浅谈明挖法地铁车站基坑稳定性分析

浅谈明挖法地铁车站基坑稳定性分析

中铁七局集团西安铁路工程有限公司陕西省西安市710000

摘要:由于经济发展的快速,以及城镇化水平的提高,大城市路面拥堵问题日益严重。地铁成为大城市解决交通问题的首选,随之引发的深基坑问题,就不得不引起人们的关注,特别是对影响基坑变形的因素及如何判定基坑自身的稳定性。基于此,本文就针对明挖法地铁车站基坑稳定性进行分析。

关键词:明挖法;地铁车站;基坑稳定

引言

随着理论知识的完善、科学技术的进步,基坑工程措施和施工工艺逐步走向完善。基于前人的研究,国内外学者在基坑围护结构和基坑开挖对周边环境影响方面取得了许多成果。

1明挖法概述

1.1明挖法概念

明挖法说的就是在建造地下工程时,基坑从上到下一层一层,一段一段的按照顺序开挖,为了能使结构满足设计要求,每每挖到一定距离,需做护坡处理架设支撑。待挖到基坑要求的埋深时,开始修建主体结构以及防水处理,最后恢复地面的一种工法。由于明挖法的施工非常便利容易,所以修建一些浅埋的地下工程常采用明挖法。地表附近(浅埋)的地下工程基于明挖法的施工便携,大多采用明挖法进行修建如屋基、地下商场、地铁站、人防工程等。

明挖法一般分为两种:无支护边坡开挖和基坑支护开挖。边坡开挖的优点是不需要设置支护结构,修建主体结构时,施工范围大,施工布局容易;缺点是基坑开挖过程中,工程量比较大,场地占用也比较厉害,在空旷的场地建地下工程适合采用明挖法。在场地条件有限的状况下,如城市施工地下工程,常运用基坑支护开挖的方法。通常,为了确保基坑坑壁的稳定性及邻近建筑物的安全,需采取侧壁支护加固措施,即设置基坑支护结构,包括支护桩墙、支撑系统、围檩、防渗帷幕、土钉和锚杆等。基坑支护结构安全与否,不仅直接关系到所建工程的成败,还关系到邻近已建工程的安危。工程施工时,采用无支护放坡还是基坑支护开挖,都应依据工程的开挖规模、地质条件、地面环境等因素综合确定。

1.2明挖法适用条件

1.2.1浅埋地下工程施工

像一些地下行人通道、地下管网以及地铁站的工程覆土不深时,往往会采用明挖法对其施工。某些时候,埋深超过10米或超过29米的地下工程,也可采用明挖法,但是明挖法施工明显受结构埋深的制约。当埋深较大时,由于施工技术难度大,同时往往因开挖和回填工程量很大,工程费用有可能比暗挖法高,此时从技术经济角度考虑,明挖法就不适用。

1.2.2平面尺寸较大的地下工程

像一些平面尺寸较大,但基础埋深浅的地铁站、地下商场及广场等,且选用普通梁板结构作为它们内部构架结构,像这些工程适合用明挖法。关于平面尺寸大的地下工程,通常都是采用明挖法中的分部开挖法。首先,在基坑外围进行设计标高施工外部结构,其次进行开挖中间部分,然后进行施工内部结构跟顶板,最后基坑回填。

1.2.3基坑工程

在建设工程中,很多辅助工程都属于基坑工程,而且明挖法可以用于基坑工程的施工。

2明挖法施工工艺

明挖法的基坑开挖方法一般分为开挖、挡土开挖和地下连续墙三种类型,各个类型中又分很多方法。考虑施工工艺,目前采用了以下两种方法:

2.1顺筑法

施工顺序是先将基坑开挖到设计深度,再依次浇筑底板,侧壁(包括立柱跟中墙),再到顶板,将这种方法称为明挖法的标准施工方法,其施工步骤如图1-1所示。顺筑法施工的具体施工方法在此不再赘述。

