地铁车站深基坑开挖对周围环境的影响分析
深基坑施工对周边环境的影响及处理
进 行 施 工 ，加 荷 的轴 力 分 别 为 ：第 一 道 ７ ６ ２ Ｋ Ｎ，第 二 道 １ ４ １ ０ Ｋ Ｎ，第 三 道
在 西端 头 井开 挖至 第４ 道 钢 支撑 处并 已安 装 部 分第 ４ 道钢 支 撑 钢 围檩 时 ， ３ １ ． １ ７ ｍ， 基坑 开挖 深 度 １ ６ ． ３ ７ ｍｏ根 据 车 站与 周 围建 筑 物及 邻 近地 下 管线 的距 离 及 其 保护 要 求 ， 该 车 站端 头 井基 坑 保 护 等 级为 一 级 ， 标准 段 基 坑保 护 等 级 此 时第 三 道及 第 四道钢 支 撑之 间地 下 连续 墙接 缝 处 出现 漏 点 ， 但 是 项 目部 未
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工程质量与管理
深 基坑 施 工 对周 边环 境 的影 响及 处 理
沈斌
长江实业（ 上海 ） 企 业 管理 有 限公 司 ２ ０ ０ ３ ３ ３
摘要： 基 坑工 程 多建 于建 筑物 、 重要 地下 构建 物 和 生命 线工程 密集地 区， 特 别是 地铁 车 站 的深基 坑 工程 ， 具 有 较大 的风 险 性。 如 在设 计 或施 工过 程 中 出现 差错 或管 理不 恰 当 ， 开挖 时 必将 对 临近 的周边 环 境产 生极 大 影响 ， 严 重 时将 危及 到周 边 环境 的 安全 及正 常 使 用。 本文 以某地铁 车 站 深基 坑施 工 实例 ， 浅 谈 深基 坑施 工对 周边 环境 造 成 的影 响及 处理 措 施。
１ ０ ． ５ ｍ 为７ 层混合结构民 房， 距 西 端 头 井 南 侧 约 ９ ． ５ ｍ为 ６ 层 混 合 结 构 民
房， 北侧 约 ２ ０ ｍ为 ４ 层 及
宽度为４ ５ ． ３ ４ ａｍ ｒ ， 塌陷处最大沉降量为３ ８ ． ４ ５ ａｍ； ｒ 民房当天沉降量为１ ２ ． ３ ６ ｍ ｍ； 同时 地下 连 续墙 上 出现 ２ 道水平裂缝， 水 平 裂 缝 长度 约 为 ２ ． ５ ～３ ｍ， 缝 宽 约 为 ０ ． ５ ｍ ｍ， 未 出现渗 漏 现象 。
地铁车站深基坑开挖对邻近建筑物的影响分析
地铁车站深基坑开挖对邻近建筑物的影响分析摘要：随着我国城市轨道交通的快速发展，地铁工程的建设必然会越来越多地涉及复杂的深基坑工程问题。
这些深基坑通常紧邻既有建筑物、道路、地下管线等，周边环境复杂，地铁深基坑开挖势必会对这些周边环境产生较大影响，严重的会导致建筑物倾斜、开裂，甚至破坏，最终无法正常使用。
因此，在地铁深基坑设计中应考虑对周边建筑物的影响，采用相应的措施确保建筑物安全。
关键词：地铁车站；深基坑开挖；邻近建筑物；影响1 场地工程地质和水文地质1.1 工程地质条件根据地勘报告显示，本场地为冲（坡）-洪积平原，地铁基坑开挖范围内土层主要为①-1层杂填土，②3a-3层黏土、⑤3a-4层黏土，坑底位于（11）2-3a层中风化泥灰岩及（11）2a-1全风化泥灰岩。
1.2 水文地质条件本场地地下水较少，主要为上层滞水和裂隙岩溶水；上层滞水位于填土层中，主要受大气降水、居民生活用水排放及大气降水补给影响；裂隙岩溶水水位埋深约为9.33-11.88m，抽水试验表明，车站基坑岩溶裂隙水在岩溶裂隙中富水性差异较大，且具有承压性。
2 地铁基坑及建筑物变形控制2.1 地铁基坑变形控制标准根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120—99），本地铁基坑结构安全等级为一级，重要性系数为 1.1。
基坑变形保护等级为一级，地面最大沉降量≤0.15%H，围护墙的最大水平位移≤0.18%H（H为基坑开挖深度），且≤30mm。
2.2 建筑物变形控制标准根据《建筑地基基础设计规范》（GB50007—2011）的条文说明，考虑到基坑开挖可能造成周边土体产生松动变形，从而造成地表沉降以及发生水平位移，建议车站基坑开挖导致铜山农资总公司基础不均匀沉降控制在如下标准以内：（1）沉降控制值以10mm控制；（2）倾斜率控制值以4/1000控制。
2.3 建筑物变形控制措施为了最大程度减小基坑开挖对该建筑物的影响，满足车站地铁基坑及建筑物的变形控制标准，需采取相应的保护为措施。
基坑开挖对邻近建筑物的影响分析
基坑开挖对邻近建筑物的影响分析摘要：在基坑开挖过程中，由于开挖扰动、地层损失和固结沉降等因素会引起地层产生变形和位移，导致地表邻近建筑物结构基础发生移动。
本文通过某地铁车站基坑开挖对临近附属用房安全性影响的研究，预测基坑开挖对附属用房的影响程度及可能带来的危害，从而对基坑工程的施工及设计方案提出指导性意见，对危险部位预先采取防范措施，回避风险。
关键字：基坑开挖，数值模拟，土体沉降变形0.引言近年来，基坑工程周边施工环境复杂程度逐渐加大，建筑物、构筑物密集，自然地质环境多变。
对于此类工程环境问题的研究，目前仍处于以工程经验总结为依据的阶段，对基础理论数字化、模型化的研究成果尚欠缺。
对于基坑施工对其邻近结构的影响多采用经验法判定，但其结果常常难以满足使用要求[1-2]。
特别是在既有结构物附近涉及基坑开挖施工时，若不能正确评估基坑开挖对周边既有结构物带来的潜在危险，则造成的经济损失及社会影响将难以估量。
因此，科学地预测基坑开挖对周边环境的安全性及影响程度具有重大意义。
本文重点研究了某地铁车站连接口基坑开挖过程中对车站附属用房结构产生的变形和沉降。
因地铁已建成并投入使用多年，为保证其正常运营，基坑开挖对车站附属用房造成的变形允许值极为严格，故对其沉降变形预测的重要性非同一般。
1、工程概况本文研究对象为某地产项目与某地铁车站连接口基坑，拟建扶梯采用桩基础。
