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        復(fù)雜環(huán)境下地鐵深基坑施工動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)及應(yīng)用

        2023-08-19 16:41:07吳前進(jìn)
        石油化工建設(shè) 2023年3期
        關(guān)鍵詞:深基坑動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)

        吳前進(jìn)

        中鐵二十二局集團(tuán)軌道工程有限公司 北京 100000

        1 地鐵深基坑施工概述

        隨著城市施工環(huán)境的越來(lái)越復(fù)雜,對(duì)于地鐵深基坑施工也提出了嚴(yán)峻的考驗(yàn),而且,地鐵工程是一項(xiàng)重要的民生工程,受到了全社會(huì)的關(guān)注。鑒于此,在地鐵深基坑施工過(guò)程中,首先,施工單位需要做好地質(zhì)測(cè)量工作,在地質(zhì)測(cè)量的過(guò)程中,不僅需要測(cè)量地下土層的結(jié)構(gòu),分析土層的穩(wěn)定性,同時(shí)還需要做好周圍建筑的調(diào)查工作。其次,施工企業(yè)結(jié)合地質(zhì)調(diào)查的數(shù)據(jù),科學(xué)合理地規(guī)劃地鐵工程的施工線路,保證地鐵線路的科學(xué)性和合理性。制定科學(xué)合理的深基坑施工方案,加強(qiáng)對(duì)深基坑施工的監(jiān)測(cè),保證地鐵深基坑施工的穩(wěn)定性和科學(xué)性。最后,要加強(qiáng)地鐵深基坑施工管理工作,保證地鐵深基坑施工的安全性。

        2 地鐵深基坑工程施工的特點(diǎn)和難點(diǎn)

        2.1 前期地下障礙物范圍廣、埋深

        一般而言,城市地鐵主要是為了緩解城市交通擁堵,所以,城市地鐵主要是圍繞著城市的市中心開(kāi)展設(shè)計(jì)施工。但是,城市市中心的建筑密度大,而且,在城市發(fā)展的過(guò)程中,市中心經(jīng)過(guò)了數(shù)次的改建或者是擴(kuò)建,地下的障礙物比較多,并且埋深比較大。在進(jìn)行地鐵深基坑施工過(guò)程中,需要對(duì)這些障礙物進(jìn)行清除,這樣一來(lái),不僅增加了城市地鐵深基坑工程的施工量,同時(shí)也增加了施工的難度,對(duì)市中心的建筑影響也比較大。

        2.2 地質(zhì)復(fù)雜、軟土地基地下水充足

        城市地下土層比較復(fù)雜,在深基坑施工過(guò)程中,不可避免地會(huì)遇到硬土層和軟土層。如果在施工過(guò)程中遇到硬土層的話,可以采用盾構(gòu)施工或者是爆破施工的方式,施工的難度也并不是很大。但是,如果在地鐵深基坑施工過(guò)程中遇到軟土層的話,施工的難度則會(huì)比較大,究其原因主要是因?yàn)檐浲翆拥耐临|(zhì)比較松軟,并且軟土層中的含水量比較大,很容易在施工過(guò)程中出現(xiàn)塌方的情況,嚴(yán)重地影響了地鐵深基坑施工的安全性,同時(shí)也會(huì)對(duì)周圍的建筑造成嚴(yán)重的影響,增加了地鐵深基坑的施工難度[1]。

        2.3 車站與周邊保護(hù)建筑物距離近,保護(hù)要求高

        城市地鐵主要是解決城市交通擁堵,服務(wù)于城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展,所以,城市地鐵建筑主要是圍繞著市中心開(kāi)展建設(shè)。這樣一來(lái),地鐵車站與周圍的城市建筑的距離就會(huì)比較近,有一些城市地鐵站甚至與城市高大建筑采用了貼臨的方式。這樣一來(lái),在城市地鐵深基坑施工過(guò)程中,就需要采取有效的施工方式,避免對(duì)城市建筑的地基造成影響,還需要做好必要的支撐與保護(hù),避免建筑地基出現(xiàn)傾斜或者是開(kāi)裂的情況,影響建筑的施工壽命。