图1-1顺筑法的施工步骤

2.2逆筑法

该方法广泛应用于深基坑、软土层开挖以及临近建筑物施工等。在开挖过程中,利用刚性的围护结构,最先修建结构的顶板(或中板),而后进行开挖,如图1-2所示。这种方法适用于基坑开挖但不影响地面交通,急切需要恢复路面的场所,先恢复地面和顶板上方的一些埋件,然后再开挖下部基坑。

图1-2逆筑法的施工步骤

3地铁车站明挖法施工确保基坑支护稳定性的要点

基坑开挖及支撑施工是确保基坑支护稳定性的重点工序。

3.1基坑开挖

3.1.1施工方法

根据基坑工程多层支撑的特点,明挖施工采用纵向分段、分层开挖。分段长度为15.7一34.35m,分层标高为设计支撑标高以下50cm。基坑纵向开挖采用挖掘机接力开挖,横向先开挖中间土体,后开挖两侧土体,并预留15^u20cm采用人工开挖。

3.1.2注意事项

(1)开挖应在围护结构混凝土冠梁及挡土墙封闭并达到设计强度后方可开挖。(2)桩间挡板网喷混凝土随基坑开挖进行施工。(3)基坑边缘堆放的建筑材料或沿土方开挖边缘移动运输工具及机械,应距基坑上部边缘不小于Zm,且不得大于20知pa。(4)基坑开挖至基底垫层以上300mm时,采用人工开挖至基底设计标高,及时施做接地网和垫层混凝土,尽量减少暴露时间,防止曝晒或雨水浸泡破坏地基土的原状结构。基坑内采用明沟排水,设集水坑,基坑内积水沿排水明沟汇入集水坑,由水泵排至地面经处理后排入市政排水系统。(5)当基底土层与设计不符或扰动、水浸、发现淤泥、土质松软等现象时,做好记录,会同有关单位研究处理。(6)基坑开挖前,基坑周围地面采用混凝土进行硬化,并设置排水沟,防止地面水流渗入基坑。

3.1.3支撑施工

支撑架设。(1)土方开挖挖出一道支撑的位置时,立即在两侧墙面上测定出该道支撑两端与围护桩的接触点,以保证支撑与墙面垂直且位置准确,迅速安装。(2)为防止支撑在施加预应力后与挡土结构不能均匀接触而导致偏心受压,应将钻孔桩的表面凿毛,抹快凝早强砂浆垫层,使钢围糠与桩体紧密接触,砂浆表面应垂直平整。(3)支撑受力后,应严格检查,杜绝因支撑和受压面不垂直而发生徐变。(4)严格按照先支撑后开挖的原则进行基坑开挖,各层土方开挖到支撑位置后及时支撑。(5)应特别注意上面两道支撑(尤其是第一道支撑)端部与墙体的接触面情况。在基坑开挖深度较大后,接触面压力会减小,将出现支撑与桩体脱开现象,应及时采取复加预应力等措施,防止支撑因端部移动而脱落。(6)施工过程中应严格按照设计要求施加预应力,并根据基坑开挖深度及监测数据及时复加预应力达到设计值。(7)相邻钢围擦之间采用钢板连接成一个整体,以增强其整体稳定性。(8)加强对钢支撑的轴力监测,并根据支撑轴力监测情况,确定是否加强支撑。

3.1.4支撑的拆除

支撑拆除应在底、中、顶板混凝土达到规范要求的强度后进行,除时应分步卸载预应力,避免瞬间应力释放过大而导致结构局部变形、开裂。

结束语

明挖法施工相对于其他施工工艺,是比较简单的,但是这不代表这施工中我们可以有所放松。其中很多地方还是需要我们注意并仔细处理的。希望能引起大家的重视。

参考文献:

[1]杨思.明挖法地铁车站工程安全风险评估研究[D].福建工程学院,2017.

[2]柯友华.明挖地铁车站支护设计对基坑周边边坡稳定性的影响分析[J].工程建设与设计,2017(08):40-43.

[3]夏丹丹.明挖法地铁车站施工安全风险管理研究[D].中国矿业大学,2016.

[4]谭林利.明挖地铁车站深基坑围护结构稳定性分析研究[D].南华大学,2016.

[5]刘明.地铁车站明挖法施工基坑支护稳定性研究[J].门窗,2014(03):157+160.

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