桩顶标高随扶梯坡度为南低北高，建筑设计标高±0.000m相当于大沽标高3.200m。
现场地平均高程约为3.200m，基坑深度同样随扶梯坡度为南深北浅，基坑最深处为5.2m。
基坑北侧邻近既有道路，外墙距道路18m；南侧为空地；东侧贴建主体支护结构地连墙，主体基坑已经施工至±0.000m；西侧为地铁及配套设备，是重点分析对象。
扶梯结构与地铁车站附属设备用房外墙距离约为3.3m，该建筑为一至三层钢筋混凝土框架结构，基础采用钢筋混凝土柱下条形基础。
地铁深基坑开挖引起的环境效应及防治措施
地铁深基坑开挖引起的环境效应及防治措施1、概述近年来随着我国地铁建设的发展，越来越多的城市修建地铁。
而地铁深基坑工程具有开挖难度大、工期长、费用高及对周围环境的影响大等问题，它已经成为城市建设中一个亟待攻克的难题，其中的环境保护问题已经成为基坑支护中诸多问题的重中之重。
因此地铁基坑工程施工的好坏，直接影响到基坑工程的造价和安全，同时，保护邻近建筑（或管道）的安全并保证其正常使用具有重大的经济效益和社会效益。
2、基坑开挖引起的环境效应城市地铁深基坑工程具有以下特点：（1）深基坑工程施工环境条件比较差。
由于高层、超高层建筑都集中在城市中心区及主要街道的两旁，建筑密度大，人口密集，交通拥挤，施工场地狭小，束缚了工程施工的手脚。
（2）基坑开挖越来越深。
业主为节约土地，充分利用原有基地面积和地下空间，设置车站、人防、机房及消防设施，故地铁结构的深度和层数相应增加。
（3）必须设置技术可靠可行的支护结构来确保安全，还要考虑到对周围地下的煤气、上水、下水、电讯、电缆等管线的影响，尽可能减少对这一系列建筑及设施的损坏性影响。
（4）随着竞争机制的增加，业主对造价、工程进度、工程质量的要求也越来越高，相应增加了施工难度。
2.1降低地下水引起的环境效应降低地下水位引起的环境效应表现为：（1）降低地下水位引起的地面沉降；（2）地下水渗透破坏引起的基坑坍塌；（3）基坑突涌导致的基土开裂。
在基坑开挖过程中，通常采用井点降水来达到降低水位、固结土体、稳定边坡和便于开挖的目的。
同时，基坑降水，由于水位降落而引起地面沉降，相应形成以水位漏斗为中心的地面沉降变形区，导致次范围内的建筑、道路、管网等设施因不均匀沉降而发生断裂、倾斜，影响其正常使用和安全。
降低地下水位引起的环境变化机理为：（1）水位降低减少了土中地下水对地上建筑物的浮托软弱土层受到压缩而沉降；（2）使孔隙水从土中排出。
土体固结变形，本身就是压缩沉降过程，降水过程中，常会随着抽出的水流带走土层中部分细微土粒，引起周围地面沉降。
地铁车站基坑开挖施工对周边环境的影响
d o i :10.3963/j .i s s n .1674-6066.2022.04.016地铁车站基坑开挖施工对周边环境的影响王国林1,于富来1,柳 策2,刘智超1,苏 涛3,管萌威1,王振洋1,薛习孜1,包岩峰1(1.中铁上海工程局集团市政环保工程有限公司,上海201906;2.沈阳工业大学建筑与土木工程学院,沈阳110870;3.沈阳地铁集团有限公司,沈阳110000)摘 要: 基坑开挖是一个土体不断卸载的过程,因此在基坑开挖施工过程中会对周边环境产生一定影响㊂论文主要从基坑周边地表㊁周围建筑物㊁邻近地铁隧道㊁地下管线4个方面进行了综述,分析了开挖施工过程中基坑周边地表㊁建筑物㊁地铁隧道㊁地下管线的沉降及变形规律,指出了当前研究存在的部分问题,并提出了相关建议及有待进一步完善的内容㊂关键词: 基坑开挖; 地面沉降; 周围建筑物; 地铁隧道; 地下管线I m p a c t o f S u b w a y S t a t i o nF o u n d a t i o nP i tE x c a v a t i o n o nS u r r o u n d i n g En v i r o n m e n t WA N GG u o -l i n 1,Y U F u -l a i 1,L I UC e 2,L I UZ h i -c h a o 1,S UT a o 3,G U A N M e n g -w e i 1,WA N GZ h e n -y a n g 1,X U EX i -z i 1,B A OY a n -f e n g 1(1.M u n i c i p a l E n v i r o n m e n t a l P r o d u c t i o nE n g i n e e r i n g C o ,L t do fC R E CS h a n g h a iG r o u p ,S h a n g h a i 201906,C h i n a ;2.S c h o o l o fA r c h i t e c t u r e a n dC i v i l E n g i n e e r i n g ,S h e n y a n g U n i v e r s i t y o fT e c h n o l o g y ,S h e n y a n g 110870,C h i n a ;3.S h e n y a n g M e t r oC o ,L t d ,S h e n y a n g 110000,C h i n a )A b s t r a c t : E x c a v a t i o no f t h e f o u n d a t i o n p i tw a s a p r o c e s s o f c o n t i n u o u s u n l o a d i n g o f s o i l ,s o i tw i l l h a v e a c e r t a i n i m -p a c t o n t h e s u r r o u n d i n g