【導讀】五．本課題當前存在的問題、研究內容、意義、方法及方案??度，尤以軟土地區(qū)也愈來愈大，已經成為基礎工程中的難點和熱點?；又ёo結構涉及巖土力學、結構力學、材料力學和地質水文等學科，廣大設計、施工、科研和大專院校的專業(yè)人員，勇于實踐，勇于創(chuàng)造，土壓力是基坑周圍一定范圍內的土體與支護結構之間相互作用的結。動土壓力來進行支護設計，稱此類支護為被動支護。并進行補強加固，此類支護為主動支護。但延誤了工期，而且產生了不良的社會影響。廣州、杭州、深圳等城市地鐵建設過程中曾多次出現(xiàn)過基坑失穩(wěn)事故，通過對國內深基坑工程事故進行分析表。查、設計、施工、地下水作用等中，最主要的原因是設計和施工問題，二者占統(tǒng)計總數(shù)的80%以上。過大，以及降低地下水位造成基坑四周地面產生過大沉降和水平位移，導致影響相鄰建（構）筑物及市政管線的正常使用，甚至破壞。其中又以第一方面的破壞最為明顯，對人民生活影響也最大。

　　

【正文】 分別為 12m、 9m，局部 3層樓 ef地段設計采用 3排錨桿，長度 912m。錨桿 成孔直徑 A150mm，錨桿主筋 3B22（ HRB335） 螺紋鋼筋，錨桿注漿采用 級普硅水泥，水灰比 。 （ 3）地下水控制設計 邊坡土質主要為雜填土和老粘土。雜填土易滲水，老粘性土具超固結性，開挖后易產生裂隙，遇水軟化，失水干裂，強度下降，穩(wěn)定性降低?；撞淮嬖诘叵滤挥繂栴}，主要是坑壁雜填土中上層滯水及樁間老粘土防水?？颖陔s填土中上層滯水采用噴射混凝土處理，并按水平間距 3m設置 2排排水管，樁間土采用掛網(wǎng)噴射混凝土厚 50mm 進行封閉。坡頂和坡底設置 300mm179。 300mm 的排水溝， 坑內設置臨時集水坑。坡頂 26 3m 范圍內采用厚 10cm 的混凝土 C15 作硬化處理，雨水匯集到排水溝和集水坑內，通過抽水泵抽到坡頂排水溝流入市政下水道。 工程施工要點與分析 該基坑工程于 2021 年 6 月施工，但由于各種因素影響，開挖至地面約 10m 后停工一年， 2021 年 5 月復工， 2021 年 9月竣工。土方開挖分6層進行，噴錨支護的土方分 3 層開挖，長錨桿的施工分 2 次開挖，局部配電房地段分 3 次開挖施工長錨桿。東北部地面下 610m 粉細砂巖開挖采用淺孔少炸藥微爆后反鏟開挖。噴射支護施工按土方開挖→護坡→開挖 ? 的順 序逐層分段開挖，分層噴錨施工流程作業(yè)。噴錨網(wǎng)支護工藝流程為：開挖（坡面修整）→噴射混凝土厚 30mm→打設注漿錨桿（注漿花管）→注漿（壓力不小于 ）→掛網(wǎng)→噴射混凝土厚 100mm。 人工挖孔樁施工分地段噴錨支護施工完成后在基坑內進行。局部地段（北側土方運輸?shù)缆芳芭潆姺刻帲┤斯ね诳讟对趪婂^支護前完成。人工挖孔支護樁采用跳樁施工，遇基巖成孔方式采用爆破后人工挖孔。錨桿施工工藝流程：成孔→清孔→下放桿件→注漿→養(yǎng)護 7天→鎖定。錨桿施工工藝成孔中的幾點建議如下： （ 1） 老粘土主要采用特制人工洛陽鏟成孔，速 度快，成孔質量好，施工文明。 （ 2） 粉質粘土夾碎石中成孔采用特制人工機具掏取碎石，既提高了工作效率，又避免對武大鐵路線下管溝造成破壞。 （ 3） 含礫石英砂巖及泥質粉細砂巖采用空氣壓縮機潛孔錘成孔，保證了垂直下挖 的邊坡安全。 施工中有部分人工挖孔樁因周邊環(huán)境的影響，含礫石英砂巖及泥質粉細砂巖較難采取爆破開挖，沒有施工到設計基底下。支護處理方法是基坑邊線適當外移，形成 2m 寬臺階，然后對下部 23m 坑壁采取土釘墻支護。 