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地铁建设中的环境岩土工程问题分析 | |
作者:徐岩; 赵… 文章来源:《工程勘察》 点击数 更新时间:2009/1/12 14:29:12 文章录入:ArticleInput 责任编辑:ArticleInput | |
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盾构掘进引起的土体变形(地表位移)沿盾构前进方向可以分为五个不同的区段,见图1。 2.2 基坑开挖引起的环境岩土工程问题 沈阳地铁一号线有10座车站采用明挖法施工。深、大基坑的施工产生的环境岩土工程问题,主要表现为土层的沉降和变形。由于土层的沉降和变形使地表及其周边建筑物产生沉降、开裂和倾斜,地下管线发生侧移、沉降和开裂。 上述问题的出现主要涉及以下几个方面: (1)基坑围护结构的变形 基坑开挖过程中,围护结构主要承受水平方向的土压力,产生向基坑方向的水平位移,从而使坑外地表发生变形,并且随着开挖深度的增加,地表变形的范围增大,最大变形量增大。当基坑周边作用有不均匀超载(例如在基坑周边分布有天然地基或经浅层处理的建构筑物),也将引起土体的侧向位移,并且随着超载量的增大,侧向位移量增加。同时随着开挖的不断进行,桩体侧向位移也将增加。图2为沈阳地铁某明挖区间实测围护桩水平位移曲线,图3为某围护桩钢管支撑轴力变化曲线。 (2)墙外土体的的固结沉降 基坑围护结构的外侧地面上拥有不均匀超载, 引起土体的竖向固结,造成地表下沉,并随着超载量的增加沉降量有所增加。深基坑工程一般都需要进行施工降水,以保证作业面干燥,改善土体的工程性质。但是,无论是坑内降水还是坑外降水,都将引起坑外土体中孔隙水压力下降,有效应力增加,使土体产生固结沉降。随着距基坑距离的增加,沉降量减小,使建(构)筑物产生不均匀沉降。坑外降水引起的沉降量和影响范围都远远大于坑内降水,因此条件允许的情况下,应优先考虑坑内降水,减少土层的固结沉降量。 (3)基坑坑底隆起变形 坑底隆起通常是指在软弱粘性土中,连续墙背面的土压引起基坑底面的滑动破坏现象。在砂性土中,因上下土层透水性相差较大,基底处土质的相对透水性低,土层重量小于浮力,亦会产生基底隆起[6]。因此尽管沈阳的地层多为砂性土,坑底隆起变形仍是沈阳地铁施工中应加以关注的一个问题。 坑底隆起变形主要由以下几个因素产生:由于坑内土体的挖除,坑底土的自重应力释放,向上回弹,土体产生松弛和蠕变,基底隆起;坑内的卸载,使围护结构在上面(1)所述的多种原因共同作用下,产生向内的位移,在坑底范围内,向基坑方向挤压土体,造成坑底隆起;由于施工管理不善、基坑开挖后搁置时间过长、降雨等原因造成作业面大量积水,土体吸水膨胀(尤其是粘性土、软粘土和膨胀性土),引起坑底隆起。 (4)流沙和管涌问题 基坑施工过程中由于施工降水的作用,造成坑内外水头差,产生因动水压力引起的渗流破坏,主要表现为流沙和管涌。该种破坏更多的出现在砂性地层中,因此沈阳地铁施工应给以足够的重视。 当基坑 |
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