e n v i r o n m e n t d u r i n g t h e e x c a v a t i o n a n d c o n s t r u c t i o n o f t h e f o u n d a t i o n p i t .T h i s p a p e rm a i n l y r e -v i e w e d t h e s u r f a c e ,s u r r o u n d i n g b u i l d i n g s ,a d j a c e n t s u b w a y t u n n e l sa n du n d e r g r o u n d p i p e l i n e sa r o u n dt h ef o u n d a t i o n p i t ,a n a l y z e d t h e s e t t l e m e n t a n d d e f o r m a t i o n l a w s o f t h e s u r f a c e ,b u i l d i n g s ,s u b w a y t u n n e l s a n d u n d e r g r o u n d p i p e l i n e s a -r o u n d t h e f o u n d a t i o n p i t d u r i n g t h e e x c a v a t i o na n d c o n s t r u c t i o n p r o c e s s ,p o i n t e do u t s o m e p r o b l e m s i n t h e c u r r e n t r e -s e a r c h ,a n d p u t f o r w a r d r e l e v a n t s u g g e s t i o n s a n d c o n t e n t s t ob e f u r t h e r i m pr o v e d .K e y w o r d s : f o u n d a t i o n p i t e x c a v a t i o n ; s e t t l e m e n t o f t h e g r o u n d ; s u r r o u n d i n g b u i l d i n g s ; s u b w a y t u n n e l ; u n -d e r g r o u n d p i p e l i n e 收稿日期:2022-04-08.基金项目:中铁上海工程局引导课题(S H -2020-引导-20).作者简介:王国林(1988-),工程师.E -m a i l :3473809177@q q .c o m 近年来,随着我国城市化水平不断提高,汽车逐渐普及化,导致出行问题成为制约城市发展的热点问题㊂由于城市有限的地面空间无法满足人们对出行的需求,因此地下轨道的建设迫在眉睫㊂在如今的城市竞争当中,北㊁上㊁广㊁深等大都市圈轨道交通的建设打开了新一轮的城市竞争的新格局[1]㊂在轨道交通发展过程中,地铁车站基坑的建设成为了轨道交通发展过程中关注的重点㊂基坑的建设呈现大㊁紧㊁深㊁近等特点,这就在基坑的建设技术与安全方面,提出了更高的要求㊂基坑开挖是地铁车站施工过程中的重要环节,在土体开挖卸载过程中会对基坑本身及周边环境产生一定的影响㊂由于地铁车站往往位于繁华地带,其施工主要难点在于对周边环境影响控制,一旦稍有不当就会产生严重的影响,因此研究基坑开挖施工对周边环境影响情况具有十分重要的意义㊂1 开挖施工对周边环境的影响研究基坑开挖过程中由于存在时间及空间效应的影响,导致该施工过程中会对周边环境产生一定的波动,而16建材世界 2022年 第43卷 第4期建材世界2022年第43卷第4期目前对于基坑开挖环境影响研究主要是对不同地质土层情况下基坑开挖全过程对周边环境影响情况的规律总结㊂开挖施工引起的周边环境变形风险主要有周边地表沉降㊁邻近建筑物的不均匀沉降㊁相邻地铁隧道及地下管线的位移变形等方面[2]㊂基坑施工过程中的风险变形方面研究主要以数值模拟和实时监测方法为主,在隧道管线变形研究中部分通过离心模型试验与数值模拟相结合的方法㊂1.1地表沉降变形的影响研究基坑开挖会使基坑周围土体产生不均匀的沉降变形㊂从沉降大小及范围上看,导致基坑沉降因素主要有基坑围护结构刚度大小㊁地下水位情况㊁地下土层性质㊁地基处理方法等㊂从沉降曲线的形状上看,基坑周边地表沉降主要分为三角形沉降和凹槽型沉降㊂查阅相关资料可知,近年来北京㊁南京㊁天津等地数十起基坑事故都由于地层变形过大导致地面及周边建筑物发生严重破坏,由此可见,地表沉降过大不仅影响基坑施工顺利进行,还对周边建筑物的安全性造成一定影响㊂1.1.1基坑开挖对地表沉降影响研究现状对于基坑周边地表沉降变形,众多学者从基坑地下土层性质方面展开了一系列的研究㊂贾曾潘等[3]利用数值模拟与模型试验相结合方法㊁喻伟等[4]利用数值模拟方法,分别对砂土㊁富水软弱地质条件下基坑开挖引起周围地表沉降规律进行了研究㊂其中贾曾潘等[3]研究表明,基坑长边方向0~0.5H e(H e为开挖深度,m)周围地表沉降值较大,且地表沉降的最大值随着地连墙水平位移的增加呈现出先快后慢的变化趋势㊂喻伟等[4]研究表明,地表沉降最大值位于地连墙10~20m范围内,沉降影响区域为60m,最大值达到40.8mm,且淤泥层中施工对地表沉降影响最大㊂王锦涛等[5]就广佛环线东环智慧城站深基坑开挖过程中引起的地表沉降及地连墙后土体的变形规律进行了研究㊂结果表明,在开挖进程中,基坑周边土体沉降变形曲线呈现出 抛物线形 形状,且地表最大沉降量为3.2mm㊂W a n