原创《基坑开挖对邻近地铁高架线路的影响与保护》
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[摘 要]随着中国基础设施建设的不断发展,其中地铁建设作为基础建设工程重要的一项工作,在施工时不可避免的会对邻近的地铁高架线路造成影响.如果施工不当,还可能造成邻近地铁高架线路的坍塌,造成不可估量的损失.本文将简要概述地铁在基坑开挖工程中,对邻近地铁高架线路产生的影响,并提出几点措施,希望能够保证基坑施工工程安全高效的实施.
1 基坑开挖工程
1.1 基坑变形理论
基坑在开挖的过程当中,因为要对地面进行开挖,所以就会导致附近地层出现很多不可避免的问题,具体的原因就是因为基坑在开挖途中让开挖地面的承载力降低,然而如果开挖地面的承载力降低,就会导致附近地面的承载力加大,所以附近地面的承受力就会超负荷承载建筑物,从而造成了基坑变形的严重后果.并且在开挖的过程中,防护墙还会因为地面承载力的加强而使防护墙的压力增大,所以在开挖基坑附近的土壤会不断的向基坑内移动,但是防护墙挡住了这些土壤的去路从而让这些土壤对防护墙的压力越来越大,进而导致防护墙的变形.
如果防护墙一旦变形,那么周围的压力就会挤压基坑的底部,这就是基坑底部为何会出现凸起的原因.
并且这些基坑底部的凸起和防护墙的变形会让邻近地铁高架线路的结构出现变化.当基坑底部的开挖越来越深时,基坑开挖面不断的卸荷.这些卸荷正是引起基坑底部出现凸起的主要原因,而凸起的不断出现,又会使防护墙的位置不断的变化.凸起的不断变化、防护墙的位置不断的变化就会造成附近地面的承载能力不断的加强,造成超负荷承载的后果,还会使基坑底部周围的结构发生塑性变形.但这个塑性变形会随着施工的停止而停止,所以塑性变形在一定程度上是可以复原的,但一旦超出限定的范围,就会使基坑底部和邻近地铁高架线路结构造成不可复原的颠覆.所以如果在基坑开挖过程当中出现了塑性变形,我们一定要采取一系列的措施来降低凸起出现的频率和防护墙变形的程度大小.
1.2什么是基坑工程
基坑建设是地铁建设的基础之一,它对地铁建设有着不可忽视的作用.基坑的建设不仅仅能保障地铁的安全稳定性,同时还会让附近地铁高架线路的建设出现其他的问题,特别会影响到邻近地铁高架线路的稳定性,因此无论我们在开展基坑开挖工程之前,还是在开挖工程期间,都要对其进行严格的检测,唯有这样才能保障基坑建设工作正常运行.
基坑工程作为岩石工程中的一个重要分支,它涉及到的学科范围十分广.又因为在设计基坑工程的施工方法时还涉及到了工程量大的问题,并且需要考虑的因素众多,所以对基坑建设工程实行监测工作是非常困难的.在进行基坑建设工程时,不仅仅要考虑到开挖地面的土层结构是否稳定,抗变形能力是否良好,同时还要考虑到土层和施工材料是否可以一起来支护、相互作用的关系问题.
工程师为了解决上面的难题,提出了相应的解决方案,其中我认为最可行的方案是以下三种.第一,我们要对以往的经验进行总结.第二是通过模拟实验来进行研究.第三通过理论知识来对实验结论进行分析,得出结论.对以往经验进行总结的方法是一种非常直观和传统的方法.它可以根据工程师在对以往进行建设工程时得到的经验并且分析这些相应的经验,从而总结得出相应的规律.而通过模拟实验进行研究的方法是现在科研机构最常用的方法,这个模拟实验的方法非常的简单有效,并且还可以根据实验人员的需要来修改实验的条件,从而进行大量的重复的实验,还可以根据这些实验所产生的实验数据进行分析,以此来得到规律总结,进而分析各种因素对邻近地铁高架线路的影响,作用效果和作用方式.利用理论来对实验结论进行分析的方法就是,利用现在的信息技术对影响因素进行模拟实验.并且根据理论来不断的分析这些实验得出的结论,从而达到不断优化这些影响因素的结果.
此种方法因为所得到的数据非常的精确,所以对未来的基坑开挖工程的开展所做的贡献越来越大.
