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摘要:众所周知,地铁基坑相较于常规建筑物基坑,有着深度更大,周边环境复杂,风险源较多,且多位于城市主干道的下方,给地铁基坑设计以及基坑安全带来较大的挑战;一旦地铁基坑施工中产生风险,就会给基坑以及周边建筑的安全带来威胁,所以针对地铁基坑风险,在设计中提出有效的管控措施十分重要。
关键词:地铁基坑设计 风险 控制措施
现如今,随着时代进步和发展,城市中的高层建筑、地下建筑的数量和规模也不断的增多,随着我国的地铁工程建设速度加快,地铁基坑在造价及风险管控上具有明显优势,凸显出设计尤为重要。一般地铁基坑多是长条状沿线路方向开挖的深基坑,普通地铁车站的基坑大多是180m左右的长度,换乘站的基坑从换乘方式的角度可以分为T行、十字形等,深度可达30m左右,受基坑动荷载影响,给基坑周边建构筑物带来较大的影响。随着地铁建设规模和强度的加强,做好在地铁基坑设计中的风险防范就显得十分重要,只有采取有效的措施,才能预防风险的发生。
一、地铁深基坑风险
(一)风险认知深度
地铁深基坑面临的风險包括两种,分别是没有认识到的风险以及已经认识到的风险,其中没有认识的风险危害较大。基坑周边环境中任何事物都有可能会带来基坑风险,比如工程地质、水文地质条件、地(上)下建筑物、周边管线以及天气因素等[1]。
(二)风险防范周期
深基坑风险防范工作需要始终贯彻在地铁设计和施工的全过程。前期规划阶段的风险多具有系统性的特点,会给一条或者几条路线带来影响,而且这种影响的危害是比较大的,比如说在地铁线网的规划中,要注重绕开江河、重要建筑物以及公路,只有将风险防范关口前移,这样才能预防风险的发生。
(三)风险防范的层次性
地铁深基坑风险有一定的层次性特点,在设计规划过程中就应该重视做好系统性的防范工作。初步设计阶段,需要做好站位风险的防范,而在施工阶段则需要注重做好个性风险的防范,保证各个阶段风险防范能够突出重点和主次,分别做好网线规划阶段、施工图设计阶段的风险防范工作,保证风险防范的可行性、有效性,这样才能保证基坑的安全性。
二、地铁基坑设计阶段的风险控制措施
(一)影响基坑安全的因素
1.1工程地质和水文地质
工程地质以及水文地质是对设计线路选择、及基坑支护方式的选择有很大的影响。基坑设计时,需要充分了解站位所位于底层的特点,同时结合周围的环境条件合理选择基坑支护方式。尤其需要关注的是不良地质状况,保证支护方式能够更好的应对不良地质情况,这样才能有效的避免风险的发生。地下水也是影响基坑安全的一大隐患,在基坑设计环节需要设计科学的止水方案或者排水方案,有效的将地下水带来的风险进行排除。
1.2影响基坑的管线
周围管线对基坑安全也有很大的影响,管线的种类、管径大小都是重要的影响因素。在基坑开挖前,应对比施工图做好管线调查及挖探工作,对影响基坑的管线进行改移,对于一些无法迁改的管线在基坑开挖中采取有效的工程措施,常用方式如悬吊保护等,同时应合理规划避免对同一管线进行重复迁改造成不必要的经济损失。
对于基坑范围内的重力流管线,对有场地条件的选择永久迁改方案,有效减少施工过程中产生的破坏。如果迁改后的重力流管线距离车站基坑比较近,需要综合的考虑到基坑变形对管线带来的影响,必要时可进行锚杆固定或将其换为钢管[2]。
除了天然气管线外,其它的管线基本都可以进行回迁,并不会给地铁带来较大的影响。天然气管道需要避免回迁到车站上方,必要时可以选择从附属结构上通过。对于一些管径比较大、没有场地进行迁改的管线,这时在基坑设计时需要做好避让,同时合理确定基坑的安全等级,从而保证基坑以及周边管线的安全。