監(jiān)測資料及效果 為及時掌握基坑支護結構變形及對周圍建筑物的影響，在基坑支護體系上設置觀測點 14個，測斜管 8 處，周邊建筑物及道路上設置觀測點 15 個。根據(jù)基坑監(jiān)測報告，基坑開挖至基底，支護結構最大水平位移為 ，地表最大沉降位移 ，最大測斜位移 30mm。周邊建筑物及道路環(huán)境穩(wěn)定。 27 結論 （ 1）該基坑開挖深度較深，基坑周邊環(huán)境復雜。 （ 2）該基坑在設計方案確定時，分別針對類似基坑的支護方式進行了比選，選擇了組合支護型式，即基坑上部采用噴錨支護，下部采用樁錨支護，這樣就克服了單純采用樁錨方案時，錨桿排數(shù)偏多，增加工程造價和工期等不利因素，同時，對基坑的穩(wěn)定和 位移控制又有了保證。該方法具有安全、經濟、工期短、施工方便等特點，值得進一步推廣。 （ 3）該基坑設計與施工獲 2021 年中國城市規(guī)劃學會優(yōu)秀工程勘察一等獎，湖北省優(yōu)秀工程勘察三等獎。 上述課題設計與施工與此次論文課題有一些相似之處，該基坑工程地質環(huán)境相對復雜，并且周圍也存在鐵路干線京廣鐵路與武大鐵路?；釉谑┕み^程中會受到一部分列車動載的影響，但不明顯；此外，基坑也有一定偏壓，在受力計算以及支護措施選取、降水措施選取時未作為主要因素考慮。因為，兩條鐵路干線離基坑有一定距離，不會對基坑造成太大影響。而此次論文 的課題是深圳地鐵 5號線民治站的基坑開挖 ，平南鐵路恰好在基坑不遠處，對該基坑的設計與施工帶來了較大的困難，民治站基坑承受著較大的列車動載以及偏壓作用。在研究此次課題時，一些支護措施可以借鑒上述基坑設計與施工范例。 四．偏壓深基坑發(fā)展動向 目前，國內深基坑的建設精益求精，面臨的地質環(huán)境條件也越來越復雜，偏壓情況在將來的建設過程中會經常見到。此外，為了緩解城區(qū)交通壓力，解決交通擁堵問題，適應國民經濟建設的需要，目前我國大中城市以地面空間、地下空間與上部空間協(xié)調發(fā)展為核心的城市多層次立體化開發(fā)得到重視和拓展，城市 建筑物向高空和地下兩個方向發(fā)展，道路交通向多層次立體化發(fā)展，高層建筑、大型市政設施及各類地下工程越來越多；這些工程均牽涉到大量的深基坑工程問題。上世紀 90 年代，高層建筑、大型市政設施和地下空間的開發(fā)促使了基坑工程技術的快速發(fā)展，在設計、施工和監(jiān)測等方面取得了大量的研究成果和工程經驗，但隨著我國城市立體化開發(fā)的逐步深化，基坑工程作為一個古老而又具有時代特點的巖土與結構工程問題，正面臨著許多新的挑戰(zhàn)。 28 五．本課題當前存在的問題、研究內容、意義、方法及方案 課題當前存在的問題 課題是 偏壓深基坑，與一般的 深基坑不同之處在于該深基坑承受較大的偏壓，并不斷有列車動荷載的作用?；又車h(huán)境復雜，要清楚的勘察周邊地質情況；此外采用何種開挖方法及施作順序也是一個難題。支護結構需結合基坑的開挖及周邊地質條件進行選擇。基坑開挖深度和規(guī)模較大，基坑工程施工中工序復雜，難度大。民治站深基坑基坑工程臨近平南鐵路，鐵路路基頂部高于基坑開挖地面 79m，深基坑靠近鐵路一側的基坑圍護結構變形損失的可能性大大增加，同時增加了各項風險事故發(fā)生的可能性。因此，施工期間要保持鐵路繼續(xù)運營，對基坑外側地面沉降和地層水平位移控制要求非常高，必須 對路基、基坑坑壁采取有效加固支撐防護措施，才能保證在施工期間鐵路線路的正常運營。 深圳地鐵民治站位于民治大道與平南鐵路交叉口東側。車站基坑總長 ，基坑寬 ，基坑深約 ，民治大道現(xiàn)狀為南北向雙向 4車道，車流量較大，交通繁忙；車站北側緊鄰平南鐵路，車站主體結構進入該鐵路路基邊坡，車站上方路面為規(guī)劃新建平南鐵路二線，民治大道兩側的管線較多。