【文章內容簡介】 算機進行計算，不但計算結果較精確且輸出的計算書和圖形亦較標準。如同濟啟明星軟件中的《基坑支擋結構 分析計算軟件 》、中國建筑科學研究院地基所的《基坑與邊坡支護結構設計軟件 RSD（ ）、中國建筑科學研究院與中國建筑業(yè)協會施工項目管理委員會聯合開發(fā)的《 CMIS 軟件集成系統》中的深基坑支護系統的三維軟件等。此外，國家標準《建筑地基基礎工程施工質量 驗收規(guī)范》（ GB502022021）則對各種支護結構規(guī)定了工程質量檢驗標準和基坑變形的監(jiān)控值。 深基坑地下水控制 地下水控制方法有排水、降水和回灌等，為基坑工程施工服務?；觾冉邓畷r，由于圍護墻有擋水作用，不影響基坑外的地下水位， 可減少基坑內土壤含水量，使土壤產生固結，便于機械下基坑挖土和運土；用土模澆筑混凝土支撐與提高圍護墻被動區(qū)土壤的水平向基床系數和壓縮彈性剛度，可減少圍護墻的變形。在地下水位高的軟土地區(qū)，于基坑開挖前多進行預降水?；油饨邓?，亦可使土壤產生固結，降低地下水位，減少土壓力和水壓力，對支護結構設計有利；但坑外降水 如基坑附近有建（構）筑物、道路等設施，要防止因土壤固結產生過大沉降而 14 帶來危害，必要時應采取回灌措施控制附近的地下水位。 深基坑工程降水多采用噴射井點和真空深井。土壤滲透系數?。?10e5cm／ s 及以下 ）、降水深度超過 910m 時，在軟土地區(qū)多采用真空深井降水，這種井點可在同一根井管上設置兩根（或多根）慮管，分別用于抽汲淺層和深層地下水，每一個真空深井的服務范圍為 200250平米。目前降水已有成熟的計算方法和工程經驗，在某些情況下地下水控制的效果 是深基坑工程成敗的關鍵之一。采用逆作法施工時，由于需在土層上鋪設模板澆筑樓蓋結構，降水的質量尤為重要。 深基坑土方開挖 基坑開挖方式直接影響支護結構的內力和變形，對基坑的穩(wěn)定和安全有重要影響。土方開挖的順序、方法必須與支護結構的設計工況一致，并遵 循開槽支撐、先撐后挖、分層開挖、嚴禁超挖的原則。大型深基坑開挖時，需有周密的施工方案，挖土要配合支撐施工，減少時間效應，控制圍護墻變形；要保護工程樁 、內支撐和降水設備；加快施工速度。深基坑常用的挖土方式有大開挖、盆式開挖、島式開挖等。所謂盆式開挖是先開挖基坑中部的土方，暫時保留圍護墻內側周邊的土坡，利用留土的反壓抵消部分土壓力，以減少支護結構的變形。所謂島式開挖是先開挖基坑內側周邊的土方，而暫時保留基坑中部的土堆，形成一個“島”，以利邊桁（框）架支撐的形成和搭設棧橋，方便挖土機下基坑挖土和土方 汽車外運。 基坑 土方開挖要做到分層、分塊、對稱、限時，便利支撐體系盡快形成并能受力，減少圍護墻的變形。大型深基坑的土方量有時達幾十萬立方米，加快基坑土方開挖速度是加快基坑工程施工速度的關鍵之一。 深基坑工程施工與環(huán)境保護 支護結構在側面荷載作用下總是會產生變形的，隨之周圍地面亦會產生水平向和垂直向的變位，當變位達到一定數值會對周圍環(huán)境（周圍鄰近的建筑物、地下管線和道路等）帶來危害。因此，進行基坑工程施工要保護周圍環(huán)境，在多數情況下支護結構的設計是由變形控制的。 壓密注漿是加固地基土的重要手段之一。在進行基坑 工程時，如需要可對鄰近建筑物和管線基礎進行注漿加固，防止變形過大。對鄰近的地下管線可暫時挖出架空，使其脫離土體，不致隨土體的變形而變形，亦是可選用的方法之一 。 