1.3影响基坑的建筑物
地铁基坑通常位于城市的十字口位置,周边的建筑也会对基坑的安全带来影响。对于影响基坑安全的建筑物,要结合建筑物的体量、用途、造价等,作出合理的取舍;对于一些无法拆除且影响基坑安全的建筑物,需要对其影响进行科学评估,并采取坑外隔离或者维护加强等措施,来更好的保证基坑以及建筑物的安全。
1.4交通疏散
基坑的施工会对原有道路的交通带来影响,如果没有做好疏散工作,很容易会影响城市功能,还会给基坑安全带来威胁。所以在基坑设计中,还需要设计合理的交通疏散方案,充分的考虑到交通疏解带来的额外荷载,并合理设置防车辆掉落的档护措施。
(二)基坑支护设计
2.1基坑支护的方式
具体来说,基坑支护方式主要有以下几种[3]:①地下连续墙,该支护方式具有防渗性能好、振动小、噪声低的优势,但是需要使用大型专用机械,但会对环境有一定影响,多适用于深基坑,而且造价比较高;②柱列式灌注桩,该方法也适用于深基坑,造价比较高,不需要使用大型加些,通常需要使用专门的止水帷幕;③土钉墙,该支护方式具有省材料、造价低、施工快的特点,多适用于深度在12m以内的基坑;④SWM工法,这个方法施工时没有噪声,对环境的污染也比较小,造价较低,适合应用在浅基坑松软地层。
2.2基坑支护设计
基坑支护设计中,可能面临的风险有围护桩强度不足、支撑强度不足、刚度不足等,这些问题会导致基坑失稳,从而出现坍塌的情况,严重影响基坑的安全。基坑支护具有系统性,是无法将基坑支护中的各个部门进行分割的,而设置基坑支护系统是保证基坑开挖的重要基础和前提,当然无论使用哪种的方式,都需要保证围护桩以及支撑要满足强度、刚度以及稳定性方面的要求,同时还需要保证满足基坑抗倾覆、抗隆起以及稳定方面的要求。
在具体的基坑支护设计中,需要做好以下内容:第一,结合基坑的深度以及周边的环境等因素,合理确定基坑的安全等级,并选择适宜的支护方式;第二,保证支护设计可以更好的满足底层的特点和需求,保证围护桩正负弯矩的协调以及支撑位置的合理,做到尽量减少换撑工序。整体支护体系,选择超静定稳定体系,可以保证当丧失一部分的约束后,可以保证基坑支护的稳定性;第三,地下水对基坑的危害也是比较大的,表现为桩间漏水漏砂、淤泥进入基坑,导致基坑不稳,具体的基坑支护设计中需要采取有效措施,减少地下水影响,避免风险的发生。地下水处理主要采取堵或者排的措施,结合基坑的地质条件,排水不利于降水或者会引起地层沉降时,这时就可以选择堵水措施,隔离基坑与周边,并对基坑内的水进行抽排;当然若抽排地下水不仅给地层沉降带来较大的影响,这时可以选择基坑内外降水的措施。无论使用哪种方式,都需要保证基坑内的地下水位低于设计坑底1m以下,保证基坑处于无水的情况;第五,支护体系设计除了满足整体受力、变形以及稳定性等方面的要求,还需保证围护桩、墙以及内支撑等满足强度以及刚度方面的有关要求[4]。
三、结束语
综上所述,随着我国城市现代化的不断发展,为有效的缓解现代交通的压力,地铁建设的规模也有了不断扩大的趋势,但是在地铁基坑设计和施工中,也有很多因素会威胁基坑的安全和稳定性,但是其中很多风险都是可防控的。要想做好地铁深基坑风险的防范工作,就需要树立良好的风险意识,并在地铁基坑设计阶段采取有效的措施加强风险的防控,分层次、阶段的加强对基坑风险的分析和识别,从而实现对风险的有效控制,保证地铁基坑的安全和稳定。
参考文献
[1]余晓华.地铁工程基坑施工技术要点与风险控制探讨[J].中国战略新兴产业(理论版),2019,(9):1-1.
[2]王君彩.浅析地铁深基坑施工风险及控制措施[J].2021(2018-20):112-113.
