地铁基坑支护与施工的研究分析

李 强

（中铁十九局集团轨道交通工程有限公司 新疆 乌鲁木齐 830000）

1 基坑支护与维护

地铁基坑工程涉及的方面非常广，包含维护结构、支护体系（如图1）、土方开挖、止水、降水、地基加固、施工监测、环境保护等，在这些方面中需要的技术也有难点，例如对于土质的要求，在施工过程中土力学的强度、变形等，所以在基坑设计上需要满足结构的要求、材料强度的要求。

图1 基坑支护图

基坑支护的设计内容包括：

（1）支护结构需要有抗倾覆，稳定性高的要求，需要对墙体入土深度进行确认；

（2）对支护墙结构和基坑抗滑动进行核算；

（3）对基坑底部的隆起、回弹进行核算设计；

（4）对基坑内支护的布置及架、拆的顺序进行设计；

（5）对支护墙的变形和内力进行设计；

（6）对挡土机构和节点进行设计，同时需要控制基坑地面沉降、地层位移。

基坑维护包括挡土、止水、降水等，而挡土又包含挡墙、支撑，挡墙的形式又有钻孔灌注桩挡墙（图2）、套管咬合桩挡墙、地下连续墙、SMW工法、旋喷桩帷幕墙、冻结法维护。

图2 钻孔灌注桩挡墙

SMW工法又叫劲性水泥土搅拌连续墙，它的结构就是将型钢或者其它芯材放入水泥土搅拌桩里边，这种方法效果非常好，它具有一定的承力和防渗功能，同时在施工场地上，需要的场地小，施工周期短，效率高，对周围的环境影响小，不会产生废弃泥浆。

而且对于插入里边的钢材也不作特殊要求，还可以回收利用，例如H型钢、槽钢等，钢材的回收是通过在钢材的四周用泡沫围住，再注入水泥土，这样在围挡完成之后，可以将里边的钢材拔出来，SMW工法的桩体排布可以分为单排和双排水泥土搅拌桩。

SMW工法在设计上需要对围护结构进行受力分析，受力分析公式如下：

式中：ECS—水泥土搅拌桩型钢混合体弹性模量；

ES—型钢的弹性模量；

ICS—水泥土搅拌桩型钢混合体惯性矩；

IS—型钢的惯性矩。

在对整个基坑维护设计完成之后，需要对围护进行强度验算，验算的内容包括抗弯验算和抗剪验算，这样才能在维护施工完成之后起到对基坑维护的作用。

2 基坑土方开挖施工

基坑土方开挖施工的要点是要具备深基坑工程的土方开挖施工组织，而这个组织中需要有建设要求、施工条件和施工管理等要求，要有施工进度计划，对施工现场的规划，对施工平面布置，物资供应以及成本控制等。

基坑土方施工应重视基坑维护结构的质量，包括维护桩、支撑等；需要注重土方开挖养护龄期，这样可以保证强度和寿命；在基坑的四周禁止堆放一切材料；注重现场车辆和挖土机械的现场行走路线，防止对围护结构的影响和破坏；了解基坑开挖时候影响工程的薄弱环节，严格按照施工程序进行施工。

基坑工程施工时候需要有相应的检测部门，这是一个非常重要的环节，对基坑工程维护体系以及稳定性有一个评价的依据，根据现场的实际情况进行实际指导和突发事件的应急处理。

基坑检测需要保证在施工过程中维护体系的安全；预估基坑工程四周建筑物，道路的影响，确保施工能正常进行；通过检测得到的结果作为分析改进的依据。检测的内容包括对建筑物沉降、移位的监测、对建筑物倾斜的监测、对裂缝的监测。

基坑监测需要对支撑轴力、墙体测斜、墙体外侧土压力、地表及周边管线及构筑物沉降测斜进行监测，而这些仪器及监测点需要采取一定的防护措施确保其安全稳定，不能因为施工而破坏，同时在整个基坑开挖过程中，随着工程的施工周期增长，检测的频率也增加，并对采集的数据进行分析，确定是因为自然因素的变化引起的还是因为施工过程造成的，以此来指导施工，确保基坑的安全稳定。

3 基坑工程环境

基坑工程环境主要是通过以下几个方面表现出来：

（1）维护结构的变形以及开挖时候出水降低水位引起的地面沉降、水平位移等，同时导致周围道路的破坏。

（2）在支护和维护施工中，由于挤土桩而对四周产生的破坏。

（3）基坑工程施工后对周围的交通、卫生、噪声的影响；

（4）因为设计、勘探等因素造成维护、支护体系的破坏，最终施工不能完成。

而对于这些基坑工程的环境影响，需要制定一些相应的对策，需要详细了解施工位置的建筑物、道路、交通等，制定一些特殊处理方案，计算出地下管线可以变形的允许值，对道路和周围地面沉降，水平位移做出预估，通过指导施工文件进行施工，避免恶意施工和破坏施工。

4 结语

在地铁基坑方面，技术人员需要懂得土质工程、建筑力学、建筑结构、施工经验、施工条件等知识，同时在基坑结构上要具有安全可靠、经济性好、施工方便等特点，在施工前需要对周围环境进行详细调查，将影响施工的建筑物、地下结构、土质调查清楚，以免在施工中影响基坑的结构与施工。

[1]夏明耀.地下工程设计手册.[M].北京：中国建筑工业出版社，1999.

[2]刘建航.基坑工程手册.[M].北京：中国建筑工业出版社，2007.

[3]陈希哲.土力学与地基基础.[M].北京：清华大学出版社，2002.