【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 算機(jī)進(jìn)行計(jì)算，不但計(jì)算結(jié)果較精確且輸出的計(jì)算書和圖形亦較標(biāo)準(zhǔn)。如同濟(jì)啟明星軟件中的《基坑支擋結(jié)構(gòu) 分析計(jì)算軟件 》、中國(guó)建筑科學(xué)研究院地基所的《基坑與邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件 RSD（ ）、中國(guó)建筑科學(xué)研究院與中國(guó)建筑業(yè)協(xié)會(huì)施工項(xiàng)目管理委員會(huì)聯(lián)合開發(fā)的《 CMIS 軟件集成系統(tǒng)》中的深基坑支護(hù)系統(tǒng)的三維軟件等。此外，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量 驗(yàn)收規(guī)范》（ GB502022021）則對(duì)各種支護(hù)結(jié)構(gòu)規(guī)定了工程質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)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(wù)。基坑內(nèi)降水時(shí)，由于圍護(hù)墻有擋水作用，不影響基坑外的地下水位， 可減少基坑內(nèi)土壤含水量，使土壤產(chǎn)生固結(jié)，便于機(jī)械下基坑挖土和運(yùn)土；用土模澆筑混凝土支撐與提高圍護(hù)墻被動(dòng)區(qū)土壤的水平向基床系數(shù)和壓縮彈性剛度，可減少圍護(hù)墻的變形。在地下水位高的軟土地區(qū)，于基坑開挖前多進(jìn)行預(yù)降水。基坑外降水，亦可使土壤產(chǎn)生固結(jié)，降低地下水位，減少土壓力和水壓力，對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有利；但坑外降水 如基坑附近有建（構(gòu)）筑物、道路等設(shè)施，要防止因土壤固結(jié)產(chǎn)生過大沉降而 14 帶來危害，必要時(shí)應(yīng)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(diǎn)和真空深井。土壤滲透系數(shù)?。?10e5cm／ s 及以下 ）、降水深度超過 910m 時(shí)，在軟土地區(qū)多采用真空深井降水，這種井點(diǎn)可在同一根井管上設(shè)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(gè)真空深井的服務(wù)范圍為 200250平米。目前降水已有成熟的計(jì)算方法和工程經(jīng)驗(yàn)，在某些情況下地下水控制的效果 是深基坑工程成敗的關(guān)鍵之一。采用逆作法施工時(shí)，由于需在土層上鋪設(shè)模板澆筑樓蓋結(jié)構(gòu)，降水的質(zhì)量尤為重要。 深基坑土方開挖 基坑開挖方式直接影響支護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形，對(duì)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(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工況一致，并遵 循開槽支撐、先撐后挖、分層開挖、嚴(yán)禁超挖的原則。大型深基坑開挖時(shí)，需有周密的施工方案，挖土要配合支撐施工，減少時(shí)間效應(yīng)，控制圍護(hù)墻變形；要保護(hù)工程樁 、內(nèi)支撐和降水設(shè)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(shí)保留圍護(hù)墻內(nèi)側(cè)周邊的土坡，利用留土的反壓抵消部分土壓力，以減少支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形。所謂島式開挖是先開挖基坑內(nèi)側(cè)周邊的土方，而暫時(shí)保留基坑中部的土堆，形成一個(gè)“島”，以利邊桁（框）架支撐的形成和搭設(shè)棧橋，方便挖土機(jī)下基坑挖土和土方 汽車外運(yùn)。 基坑 土方開挖要做到分層、分塊、對(duì)稱、限時(shí)，便利支撐體系盡快形成并能受力，減少圍護(hù)墻的變形。大型深基坑的土方量有時(shí)達(dá)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(guān)鍵之一。 深基坑工程施工與環(huán)境保護(hù) 支護(hù)結(jié)構(gòu)在側(cè)面荷載作用下總是會(huì)產(chǎn)生變形的，隨之周圍地面亦會(huì)產(chǎn)生水平向和垂直向的變位，當(dāng)變位達(dá)到一定數(shù)值會(huì)對(duì)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(jìn)行基坑工程施工要保護(hù)周圍環(huán)境，在多數(shù)情況下支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)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(jìn)行基坑 工程時(shí)，如需要可對(duì)鄰近建筑物和管線基礎(chǔ)進(jìn)行注漿加固，防止變形過大。