[3]马宁宁.地铁车站深基坑施工风险分析及控制[J].智能城市,2020,v.6(11):232-233.
[4]马宁宁.地铁车站深基坑施工风险分析及控制[J].2021(2020-11):222-223.
关键词:地铁基坑设计 风险 控制措施
现如今,随着时代进步和发展,城市中的高层建筑、地下建筑的数量和规模也不断的增多,随着我国的地铁工程建设速度加快,地铁基坑在造价及风险管控上具有明显优势,凸显出设计尤为重要。一般地铁基坑多是长条状沿线路方向开挖的深基坑,普通地铁车站的基坑大多是180m左右的长度,换乘站的基坑从换乘方式的角度可以分为T行、十字形等,深度可达30m左右,受基坑动荷载影响,给基坑周边建构筑物带来较大的影响。随着地铁建设规模和强度的加强,做好在地铁基坑设计中的风险防范就显得十分重要,只有采取有效的措施,才能预防风险的发生。
一、地铁深基坑风险
(一)风险认知深度
地铁深基坑面临的风險包括两种,分别是没有认识到的风险以及已经认识到的风险,其中没有认识的风险危害较大。基坑周边环境中任何事物都有可能会带来基坑风险,比如工程地质、水文地质条件、地(上)下建筑物、周边管线以及天气因素等[1]。
(二)风险防范周期
深基坑风险防范工作需要始终贯彻在地铁设计和施工的全过程。前期规划阶段的风险多具有系统性的特点,会给一条或者几条路线带来影响,而且这种影响的危害是比较大的,比如说在地铁线网的规划中,要注重绕开江河、重要建筑物以及公路,只有将风险防范关口前移,这样才能预防风险的发生。
(三)风险防范的层次性
地铁深基坑风险有一定的层次性特点,在设计规划过程中就应该重视做好系统性的防范工作。初步设计阶段,需要做好站位风险的防范,而在施工阶段则需要注重做好个性风险的防范,保证各个阶段风险防范能够突出重点和主次,分别做好网线规划阶段、施工图设计阶段的风险防范工作,保证风险防范的可行性、有效性,这样才能保证基坑的安全性。
二、地铁基坑设计阶段的风险控制措施
(一)影响基坑安全的因素
1.1工程地质和水文地质
工程地质以及水文地质是对设计线路选择、及基坑支护方式的选择有很大的影响。基坑设计时,需要充分了解站位所位于底层的特点,同时结合周围的环境条件合理选择基坑支护方式。尤其需要关注的是不良地质状况,保证支护方式能够更好的应对不良地质情况,这样才能有效的避免风险的发生。地下水也是影响基坑安全的一大隐患,在基坑设计环节需要设计科学的止水方案或者排水方案,有效的将地下水带来的风险进行排除。
1.2影响基坑的管线
周围管线对基坑安全也有很大的影响,管线的种类、管径大小都是重要的影响因素。在基坑开挖前,应对比施工图做好管线调查及挖探工作,对影响基坑的管线进行改移,对于一些无法迁改的管线在基坑开挖中采取有效的工程措施,常用方式如悬吊保护等,同时应合理规划避免对同一管线进行重复迁改造成不必要的经济损失。
对于基坑范围内的重力流管线,对有场地条件的选择永久迁改方案,有效减少施工过程中产生的破坏。如果迁改后的重力流管线距离车站基坑比较近,需要综合的考虑到基坑变形对管线带来的影响,必要时可进行锚杆固定或将其换为钢管[2]。
除了天然气管线外,其它的管线基本都可以进行回迁,并不会给地铁带来较大的影响。天然气管道需要避免回迁到车站上方,必要时可以选择从附属结构上通过。对于一些管径比较大、没有场地进行迁改的管线,这时在基坑设计时需要做好避让,同时合理确定基坑的安全等级,从而保证基坑以及周边管线的安全。
1.3影响基坑的建筑物
地铁基坑通常位于城市的十字口位置,周边的建筑也会对基坑的安全带来影响。对于影响基坑安全的建筑物,要结合建筑物的体量、用途、造价等,作出合理的取舍;对于一些无法拆除且影响基坑安全的建筑物,需要对其影响进行科学评估,并采取坑外隔离或者维护加强等措施,来更好的保证基坑以及建筑物的安全。
