交通环保 ＬｏＷ ＣＡＲＢ０Ｎ ＷｏＲＬＤ ２０１５，２ 地铁车站深基坑施工对周边建筑物影响 文』 斌（中铁港航局集团有限公司城轨分公司） 【摘 要】地铁是繁华都市的重要交通干线之一，它的深基坑施工过程会造成周围建筑物的沉降、地层的位移。本文结合某市的地铁车站工程 实例，研究了地铁车站深基坑施工对其周边建筑物的影响，希望能够提出优化地铁车站建设的设计意见。 【关键词】地铁车站；深基坑；周边建筑物；沉降：影响 【中图分类号】Ｕ２３１．３ 【文献标识码】Ａ 【文章编号】２０９５—２０６６（２０１５）０５—０２３４—０２ １引言 我国的经济发展越来越快。城市化的进程也加快了步伐， 地下空间已经越来越被人们所重视，地铁作为一种地下交通 土层名称 填土 粉质粘土 粉土、粉砂 表１各土层的物理学参数 厚度（ｍ） ２．２ １．５ １．０ ＇ｙ（ｋＮ／ｍ ） ｌ９．Ｏ ｌ９０ ｌ８．５ Ｃ（ｋＰａ） ２４．０ ２９．８ ９．８ 士（。） Ｅ （ＭＰａ） １９．８ １９．８ ２６．２ ５．３７ ５．６５ ５．９５ 工具担负着保障城市正常生活的重要责任。在市区内建设地 铁车站的时候．深基坑的施工过程会对周边的建筑物造成损 淤泥质粉质粘土 粉质粘土 ６．０ ｌ９．Ｏ １７．８ １８．６ １４．６ １０．８ １６ｌ８ ２２ｌ３ ２ ８７ ４．９５ 害和影响．比如引起建筑的沉降和变形等。所以，为了保障地 铁附近建筑物的安全、保证地铁的顺利建设．要对建筑物的沉 降有一个清楚的认识．并且提出解决措施。 含水层水头的位置。 ２工程实例概况 某地进行地铁一号线的建设，设计该地铁的挖工采用明 ４车站深基坑对周边建筑物的影响 车站深基坑对周边建筑物的影响的分析一般采用有限单 元法和弹性地基粱法。其中，基坑工程变形和预测应力的研究 的主要方法就是有限单元法．由于弹性地基梁法具有很多缺 点，不能对桩基对基坑稳定性和形变的影响作出研究，再者，该 挖法，主体宽度１９．５ｍ．主体长度５２７５ｍ，车站为地下二层岛 式，采用的设计方案为内支撑和套管咬合桩的基坑围护结构。 在车站南方６１～６３轴的西侧拐角处有一个较大型酒店，在外 墙附近挨着基坑围桩约１．８ｍ的位置是一个由混凝土建的五 层楼房。由于该楼房是老式建筑物．所以它的根基大概只埋了 约２．０ｍ。南面的车站宽度大约为２３．２ｍ，盾构的端头井的开挖 深度大约为１８．３ｍ．工程的实际开挖深度大约为２０．０ｍ 方法不能对周边建筑物桩基对施工的影响做到细致的分析。 三维或者二维有限单元法就能够对弹性地基梁法存在的 问题进行解决。但是这种方法的经验还比较欠缺，所以在进行 研究之前要对土层的本构的关系进行研究．这样才能保证有 限元法能够模拟出比较真实的情况。该地铁对周边建筑物影 响的分析选择二维有限元法进行分析 ３施工场地的工程水文地质条件 ３．１工程地质条件 该地铁工程所在的城市位于长江以南．地形起伏不大．地 酒店的二维有限元法计算结果显示，该单元的水平位移约 为４．５ｍｍ：最大弯矩为９４０ｋＮｍ／ｍ，最大轴力约为１２００ｋＮ／ｍ，远 貌属于秦淮河冲积平原，南侧比较低、北侧比较高。酒店和基 基坑最小沉降为１．５ｒａｍ．近基坑的最大沉降为２．５３ｍｍ。老式五 坑南端头的土层有：人工填土、粉砂、粉质粘土、粉土、淤泥质 层楼建筑物的二维有限元法计算结果显示，该单元的水平位 等。各土层的物理力学参数列于表１。 ３．２水文地质条件 该地铁工程所在的位置的地下水主要有弱承压水和孔隙 移约为４．３ｍｍ：最大弯矩为９６０ｋＮｍ／ｍ，最大轴力约为 １２５０ｋＮ／ｍ，远基坑最小沉降为１．７ｍｍ，近基坑的最大沉降为 ２．４６ｍｍ。 潜水。