g等[6]利用数值模拟与现场监测相结合方法,对附加荷载存在情况下,基坑开挖引起周边地表沉降的情况进行了研究㊂结果表明,该情况下基坑沉降曲线呈 勺形 形状,沉降值与基坑距离关系呈现为先增加后减少的趋势,得到的最大沉降位置与基坑距离大约为基坑最大开挖深度的一半,且附加荷载存在加快了地表沉降的速度㊂L i a n g等[7]利用数值模拟方法,对基坑开挖过程中采取回灌注水及止水帷幕等措施下地表沉降情况进行了研究㊂结果表明,基坑周边土体沉降随着回灌压力与止水帷幕深度增加而逐渐减小㊂1.1.2地表沉降变形研究存在的问题1)地表沉降的研究重点就是确定沉降的分布方式㊁范围及最大值,大部分学者利用数值模拟㊁现场监测等手段对基坑周边地表沉降问题进行一系列研究,但基坑地质条件复杂且土层的物理性状不同,计算基坑地表沉降时,大都是做出了一定的假设和简化,得出的沉降值往往和实际值有一定差距,因此计算准确度有待提高㊂2)基坑开挖前降水过程中对地表沉降变形产生了一定的影响,目前关于该过程中沉降方面的理论公式不够成熟,多数学者采用的是分层总和法,但该方法仅仅考虑了土体的竖向变形,忽略了其侧向变形,计算误差较大,因此对理论方面的研究有待进一步加强㊂1.2周边建筑物不均匀沉降影响研究随着市政工程㊁高层建筑物㊁地铁等快速发展,导致深基坑的数量也越来越多㊂由于基坑大多数位于繁华区域,周边环境敏感复杂,开挖过程中容易使周边高层建筑物产生裂缝㊁倾斜以及邻近地下建筑物发生沉降等危害,甚至引发重大工程事故,造成严重社会影响,因此研究基坑开挖对周边建筑物的影响情况十分必要㊂1.2.1基坑开挖对周边建筑物的影响研究现状王琳等[8]基于硬化土的本构模型,利用有限元分析软件对基坑施工引起邻近房屋变形和受力情况进行了研究㊂结果表明,基坑开挖过程中引起周围建筑屋最大沉降为13.7mm,朝基坑方向的最大水平位移为9.4mm,引起墙体应力变化约为10~50k P a,基坑开挖对墙体受力影响较小,但对建筑物沉降及侧移变形有一定影响㊂张珂峰等[9]利用现场监测数据,对 两墙合一 地下连续墙基坑开挖引起的周边建筑物的变形情况进行了分析,得到了基坑开挖过程中建筑物沉降变化趋势:稳定㊁增大㊁缓慢回弹㊁加速增大㊁稳定㊂施有志等[10]对土体小应变刚度行为及基坑㊁地基㊁基础㊁上部结构共同作用下基坑开挖引起周边建筑物26建材世界2022年第43卷第4期变形情况进行了计算㊂结果表明,邻近地上建筑物最大水平位移6.6mm,且从顶部向下逐渐变小,建筑物发生了一定的倾斜;地下建筑物主要发生沉降变形,影响区域为3H e(H e为开挖深度,m),在1.5H e范围内,地下建筑沉降变形明显,最大沉降为15.9mm㊂郑翔等[11]对软土地质条件下基坑施工引起邻近建筑变形情况进行了研究,结果表明,地连墙及结构向上施工引起邻近建筑物沉降变形分别占基坑施工全过程的7.82%㊁33.19%,倾斜程度分别占基坑施工全过程的16.47%㊁20.17%,说明基坑开挖对周边建筑物影响具有明显的空间和时间效应㊂A n等[12]研究了基坑支护及施工方案与基坑周边建筑物变形之间的关系,通过不断调整基坑建设方案,最终选用了钢筋混凝土挡土桩和四层钢支撑,作为基坑开挖加固方案,将基坑开挖对周边建筑物的影响降到了最小㊂1.2.2基坑周边建筑物不均匀沉降研究存在的问题1)对周边建筑物不均匀沉降的研究,主要利用数值模拟方法,而大部分学者在建模时,对于建筑物只是将其等效简化为竖向荷载考虑,得到的结果与实际有一定出入,因此在进行研究时应对周边建筑物进行实体建模,得到更为接近的结果㊂2)建筑物的建造时间对建筑物稳定性和安全性有一定的影响,而关于基坑开挖时考虑建筑物建成时间效应影响下的变形研究相对较少,有待于进一步研究㊂1.3基坑开挖对邻近地铁隧道及地下管线影响研究由于地下轨道交通的快速发展,城市核心区域的地下隧道与管线分布错综复杂,尤其是正在运营中的空间狭窄而人口密集的地铁车站,这也导致基坑开挖过程中面临风险源越来越多㊂基坑开挖过程中,一旦出现事故,后果往往极其严重㊂如何确保基坑工程在安全㊁快速施工前提下,最大程度降低基坑开挖对邻近隧道㊁地下管线的影响成为亟需研究的问题㊂1.3.1基坑开挖对邻近地铁隧道的影响研究现状王利军等[13]对超大超深基坑开挖过程中邻近隧道的变形规律进行了研究㊂结果表明,基坑周围存在邻近隧道时地表的最大沉降值要比没有隧道时大10%,隧道的变形以水平位移为主,变形呈倒八字形状,对称分布,且隧道的最大侧移随着隧道的埋深的增大呈现出先增大后减小的趋势㊂尚国文㊁丁智㊁许四法等[14-16]利用现场监测手段,研究了基坑开挖施工过程中引起邻近地铁隧道的整体变形情况,对开挖施工过程中邻近隧道的危险节点及重点影响区域进行了分析总结,得到了基坑开挖各工况下邻近地铁隧道的整体变形规律㊂左自波㊁章润红等[17,18]借助于数值计算软件,分别对基坑开挖施工过程对基坑下方双线隧道㊁邻近隧道的影响情况进行了研究,并对开挖过程中邻近隧道的变形情况进行了预测,指导了施工的安全进行,对保护邻近地铁车站及隧道结构具有一定的意义㊂许多学者对四方形基坑开挖下邻近隧道的变形进行了大量的研究,而关于圆形基坑开挖下邻近隧道变形影响研究相对较少㊂S u