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摘要:地铁作为广大市民便捷的出行方式,是交通工程中必不可少的基础设施。在这种地铁隧道线路纵横交错复杂地下环境中,高层建筑、桥梁等大型工程的施工必然会对邻近规划中地铁隧道产生影响,而多数工程采用桩基作为承力构件,两者不可避免会相互影响。实际工程中,桩基在施工中会对周围土体造成扰动,进而土体应力和位移的变化会引起邻近地铁隧道产生较大变形,可能发生环缝错台、开裂漏水、沉降等危害,对地铁隧道产生巨大经济损失和社会影响。因此,如何在桩基施工安全、快速的同时减少对地铁隧道的影响成为房建施工中重中之重。将桩基施工对邻近既有地铁隧道影响的研究进展进行了概括、总结,提出保护地铁隧道、减小桩基影响作用的措施,为类似工程提供经验。
关键词:桩基施工;地铁隧道;影响;保护措施
1桩基础的特点
(1)在基岩、致密的卵砾岩或硬质黏土、中密砂岩等持力层上,基底的支撑位置为基岩。普通桩基础的竖向单桩或群桩承载力较高,能够承受整个高层建筑物的垂直荷载。(2)桩基在竖向单桩组刚度较大。在结构自身或邻近荷载作用下,不产生明显的不均匀沉降。(3)依靠大直径桩基或群桩基础的横向刚度和整体抗倾覆性能,能够抵御地震、台风等因素的影响,保证了高层建筑物的稳定,降低了建筑物发生倾斜的可能性。(4)桩基的桩体可以穿透较软的土壤,从而使桩基的支承点置于稳固的坚硬土壤中,或嵌入基岩等持力层中。在发生地震、其他自然灾害和地面地基沉降的情况下,桩基础可以依靠桩底来稳定地基,确保了桩基础的抗压、抗拔承载力和结构的稳定,保证建筑物不发生严重倾斜和坍塌。
2工程场地概况及基坑周边环境条件
某地铁3号线盾构衬砌已施工完成,已于2022年6月底至7月底进行铺轨施工。本方案非首开区深基坑位于场地东南角,在深基坑施工50m范围内除地铁3号线外,无重大建筑物及构筑物。
3桩基础施工对规划中地铁隧道的影响
桩基与地铁隧道相互作用问题可依建设顺序分为两类:新建地铁隧道施工对既有建筑物桩基影响,新建建筑物桩基施工对邻近既有地铁隧道影响。桩基施工将对隧道结构产生一定影响,距隧道结构越近,影响越大;桩基成孔及灌注对近邻隧道结构影响最大。本项目为新建建筑物桩基施工对规划中某地铁3号线的影响。本项目非首开区基坑面积31419m2,基坑周长763m,基坑深度3.40~8.1m,东侧位于佛山地铁3号线隧道位置,施工阶段可能会对该地铁线路造成的影响:(1)桩基施工对周边土体产生挤压,地表发生隆起。(2)土方开挖卸载引起土体应力释放,地表产生较大隆起变形。(3)基坑降排水导致地下水位变化,引起周边土体沉降。
4地铁保护区基本注意事项
(1)在距离地铁结构外边线20m距离之内,不得采用冲孔、挤土桩及爆破施工。(2)在距离地铁结构边线20m范围内,不得采用爆破作业;在距离地铁结构边线20m范围外,如需爆破,传至地铁结构外侧的振动波速不大于2cm/s。(3)项目邻近地铁设施侧没有设置锚索、锚杆,采用了支护桩+内支撑或者双排桩支护措施严格控制基坑位移,靠地铁侧基坑边不得堆土,堆放重物,不宜布置出土口。(4)地下室及基坑需严格保证防水质量。不得大量抽排地下水,采取有效措施避免地下结构周边水土流失,保证地铁隧道周围地层结构稳定。(5)基坑开挖过程是一个卸载的过程,随着基坑土方的开挖,土体内应力逐步释放,导致周围土体向基坑开挖方向位移,对支护结构产生侧压力。