在人工填土、粉砂层和粉土中蕴含着孔隙潜水。承压含 水层是处于被下伏风化成为砂状的基岩强风化层、和粘土底 层２．０ｍ左右的地方。下浮风化岩层位于隔水板下方．粘性土 层位于隔水板的上方 在地面下约１．８—２．９ｍ的位置就是承压 ５基坑开挖引起变形的实效性分析 为了研究深基坑施５－对周围建筑物的影响情况．要对周围 的建筑物．即酒店和老式建筑的沉降进行监测。在现场的重要 部位布置ｌ０个沉降观测点，得到沉降数据后．对数据进行整 表２盾构分区推力、姿态表 环号 参考文献 盾构姿态（ｍｍ） 千斤顶推力（ｋＮ） Ａ组 Ｂ组 １９７０ ２ｌ１Ｏ ［１］竺雏彬，鞠世健，等编．复合地层中的盾构施工技术．北京：中国科学 技术出版社．２００６． Ｃ组 ２８２８ ３１５９ Ｄ组 ｌ５９９ １８０３ 总推力 ７９７０ ８３４１ 水平 ２０９ ２１４ 垂直 ４６６ ４４９ １５ｌ ｌ５２ １５７３ １２６９ ［２］竺维彬，鞠世健，史海欧，等编．广州地铁三号线盾构隧道工程施工 技术研究．广州：暨南大学出版社．２００７． １５３ １５４ １８０６ １３９２ １９９０ ２３６８ ３ｌ５３ ３３７６ １４４４ １８９９ ８３９３ ９０３５ ２０１ ｌ９１ ４３２ ４１９ ［３１竺维彬，张志良，林志元，等编．广州地铁土建工程工法与方案的应 用及创新．广州：人民交通出版社．２０１４． ｌ５５ ｌ５６ １５７ １５８ １５９ ｌ７３８ ｌ２ｌ８ ｌ７０１ １９０５ １９０７ ２３４１ ２８６４ ２８９３ ２７８３ ２７８９ ３６３２ ３７５８ ３１１３ ２９３５ ３２２６ １８６６ １５７９ １２４ｌ １４０４ １６０７ ９５７６ ９４１８ ８９４８ ９０２７ ９５３０ １８９ １８４ １８６ １８１ １７９ ４０２ ３８８ ３７６ ３６１ ３５３ 『４１王升阳，高俊强，刘伟诚．地铁盾构施工中盾构姿态的控制方法．测 绘地理信息，２０１３（Ｏ１）． 收稿日期：２０１５—１—２０ 作者简介：王欢贵（１９８３一），男，工程师，国家注册安全、监理工 程师，大学本科，主要从事地下工程施工及监理工作。 ２３４ ＬｏＷ ｃＡＲＢｏＮ ＷｏＲＬＤ ２０１５ 理。以便判断建筑物的状况。表２即为建筑物沉降监测数据。 表２建筑物沉降监测数据 建筑物 观测点 沉降值（ｍｍ） １ ３３．９ ２ ８．９ 酒店 ３ ３６．９ ４ ２５．４ ５ ３４．２ ６ ３２．２ ７ ２５．７ 五层楼建筑 ８ ２３．７ ９ ｌ２．５ １０ ３４．２ 通过表２可以看出，深基坑的施工过程中．建筑物的沉降 值没有超过标准，几个测试点的沉降变化不是特别的大。建筑 物的沉降过程是有两个阶段组成：①发生在土方开挖时，由于 土层损失造成的较小量的沉降。②发生在开挖的深度增大，建 筑物的沉降速率增快．直到完成底板浇筑，钢筋和混凝土具有 较大的强度．形变就趋于稳定。 经过观察和监测．该酒店在基坑南端井的开挖时沉降速 度加快．这是因为基底隆起，造成土层的进一步损，再者．之前 没有挖到设计地板标高时，建筑物就合理放坡，基坑内的土层 就承担了一部分的土层压力，但是，＂３－基坑挖深后，应力损失 也会增大．这样就造成了沉降速率的增大。通常来说。基坑的 开挖深度达到浇筑的混凝土底板时．最后一层的底板就会发 挥出支撑作用．能够明显得抑制墙体的水平位移，使得墙体的 沉降速率得到降低而不是完全的沉降停止。这是因为：土层的 固结是需要一个过程的．即经过一定的时间土层才能达到紧 密和稳定．再者．存在于建筑物底下的淤泥质粉质粘土的性质 比较差。灵敏度较高．需要很长的恢复时间。 ６建筑物综合保护技术 由于周边的建筑物受到地铁车站深基坑施工的严重影 响。