談地鐵深基坑支護(hù)方案優(yōu)選決策范文
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【摘要】隨著我國(guó)科技的不斷進(jìn)步，經(jīng)濟(jì)實(shí)力不斷增強(qiáng)，城市軌道交通的發(fā)展也越來(lái)越好，因此地鐵基坑工程也相對(duì)較多，且逐步向大、深、難等方向靠攏。地鐵深基坑工程較為復(fù)雜，涉及面較廣，是一項(xiàng)綜合性很強(qiáng)的工程，而支護(hù)方案的好壞可以對(duì)工程的進(jìn)展、消耗的成本、工程的質(zhì)量都產(chǎn)生一定的影響，在整個(gè)工程中發(fā)揮巨大作用。本文從多個(gè)角度出發(fā)，對(duì)地鐵深基坑支的方案進(jìn)行細(xì)致的研究。
【關(guān)鍵詞】基坑支護(hù)方案；地鐵深基坑；優(yōu)選；研究
在一個(gè)基坑工程中，可以提出多種支護(hù)方案，且每個(gè)方案中都具有自身的優(yōu)勢(shì)，要想從這些方案中選出一個(gè)作為實(shí)際的施工方案，就要全面分析存在的因素，不能只依靠單個(gè)或多個(gè)指標(biāo)來(lái)進(jìn)行選擇，應(yīng)建立一個(gè)完整的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)每個(gè)方案進(jìn)行全面細(xì)致的分析，從而選擇出較為科學(xué)、完備、可靠的決策，來(lái)保證工程的安全順利進(jìn)行[1]。
1地鐵深基坑工程特點(diǎn)
1.1實(shí)踐性和區(qū)域性
深基坑工程具有較強(qiáng)的區(qū)域性，如在不同的軟黏土地、黃土地基等地質(zhì)條件下，深基坑會(huì)有很大的差異性，即便在同一個(gè)城市中的不同地區(qū)也會(huì)存在較大差距[2]。因其地質(zhì)和水文地質(zhì)條件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所以在勘探中得到的數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度較低，且地質(zhì)離散型較大，得到的數(shù)據(jù)不能代表整體的土地情況。所以，在進(jìn)行地鐵深基坑工程時(shí)要結(jié)合項(xiàng)目場(chǎng)地的實(shí)際情況，不能原封不動(dòng)照搬以往的施工經(jīng)驗(yàn)。
1.2深基坑個(gè)性
要想優(yōu)質(zhì)完成深基坑工程，不僅與場(chǎng)地周圍的建筑物、地下管道位置有關(guān)，還會(huì)因場(chǎng)地的土質(zhì)條件受到影響。因此，區(qū)分深基坑工程的安全等級(jí)有很大的難度，支護(hù)結(jié)構(gòu)允許變形的標(biāo)準(zhǔn)也難以規(guī)定，應(yīng)貼合施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況來(lái)分析。
1.3具有較強(qiáng)的時(shí)空效應(yīng)
在施工過(guò)程中，深基坑的深度可以影響建筑本身的穩(wěn)定性和變形速度，所以，在支護(hù)設(shè)計(jì)中，應(yīng)高度重視工程的時(shí)空效應(yīng)。施工場(chǎng)地的土質(zhì)，特別是蠕變性很強(qiáng)的軟黏土，可以隨著時(shí)間的變化對(duì)建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，會(huì)改變建筑地質(zhì)的硬度，使其穩(wěn)定性降低，因此，在設(shè)計(jì)地鐵深基坑支護(hù)方案時(shí)，要重視工程的時(shí)空效應(yīng)。
1.4較強(qiáng)的環(huán)境效應(yīng)
深基坑工程施工后，會(huì)對(duì)施工場(chǎng)地周圍的地下水位產(chǎn)生變化，進(jìn)而導(dǎo)致場(chǎng)地周圍的建筑物、地下管線等產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，影響嚴(yán)重時(shí)可能還會(huì)危及地下管線、周圍建筑物的正常使用[3]。在施工過(guò)程中還會(huì)產(chǎn)生一定的環(huán)境污染和噪音、運(yùn)送材料的過(guò)程中還可能會(huì)對(duì)施工附近的交通情況產(chǎn)生影響。
2支護(hù)方案的安全可行性