2邻近地铁高架线路的影响因素
2.1 基坑与邻近地铁高架线路之间的水平距离
基坑与邻近地铁高架线路之间的位移关系对地铁高架线路的影响非常大.根据很多工程实验的实例证明,如果基坑与邻近地铁高架线路之间的水平距离越近,就越容易导致邻近地铁线路的结构造成变形,所以我们在考虑基坑的位置时,要想到邻近地铁高架线路是否与基坑的水平距离较近,如果距离较近,就会造成建筑物向基坑方向倾斜,从而导致邻近地铁高架线路所要承受的压力过大,造成邻近地铁高架线路的坍塌,同时还会造成基坑变形的后果.
所以我们在进行基坑开挖工程时要对基坑工程进行有效的监测.我们要计算出建筑物倾斜的角度,通过建筑物倾斜角度来计算出基坑与邻近地铁高架线路之间的水平距离,保障基坑的深度和邻近地铁高架线路的变形保持在一个可以控制的范围之内,并且还要制定出针对这些问题的有效防护措施,尽可能的不要把基坑建设在地铁高架线路的附近,以免导致邻近地铁高架线路的安全性能遭到破坏.
2.2基坑与邻近地铁高架线路之间的高度差
如果基坑开挖的程度很深会使邻近地铁高效线路形成的沉降差越来越大,从而导致基坑的土层结构变形程度加大.根据大量的实验研究表明,基坑的深度与邻近地铁高效线路形成的沉降差之间存在正比的关系,不过在进行一些基础掩埋时通过加入一些质量较好的石块,可以有效的控制地铁高效线路形成的沉降差,并且还可以提高土质之间的牵引力.但是较浅的基坑虽然对邻近地铁高架线路的影响较小,但是这些影响是不均匀的,同样会对邻近地铁高架线路的安全性和稳定性造成严重的后果.当然,如果基坑的深度不够,不仅仅会影响到工程的使用,而且还会影响到其本身结构的稳定性和安全性,从而导致地铁高架线路位于基坑的下面,一旦基坑安全性不过关,就会造成地铁高架线路的掩埋,造成不可忽视的经济损失和人员财产损失.所以,我们在实际的基坑开挖工程当中,要严格控制基坑开挖的深浅度,同时还要综合考虑基坑工程的自身需求和邻近地铁高架线路所需基坑深度进行综合性选择.
3 有效的保护措施和优化方案
3.1 构建出计算模型
对于基坑对邻近地铁高架线路影响的分析主要利用现代化信息技术来进行对基坑工程的设计方案的进一步分析,并且以此方法还可以降低对邻近地铁高架线路的影响.在现代化信息技术当中,我们可以利用连续介质有限元法技术.该技术是通过结合计算机的硬件和软件,利用土力工程当中的岩石工程的基础理论来对基坑附近的地铁高架线路和基坑建设的环境因素来进行一系列的分析和总结,最后计算得出有效的计算模型.随着现在计算机技术的不断进步和计算机软件和硬件等设备的能力不断提高,计算机所构建的计算模型得出的结论越来越准确,并且还可以计算出不同支护装置对邻近地铁高架线路支护作用的变化规律,进而得出地铁高架线路沉降变化的规律.最后,对这些计算模型进行汇总,进而得出有效合适的工程施工方案.
3.2构建出三维模型
三维模型即计算机所构建的立体结构模型.它是将立体结构与计算机所检测出的数据进行结合并且分析得出结论,这个方法有利于提高计算机所得出来数据的精准,并且对三维模型不断地进行重复计算,还可以得出影响邻近地铁高架线路的关键因素.三维模型在进行模拟实验时,主要通过对常规土层实验数据进行分析,进而对这些实验数据不断的更新,从而提高数据的准确性.就目前而言,三维模型所计算出的数据准确度是最高的,对于分析基坑对邻近地铁高架的影响因素非常高效和快捷的.
4结语
总而言之,随着中国城市化发展的推进,城市对于地铁的需求量也在逐渐增大,我们在基坑开挖工程实施工程当中,要保障其安全性.因为在基坑开挖的同时,地铁安全性也要得到保障,所以我们要对基坑的深浅度和基坑与邻近地铁水平距离进行严格地监测.在对基坑开挖过程的影响进行分析时,要利用计算模型和构建三维模型准确的获取工程实验信息,进而得出有效的工程实施方案,最大化的降低对邻近地铁高架线路的影响.
基坑开挖论文参考资料：
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