n等[19]对圆形基坑开挖引起邻近隧道变形规律进行了分析,发现在开挖面积相同情况下,圆形基坑下方地铁隧道的变形㊁最大洞径变化比方形的分别大18%㊁22%,但圆形基坑开挖引起的最大隧道弯曲应变比方形基坑开挖引起的最大隧道弯曲应变小32%,结果表明圆形基坑开挖引起的应力释放影响范围比方形基坑开挖引起的应力释放影响范围更大,说明基坑形状对邻近地铁隧道变形影响不大㊂1.3.2基坑开挖对邻近地下管线的影响研究现状徐宏增等[20]对基坑开挖过程中邻近大直径污水管线沿长度方向的位移情况进行了研究㊂结果表明,基坑开挖导致管线位移存在时空效应,相邻两条管线的水平位移差大于竖向位移差,当基坑开挖到底部时各个方向的位移达到最大值㊂贺雷等[21]通过数值模拟和离心模型试验方法,对基坑开挖过程中邻近电缆隧道的变形情况进行了研究,同时就离心模型试验对开挖过程中电缆隧道的影响情况进行了定性分析,并对电缆隧道周围的安全区进行了划分㊂施有志等[22]以管线的材质㊁管线截面㊁管线与基坑的距离为考虑因素,利用数值模拟方法对基坑开挖过程中邻近管线的变形情况进行了参数分析,对于管线沉降情况,管线埋深影响要大于管线与基坑水平距离影响;对于管线轴力的变化情况,其随基坑与管线距离的减小而增大,且管线刚度与横截面越大,轴力越大,但轴力变化具有不规律性㊂36建材世界2022年第43卷第4期L i[23]等以基坑与顶管间距㊁基坑开挖深度㊁顶管埋深为考虑因素,对既有顶管隧道的应力变形规律进行了研究㊂表明顶管的应力及变形分别随着基坑与顶管间距的增大㊁基坑开挖深度的减小㊁顶管埋深的减小逐渐减小,位于基坑中间及端墙附近管线的变形及应力变化较大㊂当顶管埋深约为3/4H e时,且管线与基坑的水平距离小于10m时,既有顶管隧道受到基坑开挖的影响较大㊂1.3.3邻近地铁隧道及地下管线变形研究存在的问题1)对于基坑开挖过程中地铁隧道的变形研究大多数是单纯对基坑开挖过程中隧道结构的变形情况进行了研究,关于地铁隧道与地铁车站整体结合的变形研究相对较少㊂2)现有的基坑开挖对邻近隧道影响的相关理论不够成熟,关于基坑侧应力与隧道变形关系理论研究较少,并且在地铁隧道的变形控制方面缺乏相对完善㊁可靠的理论指导体系㊂3)地下管线网络错综复杂,管线材质种类较多,如铜㊁混凝土㊁钢筋混凝土㊁铸铁等,以管线材质及腐蚀程度为因素对管线位移变形规律进行的研究相对较少,且现有研究往往把管线考虑为整体来分析,忽略了管线接头处的变形情况㊂2结论与展望近年来,地铁车站基坑开挖对周围环境影响研究在理论分析㊁现场监测㊁数值模拟等领域取得了突破性进展㊂为了研究地铁车站开挖施工对周边环境风险影响,通过查阅文献资料,利用归纳总结方法对基坑开挖引起周围环境影响情况进行了综述,主要从基坑周边地表㊁周围建筑物㊁邻近地铁隧道㊁地下管线4个方面对基坑开挖引起的变形情况进行了分析,明确了现有研究存在的问题,并对未来的主要研究方向进行了展望㊂a.深基坑开挖施工是一个不断发生土体卸载的过程,导致在施工过程中基坑周边土体发生内力重分布,对基坑周边地表㊁建筑物㊁邻近隧道㊁地下管线等均会产生不同程度的风险影响,提前对风险源进行统计及保护有利于确保施工顺利进行㊂b.基于复杂土层情况下的地表沉降理论计算公式及基坑开挖过程中地表沉降的分布方式㊁范围及最大值计算精度及沉降预测方面的工作有待进一步开展㊂c.基于时间效应影响下的周边建筑物的不均匀沉降情况有待进一步研究,同时利用数值模拟方法研究周边建筑物不均匀沉降时,建议将建筑物以实体建模方式进行计算,该方法比将建筑物等效成竖向荷载方法计算得到的结果更为准确㊂d.基于邻近隧道与车站相结合下的整体变形情况及基坑侧压力与隧道变形理论方面内容有待进一步研究,且隧道变形控制方面的理论体系有待完善㊂e.基于地下管线材质对基坑开挖过程中管线变形规律影响以及开挖过程中地下管线接头处变形情况的研究有待深入进行㊂参考文献[1]邓艳,吴克捷,孟令君.轨道车站一体化建设带动城市更新的实施路径探索[J].城市发展研究,2021,28(6):8-12.[2]孙超,许成杰.基坑开挖对周边环境的影响[J].吉林大学学报(地球科学版),2019,49(6):1698-1705.[3]贾曾潘,陈保国. 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地下连续墙基坑开挖对邻近建筑的变形影响与实测分析[J].建筑结构,2020,50(20):128-132.46建材世界2022年第43卷第4期[10]施有志,柴建峰,赵花丽,等.地铁深基坑开挖对邻近建筑物影响分析[J].防灾减灾工程学报,2018,38(6):927-935.[11]郑翔,汤继新,成怡冲,等.软土地区地铁车站深基坑施工全过程对邻近建筑物影响实测分析[J].建筑结构,2021,51(10):128-134.[12]A n JB,S u nCF.S a f e t y A s s e s s m e n t o f t h e I m p a c t s o f F o u n d a t i o nP i t C o n s t r u c t i o n i nM e t r oS t a t i o no nN e a r b y B u i l d i n g s[J].I n t e r n a t i o n a l J o u r n a l o f S a f e t y a n dS e c u r i t y E n g i n e e r i n g,2020,10(3):423-429.[13]王利军,邱俊筠,何忠明,等.超大深基坑开挖对邻近地铁隧道变形影响[J].长安大学学报(自然科学版),2020,40(6):77-85.[14]尚国文,李飒,翟超,等.基坑开挖与邻近地铁结构变形相关性的实测分析[J].防灾减灾工程学报,2020,40(1):107-115.[15]丁智,张霄,金杰克,等.基坑全过程开挖及邻近地铁隧道变形实测分析[J].岩土力学,2019,40(S1):415-423.[16]许四法,周奇辉,郑文豪,等.基坑施工对邻近运营隧道变形影响全过程实测分析[J].岩土工程学报,2021,43(5):804-812.[17]左自波,黄玉林,吴小建,等.基坑施工对下方双线地铁隧道影响的数值模拟[J].北京交通大学学报,2019,43(3):50-56.[18]章润红,刘汉龙,仉文岗.深基坑支护开挖对临近地铁隧道结构的影响分析研究[J].