地铁结建车站零距离近接基坑施工安全探讨

地铁结建车站零距离近接基坑施工安全探讨

徐向华

首创（天津）置业管理有限公司 天津 河西 300000

摘要：在本篇文章中，主要以某项地铁结建工程举例说明，应用数值模拟方式分析了零距离近接基坑开挖施工的安全程度以及既有车站变形情况。通过相关探究表明，当实施零距离近接基坑开挖施工作业时，不管是围护体系的受力还是变形状态等都处于允许范围中，不会发生稳定性缺失现象，可以进一步确保工程安全程度，而且既有车站应力以及变形也与原有的设计要求相一致，基坑开挖并不会影响到既有车站。

关键词：地铁结建车站；零距离近接；基坑施工安全

引言

伴随着城市化运行进程的加快，城市地下空间日益拓展和延伸，建设规划朝着网络化趋势发展，在合理开发地下空间的基础上将经济效益全面发挥出来，在这一背景下，零距离近接和以小扩大以及多维拓展等方式形成，不过地下空间施工作业和地上工程相比较来看有着诸多的不同之处，周围施工条件极为复杂化，面临着极高的风险性，对于施工安全性要求极高。针对于近接施工地下结构来讲，因为包含了既有结构，因此使施工难度增加，新建工程施工作业的实施使邻近既有结构原有平衡性受到影响，施工风险程度提升，不仅包含了新建结构施工安全性，而且还必须进一步确保既有结构质量，结合实际情况制定出合理的施工计划，落实完善策略促使施工作业良好开展。

1近接工程施工背景

最近几年，伴随着城市轨道交通规模的拓展和延伸，其对于地铁基坑施工设计提出了极为严格的要求，大多数地铁基坑工程均采取了时空效应方式，在规定时间期限中增加预应力，缩减基坑暴露时间，不过从基坑实际情况看出，还有着较多的难点存在，质量隐患频繁出现。通过分析近接工程施工安全性可以看出，无论是国内还是国外人员都纷纷实施了相关研究工作，提出了完善的处理方式。比如，采取数值仿真模拟方式探究了双矩形区间隧道下穿既有地铁车站工程暗挖隧道动态性施工阶段，以千斤顶工法为主，提出了千斤顶工法下的既有车站轨道结构双峰形态沉降槽，并且分析了修建线路的下穿既有车站数值，判断既有车站轨道沉降和结构应力以及新建区间隧道周围变形现象，综合性比较了下穿轨道工程中既有轨道车站结构沉降变形和应力实际变化规律，从而为相关工程开展奠定坚实基础。本文以某项地铁结建工程举例说明，分析了既有车站的变形力学行为，在落实完善施工方案的基础上了解到零距离近接施工安全程度以及受力情况。

2工程案例

该项工程处于车站主体结构东西两侧，基坑形状为不规则现象，东侧的基坑开挖面积是1.25万㎡，西侧基坑开挖面积则是0.85万㎡，基坑围护结构以地下连续墙加内支撑支护形式为主，将钢筋混凝土冠梁设置于墙顶，东侧则是设置环梁支撑体系，其中，有关于数值模型以及工况设置如下所示。

2.1基本设定

结合工程实际情况有效优化地层以及结构，为创建模型提供方便，规范性划定网格，基本假定如下所示。第一，在开挖基坑的前期阶段中存在着初始应力场，只是考虑到地层和结构自重。第二，不重视施工误差以及施工降水产生的影响。第三，没有综合性探究施工扰动形成的土体参数变化现象。第四，明确内支撑界面的尺寸，并且忽视了地形以及地层分界线起伏，地表以及各项地层均是依照水平均质层状分布情况进行考虑。

2.2创建规范性模型

通过采取软件建立模型分析结建工程零距离近接基坑开挖施工情况，为了避免边界效应对计算产生不良的影响，需要明确标准的模型尺寸，将弹性本构模型落实于车站主体结构以及连续墙内，有效模拟边界条件。