在一些特定情況下，還需采取特殊的保護措施。 如上海地鐵 2 號線河南中路車站（位于南京東路之下），基坑深 17m，圍護墻為地下連續(xù)墻。其南側有市級文物保護建筑東海商都，距地下連續(xù)墻近處僅 ，為特級環(huán)境保護，其柱間差異沉降要求小于 15mm。施工時除采用順作 15 法和逆作法組合技術對鋼支撐施工和復加預應力、地下連續(xù)墻墻底 和中柱樁底注漿加固等措施外，為保護 東海商都還于其與地下連續(xù)墻之間呈拱形打設兩排樹根樁并進行注漿，對其外排鄰近基坑的 15 根柱子采取托換支撐加固措施，結果滿足了要求，建筑物未出現裂縫，柱間差異沉降最大僅 15mm。 工程監(jiān)測和信息反饋 鑒于深基坑的復雜性和不確定性，理論計算還難以全面準確地反映工程進行中的各種變化，所以，在理論分析指導下有目的地 進行工程監(jiān)測十分必要。利用其反饋的信息和數據，一方面可及時采取技術措施防止發(fā)生重大工程事故，另一方面亦可為完善計算理論提供依據。 工程監(jiān)測要編制監(jiān)測方案，監(jiān)測內容視工程規(guī)模、周圍環(huán)境情 況、支護結構類型而定。一般包括：支護結構水平變位；周圍建筑物、地下管線等的變形；圍護墻和支撐體系的內力；立柱的變形；土體分層位移；地下水位變化；土壓力及抗力等。在監(jiān)測過程中對一些內力和變形要根據計算數據和環(huán)境保護要求先確定報警值。當內力、變形達到報警值時，要及時向有關人員報警，以便采取對策，防止因延誤而造成事故 。 一般地鐵深基坑工程特點概況 地鐵車站深基坑工程，一是施工方面，另一個是設計方面都與一般建筑深基坑有所不同，這是由于它在規(guī)模、場地、工程造價以及對環(huán)境的影響等諸多方面。地鐵一般都是穿 過城市發(fā)達的主要商業(yè)區(qū)域、主要旅游景點等城市繁華地段，由于受到既有建筑（構筑）物地限制，如地面高層建筑、立交橋、地下管線的影響 ， 以及地下空間綜合開發(fā)利用的需要，地鐵車站和區(qū)間隧道和其他構筑物的距離將變得越來越近，相互影響比較明顯。這樣，就會在工程施工中出現很多安全隱患。 地鐵是具有時間、空間和區(qū)間隧道連續(xù)性的工程，而不只是單單的一個的建筑等等的超尺寸基坑。這些要求各自的建設施工必須很好的有機結合起來，比如車站與隧道區(qū)間段地對接。在對周圍地表原有建筑設施影響的合理控制同時，增加了如何與附屬的地表下空間的設計管理 和施工相匹配，比如地下車庫和地下商場，特別是出現了越來越多的多層大面積的地下生活區(qū)。 因此，地鐵基坑圍護結構類型方案的選擇，對各種影響因素考慮的側重點也不同。由于影響支護方案的因素較多，評價因素應選擇影響支護方案較大的因素，略去次要的、影響小的因素，選擇的指標因素應具有普遍性，避免單一的支護方案評價因素帶來的局限性。根據其自身的特點，地鐵深基坑支護方案評價的主要影響因素為：適用范圍，質量可靠性，安全性，總造價，施工進度，對環(huán)境的影響，并考慮所處的工程 16 地質條件。 我國目前地鐵深基坑工程存在的主要問題有： （ 1） 深基坑技術有待盡快發(fā)展提高，以適應當前工程需要。深基坑工程以深、大、復雜為特點，特別是沿海地區(qū)地下水位較高。 （ 2） 部分深基坑工程設計質量較低，導致發(fā)生工程事故。