在實(shí)際的基坑工程中，可以有很多支護(hù)方案滿足工程的實(shí)際情況，但只是從某一方面滿足，因此每個(gè)方案所占的優(yōu)勢(shì)也因此不同，要想只從某個(gè)方面評(píng)價(jià)選擇，很難選出相對(duì)完美的支護(hù)方案。因此，要從各個(gè)方面考察幾個(gè)備選支護(hù)方案，從中科學(xué)的評(píng)價(jià)選擇出一項(xiàng)最優(yōu)的方案。
2.1方案的設(shè)計(jì)條件
深基坑工程是一項(xiàng)包含結(jié)構(gòu)力學(xué)、工程地質(zhì)和結(jié)構(gòu)、巖土工程等多方面知識(shí)的綜合學(xué)科[4]。由于基坑工程的影響因素較多，使整個(gè)工程的風(fēng)險(xiǎn)程度加大，稍微出現(xiàn)問(wèn)題就可能使施工企業(yè)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，甚至對(duì)社會(huì)也產(chǎn)生一定的影響，因此，在選擇支護(hù)方案時(shí)通常把安全可行性作為首選目標(biāo)。細(xì)致分析項(xiàng)目所在地的施工經(jīng)驗(yàn)，選擇安全程度高，相對(duì)成熟的支護(hù)方案；在設(shè)計(jì)方案時(shí)應(yīng)根據(jù)支護(hù)結(jié)構(gòu)的實(shí)際承載力和穩(wěn)定性來(lái)確定內(nèi)容，滿足項(xiàng)目的規(guī)劃要求；充分研究和評(píng)價(jià)施工降水、工藝、挖土等環(huán)節(jié)，降低工程的危險(xiǎn)性。
2.1.1地質(zhì)、水文地質(zhì)條件項(xiàng)目場(chǎng)地的地質(zhì)、水文地質(zhì)條件是地基加固設(shè)計(jì)、降水設(shè)計(jì)、支護(hù)結(jié)構(gòu)等環(huán)節(jié)地進(jìn)行依據(jù)。因此應(yīng)先從巖土方面入手，分析其勘察報(bào)告，掌握土層和地下水的分布情況，了解滯水、潛水和承壓水的參數(shù)值。
2.1.2場(chǎng)地周圍環(huán)境條件在基坑工程中也應(yīng)高度重視環(huán)境的保護(hù)，尤其在管線繁多、建筑物密集等地。需要注意的方面主要包括：①基坑附近的河流情況，重點(diǎn)觀察項(xiàng)目區(qū)域內(nèi)地下與河流的聯(lián)系；②項(xiàng)目附近地質(zhì)巖土的性質(zhì)；③基坑動(dòng)工的地面與紅線的距離，要符合圍護(hù)體寬度的要求，我國(guó)多個(gè)地區(qū)已經(jīng)嚴(yán)明基坑工程不可超越所規(guī)定的紅線范圍，滿足合理的距離要求；④了解施工周圍的地下障礙物、填土等不良狀況的分布情況等；⑤掌握施工附近建筑物的基本情況，了解其與基坑的平、剖面關(guān)系，并獲取周圍建筑物如使用情況、基本結(jié)構(gòu)、變形程度等基本相關(guān)資料。
2.2基坑的穩(wěn)定性
基坑的設(shè)計(jì)分為三個(gè)方面，包括基坑的變形計(jì)算、基坑的穩(wěn)定性計(jì)算、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)等。變形計(jì)算的目的在于掌握項(xiàng)目對(duì)周圍環(huán)境和建筑物的影響，確保臨近建筑物和周圍地下管線的安全；穩(wěn)定性計(jì)算是用來(lái)分析基坑周圍土體的穩(wěn)定性；結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)指對(duì)基坑內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算，以此來(lái)滿足強(qiáng)度設(shè)計(jì)的規(guī)定。
2.2.1整體基坑穩(wěn)定性驗(yàn)算基坑的整體穩(wěn)定性主要在于預(yù)防項(xiàng)目周圍土地結(jié)構(gòu)與基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)之間的穩(wěn)定性遭到破壞，這項(xiàng)驗(yàn)算內(nèi)容經(jīng)常出現(xiàn)在支護(hù)設(shè)計(jì)過(guò)程中。對(duì)于不同的支護(hù)形式也可以有不同的穩(wěn)定性分析。
2.2.2抗隆起穩(wěn)定性抗隆起穩(wěn)定性在整個(gè)支護(hù)設(shè)計(jì)過(guò)程中占據(jù)很重要的地位，它不僅可以對(duì)坑基的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，還可以與坑基的變形產(chǎn)生密切聯(lián)系。目前較為常見的抗隆起穩(wěn)定性分析方法的可以分為極限分析法、極限平衡法、常規(guī)位移有限元法三大類。