本阶段的工作是加强基坑内、外土的变形监测,包括沉降、水平位移等变形观测,发现异常情况马上报告建设单位项目部和地保办相关负责人。(6)土方开挖要遵循分区、分块、分层、对称、限时的原则,严禁超挖,严禁大面积同时开挖到基坑底,必要时再基坑内预留反压土,减少基坑土方开挖造成的卸载诱发对地铁结构造成的不利影响。当开挖至基坑底设计高程时,应立即施作垫层、防水层,并会筑地下室结构,实施时需连续作业,避免基坑长时间暴露对地铁带来风险。(7)土方开挖过程中发现止水桩渗漏的部位及时补漏灌浆。(8)关于本工程施工方法和安全措施,要求施工单位严格执行国家、地区和行业各种规章制度、规范和规程,并应针对本工程地质情况和结构特点,提出各种有针对性的、具体的技术措施和安全措施。对工程质量和人员生命安全,各级人员要充分认识和高度重视,确保工程质量和安全生产。
5桩基础施工阶段减少对地铁隧道影响措施
5.1施工做法
(1)本工程基坑外围均采用旋挖钻孔灌注桩、水泥搅拌桩、边坡喷锚组合形式的支护方案,局部排桩内侧被动土压力区采用格构式深层搅拌桩加固。(2)基坑支护结构局部A–1与A–2被动区,采用格栅式水泥土搅拌桩进行加固。水泥土搅拌桩桩径0.6m,间隔0.4m,格栅式布置。(3)止水帷幕使用Φ800单轴搅拌桩@600。桩基施工方面。在既有地铁隧道附近进行桩基施工时,优先采用全套管护壁施工的方法,不易产生塌孔现象,并且不拔除钢套管可进一步降低风险。尽量不采用大功率机械设备施工,减小工程施工与交通荷载的叠加效应。当钻进位置靠近地铁一定范围时,应减缓钻进速度。钢护筒及时跟进,避免振动锤直接接触埋设钢护筒。使用全站仪来定位桩基孔位。
5.2方案编制
(1)地铁隧道结构监测方面。邀请专业监测单位编制专项监测方案,严格按照规范、监测方案执行。当指标数据超过阈值时立刻停止施工,邀请专家讨论、研究。(2)严格执行施工管理程序和制度。桩基施工前对地质情况进行复查,遇溶洞等需先进行注浆处理,对已发生较大沉降区域需在隧道底部注浆达到稳定隧道结构目的。从源头控制填河填筑、现状高速卸载、土方超挖等工程施工速度、范围对地铁隧道的扰动风险。(3)编制专项基坑支护与土方开挖及降水专项方案,保障项目基坑支护阶段各方面施工工艺,及对地铁保护区保护措施,减少对地铁扰动。
5.3管控做法
(1)组织相关人员到地铁隧道实地勘探,探明桩基施工对地铁隧道影响。(2)对桩基施工分包管理人员及班组进行多次重复交底,加强桩基施工中对地铁隧道保护意识,尽量减少桩基施工对地铁隧道扰动。(3)技术负责人定期汇报工作,阐明近期桩基施工措施以及对地保范围内地铁隧道的保护措施。
6结语
针对桩基施工对邻近既有地铁隧道的影响,首先总结了地铁保护区的注意事项,随后结合某项目在桩基施工阶段对地铁隧道的保护措施。基于此,对整体桩基施工对地铁隧道的影响及保护措施进行总结,得到保护地铁隧道、减小桩基影响作用的措施。(1)桩基施工采用格构式深层搅拌桩加固,不易发生塌孔等现象,避免采用大功率机械设备施工,减缓钻进速度。(2)邀请专业人员进行地铁隧道结构监测,严格执行规范、监测方案。(3)严格执行施工管理程序和制度。从源头控制工程的施工速度、范围对地铁隧道的扰动风险。
参考文献
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