防灾减灾工程学报,2018,38(5):857-866.[19]S u nH S,W a n g,L W,C h e nSW,e t a l.AP r e c i s e P r e d i c t i o n o f T u n n e l D e f o r m a t i o nC a u s e d b y C i r c u l a r F o u n d a t i o nP i t E x-c a v a t i o n[J].A p p l i e dS c i e n c e s,2019,9(11),2275.[20]徐宏增,石磊,王振平,等.深基坑开挖对邻近大直径管线影响的优化分析[J].科学技术与工程,2021,21(2):714-719.[21]贺雷,张亚楠,曹明洋,等.软土区基坑开挖对邻近电缆隧道的影响研究[J].建筑结构,2020,50(S1):1032-1037.[22]施有志,葛修润,李秀芳,等.地铁深基坑施工对周边管线影响数值分析[J].中山大学学报(自然科学版),2017,56(6):83-93.[23]L iWJ,H a nX M,C h e nT,e t a l.R e s e a r c ho n I n f l u n e n c eL a wo f E x i s t i n g P i p e-j a c k i n g T u n n e lA f f e c t e db y A d j a c e n t F o u n-d a t i o nP i tE x c a v a t i o ni nS o f tC l a y S t r a t u m[J].I O P C o n fe r e n c eS e r i e s M a t e r i a l sS c i e n c ea n d E n g i n e e r i n g,2019,688:022041.(上接第48页)3结论该文提出了一种基于H o p f i e l d人工神经网络和模态数据求解有限元模型修正参数的方法㊂基于结构实测响应,通过构建修正方程与H o p f i e l d神经网络对一两跨连续梁质量与弹性模量参数进行修正,修正后得到的有限元模型与结构实际特征基本统一㊂因此可以认为将H o p f i e l d神经网络引入模型参数修正中可以避免大型矩阵求逆和正则化,能更准确的修正结构参数㊂参考文献[1]方圣恩,林友勤,夏樟华.考虑结构参数不确定性的随机模型修正方法[J].振动.测试与诊断,2014,34(5):832-837,973.[2]姚春柱,王红岩,芮强,等.车辆点焊结构有限元模型参数不确定性修正方法[J].机械科学与技术,2014,33(10):1545-1550.[3]陈辉,张衡,李烨君,等.测量模态不确定的梁式结构随机有限元模型修正[J].振动工程学报,2019,32(4):653-659.[4] B e c k JL,K a t a f y g i o t i sLS.U p d a t i n g M o d e l s a n dT h e i rU n c e r t a i n t i e s-I:B a y e s i a nS t a t i s t i c a l F r a m e w o r k[J].J o u r n a l o f E n-g i n e e r i n g M e c h a n i c s,1988,124(4):455-461.[5] R u iQ,O u y a n g H,W a n g H Y.A nE f f i c i e n tS t a t i s t i c a l l y E q u i v a l e n tR e d u c e d M e t h o do nS t o c h a s t i c M o d e lU p d a t i n g[J].A p p l i e d M a t h e m a t i c a lM o d e l l i n g,2013,37(8):6079-6096.56。
浅谈深基坑开挖的影响及措施
某桥梁工程深基坑开挖实例
工程概述
地质条件
基坑支护
地下水处理
监测与反馈
某桥梁工程深基坑开挖 主要涉及主桥墩及配套 设施建设。该工程地理 位置较高，风力较大， 对施工要求较高。
该地区地质条件较好， 以岩石和砂土为主。但 桥梁墩位处存在软土和 不良地质。
采用岩石锚杆和混凝土 支撑的支护方式。同时 ，设置多道钢支撑加强 支护效果。针对墩位处 软土地质，采用水泥搅 拌桩进行加固处理。
采用旋喷桩和止水帷幕 等措施，确保基坑内无 水。同时，设置排水沟 及集水井，及时排除地 表水和地下水。
对基坑进行全面监测， 包括沉降、位移、水位 等指标。根据监测结果 及时调整工程措施，确 保基坑安全。
某地铁站深基坑开挖实例
01
工程概述
02
地质条件
03
基坑支护
04
地水处理
05
监测与反馈
某地铁站深基坑开挖工程 主要涉及地下车站及配套 设施建设。该工程地理位 置特殊，周围环境复杂， 对施工要求较高。
目前针对深基坑开挖的研究多以数值模拟和现场监测为主要手段，缺乏更为深入 的理论分析和实验研究。未来可以加强基础理论研究，探索更为精确的预测方法 和控制技术，提高深基坑开挖的安全性和经济性。
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土方开挖措施
分层开挖
根据土质情况和支护结构特点，将基坑分为若干层进行 开挖，以减小开挖对周围环境的影响。
限时开挖
在支护结构达到一定强度后，限定时间内完成土方开挖 ，以减少基坑暴露时间和变形。
边挖边支撑
在开挖过程中及时安装支撑结构，以保持基坑的稳定性 和减小变形。
