紧邻既有地铁隧道深基坑支护设计及安全影响分析文献综述

 2022-10-25 10:10
  1. 文献综述（或调研报告）：

基坑支护：

基坑开挖的施工工艺一般有两种：放坡开挖（无支护开挖）和在支护体系保护下开挖（有支护开挖）。前者既简单又经济，在空旷地区或周围环境允许时能保证边坡稳定的条件下应优先选用。在城市周边地带、建筑物稀疏地区，因为放坡开挖基坑平面以外有足够的空间供放坡之用，如在此空间内存在邻近建（构）筑物基础、地下管线、运输道路较少的情况下，是允许放坡的，但出于安全考虑，课采用在支护结构保护下进行垂直开挖的施工方法。对支护结构的要求，一方面是创造条件便于基坑土方的开挖，但在建（构）筑物稠密地区更重要的是保护周围的环境。

在软土地区地下水位往往较高，采用的支护结构一般要求降水或挡水。在开挖基坑土方过程中坑外的地下水在支护结构阻挡下，一般不会进入坑内，但如土质含水量过高、土质松软，挖土机械下坑挖土和浇筑围护墙的支撑有一定困难。此外，在围护墙的被动土压力区，通过降低地下水位还可使土体产生固结，有利于提高被动土压力，减少支护结构的变形。所以在软土地区对深度较大的大型基坑，在坑内都进行降低地下水位，以便利基坑土方开挖和有利于保护环境。

根据本工程地质条件、周边环境条件及基坑规模，“顺作法”和“逆作法”基坑支护结构总体设计方案均有成功案例。顺作法是基坑工程的传统开挖施工方法，施工工艺成熟，支护结构体系与主体结构相对独立，相比逆作法，其设计、施工均比较便捷。由于是传统工艺，对施工单位的管理和技术水平的要求相对较低，施工单位的选择面较广。另外顺作法相对于逆作法而言，其基坑支护结构的设计与主体设计关联性较低，受主体设计进度的制约小，基坑工程有条件尽早开工。目前绝大部分基坑均采用此种围护方式。

南京地区适合此类开挖深度的围护结构有钻孔灌注桩排桩 止水帷幕或地下连续墙，其中，地下连续墙有两种形式：一是仅作为临时围护结构，二是在施工期间作为围护结构，在永久使用阶段作为地下室外墙，即“两墙合一”形式。

（1）钻孔灌注排桩 止水帷幕法：根据基坑开挖深度，止水帷幕可选择为双轴搅拌桩、三轴水泥搅拌桩或高压旋喷桩。钻孔灌注排桩 止水帷幕是南京地区传统的基坑围护结构形式；钻孔灌注桩的优点是造价经济，但相对于地下连续墙，其抗弯刚度和整体性相对较小，围护结构变形较大，对保护周边环境非常不利；且对于逆作法支护而言，采用钻孔灌注桩仅能作为临时围护结构，不能作为永久的地下室外墙，基坑工程施工结束后，即废弃，造成资源浪费。

（2）地下连续墙：对于开挖深度较深的淤泥质软土地区的深基坑工程，地下连续墙已被认为是最佳的挡土结构之一，也是一种传统和成熟的形式。

地下连续墙的优点：

  1. 地下连续墙施工具有低噪声、低振动等优点，因而能够减少工程施工对环境的影响；
  2. 地下连续墙刚度大、整体性好，基坑开挖过程中安全性高，支护结构变形小，有利于保护周边环境；
  3. 地下连续墙止水效果良好，可以大大减少地下水渗漏问题；
  4. 地下连续墙方案工法成熟，成墙质量可靠，施工风险较小，占用空间也较小。

地下连续墙的缺点：

  1. 地下连续墙围护结构造价相对于钻孔灌注排桩方案要高；
  2. 地下连续墙在垂直度控制、平整度控制、墙底注浆及接头防渗等几个方面有更高的要求；
  3. 对于采用“两墙合一”的地下连续墙，主体结构沉降过程中地下连续墙和主体结构桩基之间可能会产生较大的差异沉降，尤其地下连续墙作为竖向承重墙体考虑时，严重时会导致结构开裂，危及结构的正常使用。
  4. 从对周边环境保护角度来讲，刚度相当的地下连续墙和钻孔灌注桩，前者的整体刚度表现的效果更好，实际施工过程中，围护结构体变形和周围地层的位移、沉降均较小，尤其适合本类周边环境保护要求较高、基坑开挖较深的工程。

（3）地下连续墙作为围护结构又可分为两种情况：仅做为临时性围护结构的地下连续墙，同时兼做地下室外墙的“两墙合一”形式。

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