需要对其进行保护。 ６．１基坑围护桩及钢支撑施加预应力 ６．１．１基坑围护桩 该地的地铁车的站基坑围护桩嵌固深度大约为１ｌｍ．不 仅能够满足标准的要求，还能够确保周边建筑物的安全。所 以．在施工过程中，要严格按照设计要求进行，保证围护桩的 质量。 ６．１．２钢支撑施加预应力 （１）基坑的开挖要分段分层进行。并且保证施工的时候对 称均匀。开挖时要先挖角撑，再挖中部的土层。挖到坑底以后， 要进行封闭．封闭时要在底层布满混凝土。每一段开挖时间要 严格控制．要在１６ｈ内挖到架设支撑并且施加预应力，长度不 超过两道撑 （２）钢管横撑的受力情况要想从被动受力变成主动受力 就需要施加预应力 这样就能控制外侧土层和基坑围护结构 的变形情况。要选择可靠的措施来安装支撑，这样才能保证支 撑是轴心受压的．并且偏心距不超过３０ｒａｍ。支撑安装完毕后 施工人员一定要检查每一个连接点的连接情况，确认无误后 才可以施加预应力 预应力的施加是分级进行的，按照设计轴 力的７０％进行施加 ６．２预防边坡失稳措施 （１）分层对地铁深基坑进行开挖．每层直接加设台阶，根 据地质情况对每一层的开挖边坡进行放坡，放坡率要依据标 准严格执行．必要的时候，可以在坡面上喷射一些混凝土。 交通环保 （２）当在雨季进行施工时，为了将地面积水及时的抽排 掉。施工人员需要在基坑内和基坑四周设置排水系统。 （３）由于天气情况对施工的进行有很大的影响，所以施工人 员要注意观看天气预报，在大约和暴雨来Ｉ临之前，要停止施工， 并且对边坡进行覆盖。除此之外，还要排出排水沟中的积水。 （４）围护桩接缝等部位是很薄弱的，在开挖过程中要加强 巡视。一旦出现渗漏，就要对渗漏部位进行堵漏处理，但是，当 渗漏扩大的话，就要立即填回土方，然后进行压密注浆，将水 玻璃加入水泥中。只有渗水情况得到解决才能继续开挖。 （５）在施工的过程中，如果深基坑的基底出现流砂和管涌 的现象，就要加深基坑内部的降承压水的深度。 （６）在施工开挖的时候，要在挨着建筑物的一侧进行合理 的放坡．这样能够充分的利用被动土层的抗力。并且，在对土 层进行开挖的过程中．需要保持与酒店挨着的一侧的开挖深 度高于远离酒店侧２ｍ ７结束语 综上所述，由于社会的发展，交通行业的进步，城市对地 铁的需求也逐渐增大．地铁车站深基坑施工的时候会对周边 的建筑物产生很大的影响．最主要的就是建筑物的沉降。本文 通过对某地地铁站的施工进行研究，得到如下的结论： （１）通过采用二元有限元对地铁车站深基坑施工对周边 建筑物的影响能够优化车站的合理施工，为建筑物的保护和 施工情况提供指导。 （２）基坑开挖施工前要对地铁施工的位置进行监测和研 究．以保障施工的顺利而安全的完成。 （３）地铁车站深基坑施工时的开挖深度对周边建筑物的 沉降量有很大的影响．而且是呈现递增的趋势。在临界范围 内．基坑开挖的深度越大．周边建筑物的沉降速率也越大。当 开挖深度要达到临界深度时．需要采取有力的措施来保障建 筑物的安全 参考文献 ［１］郭建强，龚洪祥，李俊才，等．地铁车站深基坑施工对临界建筑物影 响的控制．建筑科学，２００８（９）：９１—９５． 『２］刘智勇．地铁车站深基坑施工对周边建筑物影响分析研究．广东土 木与建筑．２００９（１０）：５１～５３． 『３１徐军林．地铁车站深基坑施工对周边建筑物的影响分析．城市轨道 交通研究。２０１１（６）：７１～７６． 收稿日期：２０１５—１—２０ 作者简介：刘斌（１９８２一），女，工程师，本科，毕业于株洲工学 院，土木工程专业，从事经营开发工作。 Ｄ 正 ０ ； Ｚ ０ 曲 正 Ｕ ； ０ 瞧 圭｝ 帮 出 ２３５