2.2.3地下水控制整個(gè)基坑工程的安全性和對(duì)保護(hù)周圍環(huán)境都與地下水的控制產(chǎn)生一定的聯(lián)系。當(dāng)施工地點(diǎn)建立在地下水位較高的區(qū)域，基坑降水是為了方便現(xiàn)場(chǎng)施工，并保證工程的安全性，隔水的措施是從保護(hù)環(huán)境的角度出發(fā)的。這些因素都可以對(duì)工程的優(yōu)劣產(chǎn)生直接影響，因此，對(duì)地下水的控制工作是整個(gè)項(xiàng)目施工過(guò)程中必須要重視的問(wèn)題。當(dāng)前，對(duì)地下水的控制方法可以分為降水、隔水和排水三種。其中降水作為基坑開挖過(guò)程中最常用地控制手段，可以起到降低地下水位、創(chuàng)造基坑開挖條件等作用。
3支護(hù)方案的經(jīng)濟(jì)性
坑基支護(hù)體系在工程結(jié)束后就完成了存在的意義，屬于臨時(shí)性質(zhì)的結(jié)構(gòu)，因此，設(shè)計(jì)過(guò)程中要在保證工程質(zhì)量和周邊環(huán)境與建筑物安全的前提下，盡量縮短所用金額[5]。經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)也屬于基坑設(shè)計(jì)方案中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，也可能成為最終被選的決定性因素。通常來(lái)講，影響方案造價(jià)的因素可以來(lái)自各方面，如施工場(chǎng)地的周圍環(huán)境、地質(zhì)情況、施工范圍、基坑的深度、周圍建筑物等，而一項(xiàng)完整的工程費(fèi)用一般包括施工監(jiān)測(cè)費(fèi)用、基坑挖掘費(fèi)用、結(jié)構(gòu)施工費(fèi)用、保護(hù)環(huán)境應(yīng)用的措施費(fèi)用等。在預(yù)估施工總金額時(shí)，要把支護(hù)結(jié)構(gòu)所用的費(fèi)用、排水費(fèi)用、監(jiān)測(cè)費(fèi)用、基坑挖掘費(fèi)用等綜合項(xiàng)目全部考慮在內(nèi)，最終選擇一項(xiàng)優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)性高的支護(hù)方案。
4支護(hù)方案的環(huán)境保護(hù)要求
我國(guó)大部分的基坑工程集中在沿海等經(jīng)濟(jì)水平高的地區(qū)，施工場(chǎng)地周圍分布多種地下管線、標(biāo)志建筑等保護(hù)對(duì)象，而當(dāng)工程與輕軌、保護(hù)性建筑距離較近時(shí)，則對(duì)環(huán)境保護(hù)的要求更加嚴(yán)格[6]。因此，在施工周圍出現(xiàn)這些保護(hù)對(duì)象時(shí)，應(yīng)及時(shí)掌握此類對(duì)象的具體保護(hù)要求，使基坑的變形不會(huì)對(duì)其產(chǎn)生較大的影響，滿足對(duì)保護(hù)對(duì)象的要求，要求嚴(yán)格時(shí)，還可以加強(qiáng)基坑的加固措施，控制坑基變形的程度，達(dá)到保護(hù)環(huán)境的要求。
5結(jié)束語(yǔ)
地鐵深基坑是綜合性較強(qiáng)的一項(xiàng)工程，而支護(hù)方案的優(yōu)劣可以直接決定整個(gè)工程是否成功，同時(shí)還會(huì)對(duì)工程的質(zhì)量、所消耗的成本、施工速度產(chǎn)生重大影響，在整個(gè)施工過(guò)程中具有重要意義。雖然隨著我國(guó)綜合實(shí)力的增強(qiáng)，深基坑工程也得到了高速的發(fā)展，但在實(shí)際的方案選擇中還存在一定的局限性和主觀意識(shí)。因此，在選擇設(shè)計(jì)方案時(shí)，努力貼合環(huán)境保護(hù)、經(jīng)濟(jì)適用、操作便捷、安全程度高等施工原則，找出一套具有科學(xué)性、實(shí)踐性、合理性的優(yōu)選方案，對(duì)于整個(gè)建筑具有重大意義，并會(huì)促進(jìn)我國(guó)鐵路事業(yè)穩(wěn)步發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
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作者：吳一超 王浩 馮文明 單位：中國(guó)電建市政建設(shè)集團(tuán)有限公司