1.4交通疏散
基坑的施工会对原有道路的交通带来影响,如果没有做好疏散工作,很容易会影响城市功能,还会给基坑安全带来威胁。所以在基坑设计中,还需要设计合理的交通疏散方案,充分的考虑到交通疏解带来的额外荷载,并合理设置防车辆掉落的档护措施。
(二)基坑支护设计
2.1基坑支护的方式
具体来说,基坑支护方式主要有以下几种[3]:①地下连续墙,该支护方式具有防渗性能好、振动小、噪声低的优势,但是需要使用大型专用机械,但会对环境有一定影响,多适用于深基坑,而且造价比较高;②柱列式灌注桩,该方法也适用于深基坑,造价比较高,不需要使用大型加些,通常需要使用专门的止水帷幕;③土钉墙,该支护方式具有省材料、造价低、施工快的特点,多适用于深度在12m以内的基坑;④SWM工法,这个方法施工时没有噪声,对环境的污染也比较小,造价较低,适合应用在浅基坑松软地层。
2.2基坑支护设计
基坑支护设计中,可能面临的风险有围护桩强度不足、支撑强度不足、刚度不足等,这些问题会导致基坑失稳,从而出现坍塌的情况,严重影响基坑的安全。基坑支护具有系统性,是无法将基坑支护中的各个部门进行分割的,而设置基坑支护系统是保证基坑开挖的重要基础和前提,当然无论使用哪种的方式,都需要保证围护桩以及支撑要满足强度、刚度以及稳定性方面的要求,同时还需要保证满足基坑抗倾覆、抗隆起以及稳定方面的要求。
在具体的基坑支护设计中,需要做好以下内容:第一,结合基坑的深度以及周边的环境等因素,合理确定基坑的安全等级,并选择适宜的支护方式;第二,保证支护设计可以更好的满足底层的特点和需求,保证围护桩正负弯矩的协调以及支撑位置的合理,做到尽量减少换撑工序。整体支护体系,选择超静定稳定体系,可以保证当丧失一部分的约束后,可以保证基坑支护的稳定性;第三,地下水对基坑的危害也是比较大的,表现为桩间漏水漏砂、淤泥进入基坑,导致基坑不稳,具体的基坑支护设计中需要采取有效措施,减少地下水影响,避免风险的发生。地下水处理主要采取堵或者排的措施,结合基坑的地质条件,排水不利于降水或者会引起地层沉降时,这时就可以选择堵水措施,隔离基坑与周边,并对基坑内的水进行抽排;当然若抽排地下水不仅给地层沉降带来较大的影响,这时可以选择基坑内外降水的措施。无论使用哪种方式,都需要保证基坑内的地下水位低于设计坑底1m以下,保证基坑处于无水的情况;第五,支护体系设计除了满足整体受力、变形以及稳定性等方面的要求,还需保证围护桩、墙以及内支撑等满足强度以及刚度方面的有关要求[4]。
三、结束语
综上所述,随着我国城市现代化的不断发展,为有效的缓解现代交通的压力,地铁建设的规模也有了不断扩大的趋势,但是在地铁基坑设计和施工中,也有很多因素会威胁基坑的安全和稳定性,但是其中很多风险都是可防控的。要想做好地铁深基坑风险的防范工作,就需要树立良好的风险意识,并在地铁基坑设计阶段采取有效的措施加强风险的防控,分层次、阶段的加强对基坑风险的分析和识别,从而实现对风险的有效控制,保证地铁基坑的安全和稳定。
参考文献
[1]余晓华.地铁工程基坑施工技术要点与风险控制探讨[J].中国战略新兴产业(理论版),2019,(9):1-1.
[2]王君彩.浅析地铁深基坑施工风险及控制措施[J].2021(2018-20):112-113.
[3]马宁宁.地铁车站深基坑施工风险分析及控制[J].智能城市,2020,v.6(11):232-233.
[4]马宁宁.地铁车站深基坑施工风险分析及控制[J].2021(2020-11):222-223.