周邊有較多建筑，其中在車站東北是 8層辦公樓，西北是在建 12層樓，西南是一些平房和菜地，東南為一片菜地，民治大道兩側為 商業(yè)店鋪。由于基坑開挖、降水等不可避免對地層產生擾動，將可能引起圍護結構失穩(wěn)，周圍地表、附近建（構）筑物、道路、鄰近管線等變形和沉陷，以至遭受破壞，造成嚴重的工程事故。為了保證圍護結構穩(wěn)定，以及周圍地表、建筑物、管線、作業(yè)人員和居民的安全，基坑開挖過程中必須進行施工監(jiān)測。 在施工過程中，可能由于現(xiàn)場條件和監(jiān)測元器件精度的限制，監(jiān)測數(shù)據(jù)不夠全面和準確，比如列車荷載測試時干擾因素眾多、部分測斜管可測深度不夠、由于對元件保護措施不到位導致測斜管被堵或者應變計損失等，總而言之，量測手段和精度有待于提高。另外， 基坑施工工序較多，現(xiàn)場工序記錄難以做到準確，導致結合工序分析基坑圍護結構受力及變形相當困難，本文分析時，適當做了一些簡化，很難做到后期分析和實際施工完全吻合。在計算過程中，可能還會出現(xiàn)數(shù)值計算時參數(shù)的選取對結果的影響很大，巖土材料和工程地質的復雜性，極難選取合適的參數(shù)來反映現(xiàn)場實際，數(shù)值分析結果只有結合現(xiàn)場實測才有參考意義。 課題研究內容及意義 29 該課題研究的主要內容涉及多個部分，其中包括有周圍地質條件的勘察測驗、理論分析以及數(shù)值計算等。理論分析土體的各項指標，合理采取支護及降水措施；計算土壓力，監(jiān)測基坑 施工過程中的穩(wěn)定變形情況，施工中的風險管理及預警。此外，在偏壓情況下車站主體結構的抗裂性分析；風險管理與控制技術及監(jiān)測預警系統(tǒng)的開發(fā)和應用。平南鐵路路基的加固也是研究的主要內容，如何在基坑施工過程中保證鐵路的正常運營是一個技術難題。 通過對該課題的分析與研究逐步對偏壓基坑有了較深的掌握，為將來偏壓深基坑的深入發(fā)展奠定了基礎；新的管理及預警技術得到了開發(fā)及首次應用。可分析在列車動荷載作用下偏壓深基坑的穩(wěn)定性以及變形位移情況；如何保證復雜城區(qū)環(huán)境條件下深基坑工程的安全可靠與經濟合理，盡可能地減小深基坑工程施工中 的事故和災害損失，已經成為了一個迫切需要重視的課題。在當前我國基礎建設高速發(fā)展的情況下，類似存在偏壓及動荷載影響的基坑出現(xiàn)的可能很大，該研究具有廣闊的應用前景。本項目對類似緊鄰振動源的偏壓基坑施工與設計控制具有重大的指導意義和參考價值。 課題研究基本方法 深基坑 為偏壓基坑，該車站基坑開挖過程中會受到列車動載的影響。首先查閱相關工程周邊資料，了解環(huán)境條件；然后初步擬定基坑的開挖方法及施作順序。完成開挖過程中相關土壓力的計算工作；此外，需確定合理的降水措施和施工監(jiān)測方案。 在計算受力時采用相關的有限元分析軟件如 MidasGTS 等。受力分析完成后，根據(jù)工程自身特點選取合理經濟的支護結構；最后，對支護結構以及基坑的抗裂性和穩(wěn)定性進行檢算。分析在車站基坑邊緣的鐵路路基受力情況， 對鐵路路基采取一定的加固措施。 課題研究思路及初步擬定設計方案 設計思路 因為該地鐵車站深基坑承受較大的偏壓作用 ， 此外，要保證列車正常運營；所以在車站基坑一側要進行很大的強度支護 。