對(duì)鄰近的地下管線可暫時(shí)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(hù)措施。 如上海地鐵 2 號(hào)線河南中路車站（位于南京東路之下），基坑深 17m，圍護(hù)墻為地下連續(xù)墻。其南側(cè)有市級(jí)文物保護(hù)建筑東海商都，距地下連續(xù)墻近處僅 ，為特級(jí)環(huán)境保護(hù)，其柱間差異沉降要求小于 15mm。施工時(shí)除采用順作 15 法和逆作法組合技術(shù)對(duì)鋼支撐施工和復(fù)加預(yù)應(yīng)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(hù) 東海商都還于其與地下連續(xù)墻之間呈拱形打設(shè)兩排樹根樁并進(jìn)行注漿，對(duì)其外排鄰近基坑的 15 根柱子采取托換支撐加固措施，結(jié)果滿足了要求，建筑物未出現(xiàn)裂縫，柱間差異沉降最大僅 15mm。 工程監(jiān)測(cè)和信息反饋 鑒于深基坑的復(fù)雜性和不確定性，理論計(jì)算還難以全面準(zhǔn)確地反映工程進(jìn)行中的各種變化，所以，在理論分析指導(dǎo)下有目的地 進(jìn)行工程監(jiān)測(cè)十分必要。利用其反饋的信息和數(shù)據(jù)，一方面可及時(shí)采取技術(shù)措施防止發(fā)生重大工程事故，另一方面亦可為完善計(jì)算理論提供依據(jù)。 工程監(jiān)測(cè)要編制監(jiān)測(cè)方案，監(jiān)測(cè)內(nèi)容視工程規(guī)模、周圍環(huán)境情 況、支護(hù)結(jié)構(gòu)類型而定。一般包括：支護(hù)結(jié)構(gòu)水平變位；周圍建筑物、地下管線等的變形；圍護(hù)墻和支撐體系的內(nèi)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(cè)過程中對(duì)一些內(nèi)力和變形要根據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)和環(huán)境保護(hù)要求先確定報(bào)警值。當(dāng)內(nèi)力、變形達(dá)到報(bào)警值時(shí)，要及時(shí)向有關(guān)人員報(bào)警，以便采取對(duì)策，防止因延誤而造成事故 。 一般地鐵深基坑工程特點(diǎn)概況 地鐵車站深基坑工程，一是施工方面，另一個(gè)是設(shè)計(jì)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(chǎng)地、工程造價(jià)以及對(duì)環(huán)境的影響等諸多方面。地鐵一般都是穿 過城市發(fā)達(dá)的主要商業(yè)區(qū)域、主要旅游景點(diǎn)等城市繁華地段，由于受到既有建筑（構(gòu)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(gòu)筑物的距離將變得越來越近，相互影響比較明顯。這樣，就會(huì)在工程施工中出現(xiàn)很多安全隱患。 地鐵是具有時(shí)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(gè)的建筑等等的超尺寸基坑。這些要求各自的建設(shè)施工必須很好的有機(jī)結(jié)合起來，比如車站與隧道區(qū)間段地對(duì)接。在對(duì)周圍地表原有建筑設(shè)施影響的合理控制同時(shí)，增加了如何與附屬的地表下空間的設(shè)計(jì)管理 和施工相匹配，比如地下車庫和地下商場(chǎng)，特別是出現(xiàn)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(hù)結(jié)構(gòu)類型方案的選擇，對(duì)各種影響因素考慮的側(cè)重點(diǎn)也不同。由于影響支護(hù)方案的因素較多，評(píng)價(jià)因素應(yīng)選擇影響支護(hù)方案較大的因素，略去次要的、影響小的因素，選擇的指標(biāo)因素應(yīng)具有普遍性，避免單一的支護(hù)方案評(píng)價(jià)因素帶來的局限性。根據(jù)其自身的特點(diǎn)，地鐵深基坑支護(hù)方案評(píng)價(jià)的主要影響因素為：適用范圍，質(zhì)量可靠性，安全性，總造價(jià)，施工進(jìn)度，對(duì)環(huán)境的影響，并考慮所處的工程 16 地質(zhì)條件。 我國(guó)目前地鐵深基坑工程存在的主要問題有： （ 1） 深基坑技術(shù)有待盡快發(fā)展提高，以適應(yīng)當(dāng)前工程需要。深基坑工程以深、大、復(fù)雜為特點(diǎn)，特別是沿海地區(qū)地下水位較高。 （ 2） 部分深基坑工程設(shè)計(jì)質(zhì)量較低，導(dǎo)致發(fā)生工程事故。