04
工程实例分析
某商业中心深基坑开挖实例
地铁车站深基坑施工对周围环境影响评价
地铁车站深基坑施工对周围环境影响评价摘要:深基坑工程往往周边交通繁忙，地下管线纵横交错，开挖过程容易引起土体变形，如果控制不好会对周围环境造成很大的影响。
因此在深基坑施工过程中除了采取合理的安全支护措施外，还需要控制好深基坑对周围环境的影响。
以武汉市中南路地铁车站深基坑对周围环境的影响为例进行分析，并结合现场施工具体情况和监测数据，对地铁基坑建设对周围环境的影响进行了讨论，提出了相应的控制技术。
关键词:地铁车站深基坑周围环境影响监测随着经济的发展，各类基础建设的不断进行，城市可用建设面积越来越少，地下空间的利用成为城市建设的发展趋势，相应的深基坑施工也越来越普遍。
深基坑工程往往周边交通繁忙，地下管线纵横交错，开挖过程容易引起土体变形，如果控制不好会对周围环境造成很大的影响。
因此在深基坑施工过程中除了采取合理的安全支护措施外，还需要控制好深基坑对周围环境的影响。
地铁深基坑建设对周围环境的影响，主要是深基坑开挖、降水过程中破坏了土体自然状态造成周围的土层变形，从而引起周边建筑物及地下管线的变形等。
1 深基坑开挖过程中土体的变形机理深基坑开挖变形的诱发因素主要有两个方面: 一是在基坑工程开挖之前，一般需要采取相应的降水措施。
而地下水位降低往往引起地表沉降，相应形成以水位降落漏斗为中心的地表沉降变形区。
这样在深基坑施工影响范围内的建筑物、道路等都因此不均匀沉降，引起断裂、倾斜甚至倒塌，影响到各项工程和设施的使用功能和安全。
二是在深基坑开挖工程中，土体自然状态被破坏和扰动，引起土体结构的初始应力平衡状态被破坏，土体内的应力场变化，进而造成地表沉降和横向移动，对周围环境造成不良的影响。
2 地铁深基坑开挖对周围环境的影响2. 1 深基坑开挖对周围建筑物的影响地铁深基坑一般在城市主城区，建筑物密集，基坑施工场地狭小，另外有重要的建筑和文物等要保护，所以深基坑施工对周围建筑物的影响备受关注。
如果支护不及时和支护强度不够就会引起变形过大，甚至深基坑会坍塌，不仅造成经济损失，而且危及人身安全。
地铁车站基坑开挖对周围建筑物影响优化分析(全文)
地铁车站基坑开挖对周围建筑物影响优化分析XX：1、基坑开挖对于周围建筑物的影响1.1 基坑变形破坏现象由于设计上的过错或施工上的不慎时，往往造成基坑的失稳。
导致基坑失稳的原因很多，主要可以归纳为两个方面：一是结构（包括墙体、支撑或锚杆等）的强度或刚度不够而使基坑失稳：地基土的强度不足而造成基坑失稳基坑的破坏。
1.2 基坑变形现象由于基坑内土体开挖、地面超载和坑底土体降水等多种因素，导致基坑发生变形，通常基坑工程的变形主要包括：围护结构的变形、墙体的水平变形和竖向变形、墙后地表沉降、基坑底部隆起。
1.3 基坑施工水平位移及地层沉降基坑开挖带来的水平位移和地层沉降会影响周围邻近建（构）筑物、道路和地下管线，该影响如果超过一定范围，则会影响其正常使用或带来严峻的后果。
所以地铁车站基坑工程设计和施工，一定要采纳措施保护周围环境，尽量减小基坑施工带来的影响，或使该影响限制在同意范围内。
2、完善地铁车站基坑开挖工程措施2.1 正确选择基坑支护结构地铁车站基坑支护结构选择的基本依据:(1)基坑的平面尺寸、开挖深度、工程地质及水文条件。
(2)荷载情况:土压力，水压力，特别是承压水的情况；地面荷载的分布及大小；施工荷载；相邻建筑物的荷载；当支护结构作为主体结构的一部分时应考虑人防和地震作用等。
(3)环境条件:基坑周围的地区性质；基坑周围的建筑物状况；基坑周围的公用设施分布及地下构筑物、地下管线状况；基坑周围的交通状况和道路状况；基坑周围的水域状况；基坑所处的地区环境的特别状况，以及对基坑施工的特别要求；噪声、振动、地面污染等；相邻工地的施工情况，特别是打桩和降水情况。
(4)车站的结构(地上及地下)对基坑施工的特别要求。
(5)各种支护结构的适用范围、技术特点，各种支护结构的造价。
(6)基坑开挖、排水及降水的方法，设计的容许变形量，施工因素，包括施工单位的资质、技术水平和设备状况等。
此外，尚须考虑相邻建筑物基坑支护情况和类似的基坑支护情况，业主对基坑支护的要求，建筑基坑工程技术规范、建筑基坑工程技术指南、建筑基坑工程技术规程的地方标准。
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地铁车站深基坑开挖对周围环境的影响分析
摘要：地铁是城市建设中不可缺少的交通工具，它是现代城市交通发展的结果。
在地铁施工当中，车站是不可缺少的一部分，然而，地铁车站施工主要为基坑工程，会一定程度的影响到附近的建筑物，甚至造成附近建筑物的基础发生沉降的
情况。
所以，为了让基坑开挖工程顺利开展，需要深入的分析工程对附近建筑物
有哪些影响，从而进行施工方案的合理制定，这样才能让施工质量得到保障，更
提高了施工效率。
本文针对地铁车站深基坑开挖对周围环境的影响进行了论述，
希望有一定的参考价值。
关键词：地铁车站；基坑开挖；周围建筑物；影响
前言：
随着人们生活节奏的加快，公交及出租车交通工具已经无法满足城市居民快
速出行的要求，这无疑促进了城市地铁交通的迅速发展。
一般来讲，地铁在施工
过程中，附近的建筑物已经完成竣工，并且投入到使用当中，如果开展深基坑施工，会给附近的建筑物基础造成极大的影响，从而发生侧移或者沉降。
为了保护
建筑物安全，我们需要对深基坑施工技术进行分析。
一、基坑开挖对于周围建筑物的影响
（一）基坑变形破坏现象
如果地铁工程设计上存了错误，或者施工过程中不合理，很容易导致基坑出
现失稳的情况。
多方面的因素会使得基坑失稳现象发生，比较常见的主要为结构
强度或者刚度不足所致，地基土的强度不足而造成基坑失稳基坑的破坏[1-2]。
