋势更加明显，出现隧道收敛变形的问题。

随着地铁工程在城市中的进一步普及，出现了越来越多的基坑开挖、堆载等施工对附近区域地铁结构造成破坏的事件，关于这方面的解决措施研究也随之出现。但是，目前对降水工作影响附近区域地铁结构的文献资料较少。但是，在实际的深基坑施工过程中往往会遇到地下水位较高的问题，这就需要进行降水来保证施工的顺利进行，降水过度又会导致地面沉降问题，进而对附近区域的地铁工程结构造成破坏，甚至可以说降水导致的地埋沉降问题比开挖、堆载更加严重。降水对地铁结构的影响更具有研究价值，但目前关于这一课题研究还比较少，仍需要进一步的探索。

2、深基坑支护应对措施

2.1防止支护结构出现水平位移现象的有效方法

在深基坑施工中，支护结构是维护基坑施工与周边环境安全性的有效手段，支护结构水平位移现象比较多见，应用桩锚结构以及桩加内支撑系统等方式能够对此进行有效控制。在某项深基础工程中，因为填土层厚度比较大，因此致使预应力锚索很难实现最好的锚固效果，此外，深基坑施工现场的场地空间也有一定的制约性，更增加了运用锚索支护方式的不适宜性，同时，在场地内基坑边线与用地红线距离的限制下，该工程的支护结构构建方式还可以应用支护桩（墙）中心岛式逆作法，亦或是支护桩（墙）加内支撑支护，但是该工程的基坑开挖面积在2600平方左右，因为场地空间原因，中心岛式逆作法的优势难以具体发挥，基坑所具备的纵横向跨度偏小的特点，运用内支撑体系是相对理想的选择，运用此方式还能起到有效控制基坑围护结构水平位移的作用。

2.2做好地下水控制的有效方式

在具体的深基坑施工过程中，有效控制地下水位也是地铁结构保护的重要方式，从某种角度看，采用咬合桩兼作止水帷幕的方式具有良好的应用效果，某深基坑工程南侧临近地铁出入口，因此在基坑施工中，需要在基坑南侧的外部合理加设水泥搅拌桩，保证将止水及变形做到位。支护桩桩长需要参考基坑每一面的地质条件确定，支护方式可以应用钢筋混凝土支撑结构，出于对后期施工需求的考虑，进行基坑工程施工时，可以利用集水坑及明沟实现降排水效果，具体方式就是在基坑顶部外端与底部四周砌垒引水沟，以间距20～30m的标准留设集水井，防止地表水或者生活用水进入基坑或者基坑四周土层，进行基坑开挖时，通过明沟饮水，利用集水井降水，将地下水位控制在坑底一下0.5m的范围，集水井和排水沟的深度需要随着开挖的推进而增加。

2.3深基坑监测周期和注意事项

在深基坑施工过程中，需要以具体的施工进度与测量反馈为依据，进行测量次数和时间的调整，在变形观测环节，首先要在观测前严格校验相关企业设备的具备性能与工作状态，并进行记录，还要合理安排观测人员，严格遵循变形观测的相关要求，保证变形观测的规范性，观测记录需要明确记载变形观测过程中气象、施工进度等各方面的真实状况。其次，进行第一次观测时，需要合理增加观测次数，以便保证观测数据的科学性与准确性，并将第一次变形观测所得数据作为每个周期观测的起始值。同时，还要以定期检测方式确保基准点或工作基点的稳定性。

结语：

综上所述，城市地面交通系统难以承担人民的交通需求，因此城市建设开始纵向延伸，地下空间资源被不断开发，地铁建设发展迅速，建筑工程的基坑施工深度也不断增加。而深基坑施工会对施工区域附近的地铁结构造成影响，极容易引发地面沉降、地铁隧道形变等问题。因此，在深基坑施工中要采取相应的地铁结构保护措施，施工单位应当通过加强基坑支护强度，控制支护结构位移等方式提升土体强度，控制基坑内外地下水位，避免过度降水引发地面沉降，在施工过程中也要借助仪器设备对施工进度和土体、地铁结构变化进行定期监测，以便技术调整施工计划，保证将地铁结构形变控制在合理范围内。

参考文献：

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