誤認(rèn)為深基坑工程設(shè)計(jì)大多可由施工單位完成，導(dǎo)致技術(shù)水平、參數(shù)取值、計(jì)算方法不專業(yè)。 （ 3） 缺乏理論研究與計(jì)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(shù)規(guī)范的指導(dǎo)，仍然靠半經(jīng)驗(yàn)半理論的辦法解決問題。 （ 4） 為了預(yù)防事故的發(fā)生，浪費(fèi)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(hù)，盲目增加安全系數(shù)。 （ 5） 施工混亂，管理不嚴(yán)，少數(shù)施工單位不具備技術(shù)條件。 （ 6） 質(zhì)量檢驗(yàn)不完善。規(guī)律無章可循，給質(zhì)量監(jiān)督和質(zhì)量評(píng)價(jià)帶來困難，沒有針對(duì)深基坑工程特點(diǎn)建立竣工驗(yàn)收的質(zhì)量管理體系。 （ 7） 不注重工程勘察。忽略對(duì)基坑環(huán)境地質(zhì)的勘察，專門針對(duì)地質(zhì)及水文地質(zhì)的勘察重視不夠，給設(shè)計(jì)和施工帶來隱患。 （ 8） 施工過程中的監(jiān)測(cè)不夠， 不能做到隨時(shí)監(jiān)測(cè)。 （ 9） 監(jiān)理工作在人力、物力等方面還不適應(yīng)深基坑工程的特殊要求。 （ 10） 缺乏地域性規(guī)范、規(guī)程及標(biāo)準(zhǔn)。因此，為了得到安全可行、經(jīng)濟(jì)合理、施工便捷、環(huán)境保護(hù)的支護(hù)方案，基于現(xiàn)有理論，找出一套客觀合理且可操作性強(qiáng)的設(shè)計(jì)方法 ，就顯得非常重要。 深基坑工程技術(shù)的進(jìn)步與展望 基坑工程是近年來土木工程領(lǐng)域新發(fā)展起來的一門新學(xué)科，它包括基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和施工、地下水控制、基坑土方開挖、工程監(jiān)測(cè)和周圍環(huán)境保護(hù)等。 基坑工程學(xué)科涉及工程地質(zhì)、土力學(xué)和基礎(chǔ)工程、結(jié)構(gòu)力學(xué)、工程結(jié)構(gòu)、施工技術(shù)等學(xué)科，是一門綜合學(xué)科。再加上基坑工程實(shí)踐性強(qiáng)，影響基坑工程的不確定因素多（如土工參數(shù)的準(zhǔn)確性、氣候影響、計(jì)算假定、 施工條件和隊(duì)伍的素質(zhì)等），周圍環(huán)境的多樣性（如鄰近房屋的結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)形式、結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀和重要程度；地下各種管線的種類、距離 、埋深、材質(zhì)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(fēng)險(xiǎn)性較大的一種工程。 我國(guó)地域廣闊，土層變化大。如我國(guó)東南沿海一帶除少數(shù)城市地質(zhì)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(zhì)土為主，土質(zhì)松軟、地下水位高、含水量飽和、土的滲透系數(shù)大 、土壤內(nèi)摩擦角和粘聚力小、具有蠕變特性。對(duì)大城市而言，建筑物密集、地下 17 管線眾多、交通網(wǎng)絡(luò)縱橫、環(huán)境保護(hù)要求較高，給基坑工程設(shè)計(jì)和施工帶來很多困難。因此， 進(jìn)行基坑工程的設(shè)計(jì)和施工要結(jié)合具體情況，因地制宜，不能生搬硬套，否則會(huì)帶來嚴(yán)重后果。我國(guó) 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(dá)到國(guó)際水平。 深基坑工程的設(shè)計(jì)和施工雖已取得很大的進(jìn)步，在一些方面達(dá)到較高的水平，但仍有一些問題需進(jìn)一步研究和提高，以適應(yīng)大規(guī)模經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要。 （ 1） 排樁、地下連續(xù)墻的內(nèi)力和變形的精確計(jì)算是一個(gè)比較復(fù)雜的問題，其計(jì)算模型理應(yīng)是考慮圍護(hù)墻、支撐體系和土三者共同作用的空間分析。目前簡(jiǎn)化為平面問題計(jì)算，難以反映空間效應(yīng)，今后宜發(fā)展適用的三維計(jì)算程序，使之能更符合基坑空間形體的計(jì)算。 （ 2） 在軟土地區(qū)，淤泥、淤泥質(zhì)土等具有蠕變特性，圍護(hù)墻會(huì)隨著無支 撐時(shí)間的延長(zhǎng)而 逐漸增大變形，即所謂的“時(shí)間效應(yīng)”。目前尚無法在理論上精確計(jì)算時(shí)間效應(yīng)。