誤認為深基坑工程設計大多可由施工單位完成，導致技術水平、參數取值、計算方法不專業(yè)。 （ 3） 缺乏理論研究與計算，是發(fā)生事故的主要原因。深基坑工程往往缺乏成熟的技術規(guī)范的指導，仍然靠半經驗半理論的辦法解決問題。 （ 4） 為了預防事故的發(fā)生，浪費大量資金。有的深基坑工程一開始就不考慮墻的受力和變形，全面支護，盲目增加安全系數。 （ 5） 施工混亂，管理不嚴，少數施工單位不具備技術條件。 （ 6） 質量檢驗不完善。規(guī)律無章可循，給質量監(jiān)督和質量評價帶來困難，沒有針對深基坑工程特點建立竣工驗收的質量管理體系。 （ 7） 不注重工程勘察。忽略對基坑環(huán)境地質的勘察，專門針對地質及水文地質的勘察重視不夠，給設計和施工帶來隱患。 （ 8） 施工過程中的監(jiān)測不夠， 不能做到隨時監(jiān)測。 （ 9） 監(jiān)理工作在人力、物力等方面還不適應深基坑工程的特殊要求。 （ 10） 缺乏地域性規(guī)范、規(guī)程及標準。因此，為了得到安全可行、經濟合理、施工便捷、環(huán)境保護的支護方案，基于現有理論，找出一套客觀合理且可操作性強的設計方法 ，就顯得非常重要。 深基坑工程技術的進步與展望 基坑工程是近年來土木工程領域新發(fā)展起來的一門新學科，它包括基坑支護結構的設計和施工、地下水控制、基坑土方開挖、工程監(jiān)測和周圍環(huán)境保護等。 基坑工程學科涉及工程地質、土力學和基礎工程、結構力學、工程結構、施工技術等學科，是一門綜合學科。再加上基坑工程實踐性強，影響基坑工程的不確定因素多（如土工參數的準確性、氣候影響、計算假定、 施工條件和隊伍的素質等），周圍環(huán)境的多樣性（如鄰近房屋的結構和基礎形式、結構現狀和重要程度；地下各種管線的種類、距離 、埋深、材質和接頭形式；周圍道路情況及其重要性等），都使基坑工程成為風險性較大的一種工程。 我國地域廣闊，土層變化大。如我國東南沿海一帶除少數城市地質條件較好外，主要是海相沉積的軟土地層，不少地區(qū)以淤泥及淤泥質土為主，土質松軟、地下水位高、含水量飽和、土的滲透系數大 、土壤內摩擦角和粘聚力小、具有蠕變特性。對大城市而言，建筑物密集、地下 17 管線眾多、交通網絡縱橫、環(huán)境保護要求較高，給基坑工程設計和施工帶來很多困難。因此， 進行基坑工程的設計和施工要結合具體情況，因地制宜，不能生搬硬套，否則會帶來嚴重后果。我國 在深基坑工程方面雖然近年來也發(fā)生過一些事故，但總體水平有很大提高，基本達到國際水平。 深基坑工程的設計和施工雖已取得很大的進步，在一些方面達到較高的水平，但仍有一些問題需進一步研究和提高，以適應大規(guī)模經濟建設的需要。 （ 1） 排樁、地下連續(xù)墻的內力和變形的精確計算是一個比較復雜的問題，其計算模型理應是考慮圍護墻、支撐體系和土三者共同作用的空間分析。目前簡化為平面問題計算，難以反映空間效應，今后宜發(fā)展適用的三維計算程序，使之能更符合基坑空間形體的計算。 （ 2） 在軟土地區(qū)，淤泥、淤泥質土等具有蠕變特性，圍護墻會隨著無支 撐時間的延長而 逐漸增大變形，即所謂的“時間效應”。目前尚無法在理論上精確計算時間效應。圍護墻變形的時間效應與軟土的非線性流變特性有關，對該特性的系統深入研究，有助于揭開時間效應的秘密，得以進行理論計算，這對軟土地區(qū)深基坑支護結構的設計很有意義。 （ 3） 實踐證明，當基坑平面尺寸較大、采用形式較復雜的內支撐體系時，在氣溫變化較大季節(jié)（如夏季高溫季節(jié)），支撐體系的溫度應力和收縮應力（混凝土支撐）會使支撐桿件的內力增幅較大。目前在計算支撐體系時，多不進行這方面的理論計算或只加以概略估算，今后宜研究改進。 （ 4） 在建筑物密集地區(qū) 設計深基坑的支護結構，多以變形控制，即保護周圍環(huán)境十分重要?！督ㄖ鼗A工程施工質量驗收規(guī)范》（ GB502022021）已給出基坑施工時各類基坑的 地面最大沉降的監(jiān)控值，但在設計時如何控制周圍地面沉降尚有一定難度，這是由于計算方面尚難以提供精確值，因此在這方面有待進一步研究改進。 （ 5） 排樁、地下連續(xù)墻的內力和變形，采用彈性支點法計算時，涉及地基土水平抗力系數 m的取值：用豎向彈性地基梁方法計算時，被動區(qū)的彈性抗力與土的基床系數有關。 由于土壤種類多、性質變化大，有時尚需對被動區(qū)的土壤采用水泥土樁或注漿加固，為此， 準確確定 m 值和土的基床系數有助于提高計算精度。 （ 6） 地下連續(xù)墻兩墻合一的逆作法是 今后發(fā)展的方向之一。但在軟土地區(qū)進行逆作法施工時，如何協調沉降和提高單樁承載力，減少中柱樁（中間支撐柱）的數量是關鍵，目前這方面雖已積累了一 18 定的經驗，但還需進一步研究提高。 二． 本課題偏壓深基坑工程概況 工程現狀陳述 該課題的深基坑情況較為復雜和特殊，它是在列車動載作用下的偏壓基坑。深圳市地鐵 5 號線 貫穿城市第一、二圈層，連接城市西、中、東三條發(fā)展軸，并與 10 條軌道交通線換乘，是構成深圳市近中期線網的骨干線路，是聯系沿線各組 團和三大交通樞紐的快速走廊，對緩解道路系統交通壓力、提高軌道交通網絡效率，拓展城市發(fā)展空間、支持2021 年在深圳舉行的第 26 屆世界大學生運動會具有重要意義 。 深圳地鐵 5號線實行 BT工程總承包建設管理模式，由中國中鐵股份有限公司作為 BT 主辦方，承擔該線建設的投融資和設計、施工總承包。建成后移交給資產的使用方，即業(yè)主深圳市地鐵有限公司。該項目是目前國內規(guī)模最大的地鐵 BT 項目。 (深圳市地鐵 5 號線線路圖 ) 路線西起前海灣，經寶安中心 、新安舊城區(qū)、西麗、大學城、龍華拓展區(qū)、坂田、布吉、至 黃貝嶺，全長 ，其中高架線路 ，地下線路 ，過渡段 ；共設車站 27座（前海灣、臨海路、寶華路、寶安中心、翻身、靈芝公園、大浪、同樂、深職院、西麗、大學城、塘朗、長嶺陂、龍華火車站、民治、五和、坂田、大埔、上水徑、下水徑、布吉中學、布吉客運站、 百鴿籠、布心、太安路、怡景路、黃貝嶺），其中高架站 2座，地下站 25 座，平均站間距約 。 民治車站位于民治大道與平南鐵路交叉口東側，車站大里程端（東 19 端）為盾構始發(fā)井，起點里程 DK21+，左線終點 DK21+，右線終點 DK21+，有效站臺中心里程為 DK21+，右線全長 ，左線全長 ，站臺寬為 10m，車站標準段寬度（ 外包寬度）為 ，最大寬度達 30m。車站北鄰平南鐵路，北側圍護結構已進入該鐵路路基邊坡。車站為地下二層島式站，底板標準埋深，最大埋深超過 20m。主體結構為雙跨單柱鋼筋混凝土框架，雙層復合墻結構。 工程地質與水文地質條件 工程地質條件 車站 范圍內上覆第四系人工堆積層 、沖洪積層、殘積層 ，下