（二）基坑变形现象
基坑变形是基坑开挖过程中常见的问题，造成其发生变形的原因是多方面的，如基坑内土体开挖等，一般而言，基坑工程出现变形主要为维护结构、墙体等方
面出现变形，墙后地表沉降、基坑底部隆起。
（三）基坑施工水平位移及地层沉降
在基坑开挖过程中，由于水平位移及地层沉降，会给附近的建筑物、道路等
带来一定的影响，当然了，这种影响范围有一定的限定，不仅让其无法正常的使用，甚至造成的后果是无法弥补的。
因此，对地铁车站基坑工程进行设计及施工时，一定要采用措施保护周围环境，尽量减小基坑施工带来的影响，或使该影响
限制在允许范围内。
二、完善地铁车站基坑开挖工程措施
（一）正确选择基坑支护结构
在选择地铁车站基坑支护结构时，应该以下面几点为基准：①、基坑的大小、开挖后的深度，施工项目的地质情况等；②、荷载状况：土和水压力，尤其是承压水的状态下；地面荷载多少，所在区域；施工及附近的建筑物的荷载；如果在
地铁车站施工状态下，主体结构主要为支护结构，那么需要对人防等方面进行充
分的考虑；③、环境因素：基坑附近区域的性质；附近建筑物的情况；相邻公共设施的所在区域等；基坑附近的交通情况及道路的状况；基坑附近的水域情况等；
④、车站结构比较特殊的要求；⑤、各种支护结构的适用范围、技术特点，各
种支护结构的造价。
⑥、基坑开挖、排水及降水的方法，设计的容许变形量，施工因素，包括施工单位的资质、技术水平和设备状况等。
此外，尚须考虑相邻建
筑物基坑支护情况和类似的基坑支护情况，业主对基坑支护的要求，建筑基坑工
程技术规范、建筑基坑工程技术指南、建筑基坑工程技术规程的地方标准。
（二）基坑工程的优化设计
基坑工程比较系统，主要是对工程技术中的复杂问题进行有效的解决，也是
对土体强度和稳定性、支护结构变形等问题进行解决的过程，基坑工程的开展不
仅为了巨大的经济效益，还需要对多方面的技术进行运用。
基坑工程又存在一定
的风险性，安全事故发生比较频繁，有些施工企业一味的追求经济利益，将工程
造价降低，从而不重视技术的可靠性，甚至其中的技术措施没有起到作用等。
可
以说，基坑的大小、附近的建筑物及环境有着很大的区别，基坑工程的不同，使
用的设计方案也各不相同，每一种方案又有着自身的特性，有的方案成分费用低，有的施工时间短，有的安全性比较高。
需要对所有的方法进行充分的考虑，从而
选择更为适宜的施工方案，所以，必须优化设计地铁车站基坑工程。
由于地铁车
站基坑工程优化设计阶段有着很大的差异性，所以，将其进行了分类，第一，方
案优化设计，该方面主要以工程达到的目标为出发点，然后比较选择基坑开挖及
支护方案，在其中选择更有优势的方案。
然后，再对优选的方案进行细部优化，
即施工图优化。
基坑工程优选比较的依据可简述为以下四个方面：：（1）技术
的可靠性、先进性以及施工的可行性分析；（2）经济效益评价；（3）对环境影
响的评价；（4）工期的比较。
（三）加强基坑工程信息化检测
基坑工程当中经常发生安全事故，通过对这些事故调查显示，基坑工程发生
事故与监测不利及险情上报不准确有着直接的关系。
在基坑工程当中，运用的监
测技术就是在开挖基坑时，通过相关的仪器、设备等综合监测支护结构、附近环境、沉降等情况。
将之前开挖过程中监测的岩土变化等情况，对岩土信息进行及
时的捕捉，并且对其进行勘察，有效的评价原设计成果，最终对施工方案的合理
性进行进一步的判定。
借助反分析方法计算，对后期工程实践中可能发生的行为、动态等进行预测，这样能够让施工设计实现最大优化，更为其提供了相应的参考
数据，对后期开挖方案的设计有着很大的价值作用，如果施工当中发生险情，需
要立即上报，如果存在异常状况，必须马上进行有效的解决，只有扼杀问题的源头，才能让工程顺利的开展，提高施工的安全性。
车站长条形深基坑开挖施工应
根据工程地质条件、坑周环境条件、围护结构条件等做好施工组织设计，精心施工。
应对基坑变形做好理论预测，并在现场加强监测与反馈分析，及时采取减少
每步挖土后的无支撑暴露时间或增加支撑及支撑预应力等控制基坑变形措施以确
保基坑稳定、工程安全、环境安全[3]。
（四）完善基坑施工技术
①、在开挖施工时，需要对时空效应规律进行充分的运用，对施工工艺的注
意事项进行全面的掌握，然后从纵向以限定长度向前推进开挖，所有的开挖段都
需要进行分层，开挖时将其分成小段，在挖的过程中并且做好支撑，以规定要求
的时间内完成开挖及支撑的任务，并且对其进行预应力的施加，对于底板钢筋混
凝土的施工也需要在规定时间内完成，从而让地下连续墙无支撑暴露时间缩短。
对开挖段两侧的边坡坡度进行有效的控制，分析边坡的稳定性，然后对安全坡度
进行确定，对于流向土坡的水流要进行时刻关注，避免出现滑坡现象；②、地下连续墙渗漏水的封堵。
基坑开挖过程中，如果地下连续墙因为各个方面的原因，
导致接缝或者墙面发生水土流失现象，需要对其立即进行封堵，避免坑周地面出
现沉降现象，否则另一侧发生水土流失，会导致挡墙倾斜等情况的发生；③、开挖和修整坑底。
如果开挖为最后阶段，需要对墙体变形及地面沉降进行检测，需
要对挖槽安装钢支撑进行运用。
避免局部开挖发生超出范围的现象，坑底设计标
高应该在30cm的土方，通过挖土进行修整，如果开挖超出范围，需要对其进行填实。
对于出土运输及弃土条件要落实到位。
对基坑内贮水体、水管等要检查情况，并且排干积水，该环节的实现，需要提前将排除积水的排水设备准备好，这样才能让基坑开挖面不会受到水的浸入；
结束语：
经过多年的实践，在岩土工程尤其是深基坑工程中实施监测，不仅已成为城市建设和管理部门强制性指令措施，同时也日益被业主、设计、监理、施工、科研等工程实施的相关单位认问。
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