圍護(hù)墻變形的時(shí)間效應(yīng)與軟土的非線性流變特性有關(guān)，對(duì)該特性的系統(tǒng)深入研究，有助于揭開時(shí)間效應(yīng)的秘密，得以進(jìn)行理論計(jì)算，這對(duì)軟土地區(qū)深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)很有意義。 （ 3） 實(shí)踐證明，當(dāng)基坑平面尺寸較大、采用形式較復(fù)雜的內(nèi)支撐體系時(shí)，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(yīng)力和收縮應(yīng)力（混凝土支撐）會(huì)使支撐桿件的內(nèi)力增幅較大。目前在計(jì)算支撐體系時(shí)，多不進(jìn)行這方面的理論計(jì)算或只加以概略估算，今后宜研究改進(jìn)。 （ 4） 在建筑物密集地區(qū) 設(shè)計(jì)深基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)，多以變形控制，即保護(hù)周圍環(huán)境十分重要?！督ㄖ鼗A(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（ GB502022021）已給出基坑施工時(shí)各類基坑的 地面最大沉降的監(jiān)控值，但在設(shè)計(jì)時(shí)如何控制周圍地面沉降尚有一定難度，這是由于計(jì)算方面尚難以提供精確值，因此在這方面有待進(jìn)一步研究改進(jìn)。 （ 5） 排樁、地下連續(xù)墻的內(nèi)力和變形，采用彈性支點(diǎn)法計(jì)算時(shí)，涉及地基土水平抗力系數(shù) m的取值：用豎向彈性地基梁方法計(jì)算時(shí)，被動(dòng)區(qū)的彈性抗力與土的基床系數(shù)有關(guān)。 由于土壤種類多、性質(zhì)變化大，有時(shí)尚需對(duì)被動(dòng)區(qū)的土壤采用水泥土樁或注漿加固，為此， 準(zhǔn)確確定 m 值和土的基床系數(shù)有助于提高計(jì)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(jìn)行逆作法施工時(shí)，如何協(xié)調(diào)沉降和提高單樁承載力，減少中柱樁（中間支撐柱）的數(shù)量是關(guān)鍵，目前這方面雖已積累了一 18 定的經(jīng)驗(yàn)，但還需進(jìn)一步研究提高。 二． 本課題偏壓深基坑工程概況 工程現(xiàn)狀陳述 該課題的深基坑情況較為復(fù)雜和特殊，它是在列車動(dòng)載作用下的偏壓基坑。深圳市地鐵 5 號(hào)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(gòu)成深圳市近中期線網(wǎng)的骨干線路，是聯(lián)系沿線各組 團(tuán)和三大交通樞紐的快速走廊，對(duì)緩解道路系統(tǒng)交通壓力、提高軌道交通網(wǎng)絡(luò)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(xué)生運(yùn)動(dòng)會(huì)具有重要意義 。 深圳地鐵 5號(hào)線實(shí)行 BT工程總承包建設(shè)管理模式，由中國(guó)中鐵股份有限公司作為 BT 主辦方，承擔(dān)該線建設(shè)的投融資和設(shè)計(jì)、施工總承包。建成后移交給資產(chǎn)的使用方，即業(yè)主深圳市地鐵有限公司。該項(xiàng)目是目前國(guó)內(nèi)規(guī)模最大的地鐵 BT 項(xiàng)目。 (深圳市地鐵 5 號(hào)線線路圖 ) 路線西起前海灣，經(jīng)寶安中心 、新安舊城區(qū)、西麗、大學(xué)城、龍華拓展區(qū)、坂田、布吉、至 黃貝嶺，全長(zhǎng) ，其中高架線路 ，地下線路 ，過渡段 ；共設(shè)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(xué)城、塘朗、長(zhǎng)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(xué)、布吉客運(yùn)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(cè)，車站大里程端（東 19 端）為盾構(gòu)始發(fā)井，起點(diǎn)里程 DK21+，左線終點(diǎn) DK21+，右線終點(diǎn) DK21+，有效站臺(tái)中心里程為 DK21+，右線全長(zhǎng) ，左線全長(zhǎng) ，站臺(tái)寬為 10m，車站標(biāo)準(zhǔn)段寬度（ 外包寬度）為 ，最大寬度達(dá) 30m。車站北鄰平南鐵路，北側(cè)圍護(hù)結(jié)構(gòu)已進(jìn)入該鐵路路基邊坡。車站為地下二層島式站，底板標(biāo)準(zhǔn)埋深，最大埋深超過 20m。主體結(jié)構(gòu)為雙跨單柱鋼筋混凝土框架，雙層復(fù)合墻結(jié)構(gòu)。 工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件 工程地質(zhì)條件 車站 范圍內(nèi)上覆第四系人工堆積層 、沖洪積層、殘積層 ，下