2.3对工况进行计算

要想使既有车站两边基坑开挖状态处于相同性，提升既有车站的稳定性，确保施工安全，就需要开挖期间严格遵循对称开挖以及分区分层和先撑后挖的基本理念，明确基坑竖向开挖的深度情况，分为四层逐渐进行开挖。为了便于计算，优化施工流程，不对模型进行分区开挖，同时进行东西两侧各区，以此实现对称开挖的目标。要想将实际开挖效果全面发挥出来，圆形中心岛比周围土体延后一层开挖。因为开挖前期阶段中一般实施降水处理，因此地下水位处于开挖面以下的1m以上，不需要考虑地下水产生的影响。

表一 数值模拟工况

3计算结果

3.1施工安全性以及影响情况

通过分析来看，基坑开挖对周围地层竖向位移产生的影响程度不大，一般情况下，地层竖向变形现象处于基坑内部，呈现出竖向隆起状态，沿着基坑周围朝着中心集聚，隆起量提升，假设开挖深度越大的话，那么隆起量将会更大。完成基坑开挖作业以后，全面控制基坑内部隆起量，采取合理的方式避免基坑内部发生隆起现象，为后期地下结构施工作业开展奠定坚实基础，减少基坑暴露时间。而且结合基坑围护体系受力以及变形现象来看，除了支撑柱沉降，内力以及变形也伴随着基坑开挖而随之发生改变，各项构件有着明显差别，变化程度不一致。开挖基坑期间，明确地下连续墙的最大拉应力，使其处于允许范围内，以免影响到支护体系自身的稳定性。

3.2基坑开挖对既有车站造成的影响情况

在基坑开挖过程中，既有车站结构的拉应力以及剪应力都得到了一定程度的增加，其中，一般是保持拉应力分布的均匀程度，将车站结构剪应力最大值全部分布于角隅处，顶板和侧墙的剪应力也是非常大的，基坑开挖期间增加了既有车站的应变，不过应变范围减小，从分布于整个顶板逐渐缩减为车站两端相对范围中。

4解决地铁结建车站零距离近接基坑施工策略

4.1在基坑外侧施工减压降水井

因为基坑和周边建筑物之间距离非常远，因此可以将降水减压井设置到坑外，并且处于降水难度较高的地段中使用轻型井点配合管井的降水，使地下水位降低到相应位置，缩减降水时间，以免长时间降水的话直接影响到周围环境状况。

4.2有效处理侧壁渗透水

在开挖基坑期间，基坑侧壁可能发生严峻的渗漏水现象，针对于此种现象，必须做好封堵工作，因为渗漏水的出现将会带走砂层内的细颗粒，加剧基坑变形现象的发生，产生大程度的止水帷幕变形情况，使封堵难度升高。所以，可以应用压浆方式开展封堵处理操作，以钢筋网和喷射凝抗渗水泥为主，假设采取压浆方式依旧无法解决问题的话，需要做好回填操作，将高压旋喷桩应用于基坑外侧达到低压补强的目的，补强期间动态性监测围护桩变形现象，确保高喷桩符合标准强度的情况下再次实施开挖工作。

4.3减少基坑暴露时间

依照标准要求设计回筑结构，保持良好的平衡性，结构必须回筑快速，特别是对于底板和底板之前的垫层来讲，将端头井面积较大的垫层进行合理划分，而且结构施工期间的垫层也必须分为多块，遇到大雨天气以后，可以遵循先开挖一块垫层然后浇筑一块的方式，处于对应支撑位置处填筑混凝土，完成垫层混凝土以后的5~7d之内浇筑底板混凝土。

5结语

从以上论述来看，针对于地铁结建车站零距离近接基坑施工作业来讲，需要及时制定出完善技术措施，强化各环节的监督控制力度，获取精准数据，以此保障整体质量。

参考文献：

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