由于支護類型很多，首先要了解不同支護類型的特點、設計思路和計算以及應用范圍，根據(jù)地質水文條件和周圍環(huán)境從中選出適合的支護方案，然后深入了解該支 護方式的土壓力計算和支護結構的構造設計，最后根據(jù)計算結果和設計規(guī)范進行相關結構設計，采用有限元法分析基坑設計的合理性，繪 30 制結構設計施工圖，編制工程數(shù)量匯總表等相關資料。 理論基礎 在進行該地鐵車站的主體圍護結構設計時，用到相應的理論基礎知識，主要依據(jù)以下規(guī)范和標準以及手冊進行結構設計和計算： 建筑基坑支 護 技 術 規(guī) 程 (JGJ12099) ， 鐵 路 路 基 支 擋 結 構 設 計 規(guī) 范（ TB100252021）、簡 明深基坑工程 設計 施工手 冊、基坑圍護設計手冊。此外，還有相應的力學理論知識，主要有土力學 、 基坑工程 、 基礎工程 、結構力學等。 初步擬定設計方案 地鐵車站基坑處于南方地區(qū)，因此，該深基坑的主體圍護結構采用地下連續(xù)墻。在車站出入口處采用相應的樁錨結構加以支護。由于基坑緊鄰鐵路線路，承受較大的偏壓作用；為保證鐵路的正常運營，在車站基坑開挖前需要對鐵路路基進行加固處理。在開挖過程中，基坑支護擬采用內支撐體系，選用鋼筋混凝土及鋼支撐混合使用?；娱_挖時要保證無水作業(yè)，需進行坑內及坑外降水。 內支撐可為單層或雙層，具體采用幾層可通過計算進行選擇。基坑外降水時容易 導致地表沉降和變形，影響既有線的運營，甚至造成既有線的 破壞，而單獨 采用坑內降水的方法， 又無法保證水能及時排盡，因此，車站的降水體系擬采用坑內降水與坑外降水相結合的方法?？觾冉邓?， 即在基坑內明溝排水，在遠離既有線的一側坑底設一個集水井，集水井比排水溝低 以上，抽水設備可采用離心泵和潛水泵。排水溝和集水井隨著基坑的開挖逐步加深?；拥膬戎伟从嬎汩_挖深度分段進行支撐。 課題研究難點問題 主要涉及既有荷載轉換以及土壓力計算，另外，還有支護及支撐體系的選取，降排水措施以及鐵路路基的加固方案等。 31 畢 業(yè)設計（論文）進度安排： 序號 畢業(yè)設計（論文）各階段內容 時間安排 備注 1 收集文獻資料，撰寫開題報告 ～ 32 2 整理文獻，查閱英文資料進行外文翻譯 ～ 3 基坑周邊既有荷載換算及土壓力計算 ～ 4 基坑整體支護結構設計 ～ 5 基坑分析軟件（ MIDASGTS） 的學習 ～ 6 繪制施工圖 ～ 7 利用軟件分析基坑的變形，受力等情況 ～ 8 敘寫 論文總結及心得 ～ 9 整理論文，準備答辯 ～ 主要參考文獻： [1] 王立 .基坑工程應用技術 .武漢出版社 .2021 年 12月 [2] 余志成，施文華 .深基坑支護設計與施工 .中國建筑工業(yè)出版社 . [3] 彭宇 .地鐵車站深基坑支護體系設計研究 .西安科技大學碩士學位論文 . [4] 趙志縉，應惠清 .簡明深基坑工程設計施工手冊 .北京：中國建筑工業(yè)出版社 [5] 劉建航，侯學淵 .基坑工程手冊 .北京：中國建筑工業(yè)出版社 [6] 北京市城鄉(xiāng)建設委員會 .GB502991999 地下鐵道工程施工及驗收規(guī)范 [S].北京：中國計劃出版社， 2021 [7] 北京城建設計研究總院 .GB501572021 地鐵設計規(guī)范 [S].北京：中國計劃出版社， 2021 [8] 劉釗，余才高，周振強 .地鐵工程設計與施工 [M].北京：人民交通出版社， 2021 [9] 深圳市勘察測繪院 .深圳地區(qū)建筑深基坑支護技術規(guī)范 [S].深圳：深圳市勘察測繪院， 1996 [10]武漢市勘測設計研究院 .武漢清江大廈基坑工程設計， 2021 33 [11]武漢市勘測設計研究院 .武漢清江大廈基坑工程竣工總結報告，2021 [12]龔