        2.4 周邊環(huán)境復(fù)雜

        在城市地下,有很多的生活配套設(shè)施,比如,天然氣管道、自來(lái)水管道、污水管道、電纜通訊管道等。除此之外,還有一些熱力管道,這在一定程度上增加了地鐵深基坑施工的難度,在地鐵深基坑施工過(guò)程中,需要避免對(duì)生活配套設(shè)施造成破壞或者是影響,這就需要在地鐵深基坑施工過(guò)程中,需要采取合理的規(guī)避措施,或者是修改地鐵深基坑施工的線路,增加了地鐵深基坑施工的難度。

        3 地鐵深基坑施工監(jiān)測(cè)工作的目的及原則

        3.1 監(jiān)測(cè)工作的目的

        地鐵深基坑施工工程的規(guī)模比較大,在進(jìn)行深基坑施工過(guò)程中,施工企業(yè)需要做好安全圍護(hù)工作,要想做好安全圍護(hù)工作,就需要科學(xué)合理地選擇支護(hù)方式,而保證支護(hù)的科學(xué)性和有效性就需要進(jìn)行監(jiān)測(cè)。所以,在地鐵深基坑施工過(guò)程中,需要對(duì)地鐵深基坑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)、支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行必要的監(jiān)測(cè)。除了對(duì)深基坑工程施工進(jìn)行檢測(cè)之外,還需要對(duì)周圍的建筑物、城市的綜合管線、地面交通等情況進(jìn)行必要的檢測(cè),避免對(duì)周圍工程造成不必要的影響,保證地鐵深基坑施工的安全性和穩(wěn)定性,保證地鐵深基坑工程施工的質(zhì)量和效率[2]。

        3.2 監(jiān)測(cè)的原則

        在地鐵深基坑施工過(guò)程中,需要保證施工現(xiàn)場(chǎng)的安全性,同時(shí)還需要滿足地鐵深基坑施工的基本要求,保證地鐵深基坑施工符合設(shè)計(jì)要求,滿足地鐵工程施工的實(shí)際需要,減少施工過(guò)程中的誤差。

        4 復(fù)雜環(huán)境下地鐵深基坑工程的相關(guān)施工方案

        在地鐵深基坑施工之前,需要對(duì)周圍的施工環(huán)境進(jìn)行科學(xué)地勘察,勘察的內(nèi)容包含周圍的建筑情況,施工場(chǎng)地的土質(zhì)情況。還需要對(duì)地鐵深基坑施工方案進(jìn)行反復(fù)地推敲,組織專家組對(duì)施工方案進(jìn)行研究討論,制定科學(xué)合理的施工方案。

        4.1 坑壁支護(hù)方面

        在深基坑施工過(guò)程中,如果深基坑的施工深度與周圍的環(huán)境有差異,則需要采取不同的支護(hù)方案,所以,施工企業(yè)需要制定不同的支護(hù)方案。如果深基坑的坡度與周圍的坡度不大于3m,在施工過(guò)程中可以采用一次性放坡的施工方式。如果深基坑的深度在4~5m 之間,則需要采用梯次放坡的施工方式。采用不同的支護(hù)方式,主要是為了保證深基坑施工的安全性。

        4.2 坑邊負(fù)荷方面

        在深基坑施工過(guò)程中,不可避免地會(huì)在施工周圍出現(xiàn)土方堆積的情況,為了避免造成深基坑塌方的情況,或者是土方墜落的情況,需要施工企業(yè)采取必要的保護(hù)措施,如果土方堆積高度不宜超過(guò)1.2m,最高不宜超過(guò)1.5m。

        4.3 排水措施方面

        地鐵深基坑施工主要是戶外施工,如果遇到強(qiáng)降雨,就會(huì)出現(xiàn)積水的情況,進(jìn)而對(duì)地鐵深基坑施工嚴(yán)重的阻礙。鑒于此,建筑施工企業(yè)需要做好排水工作,在對(duì)深基坑排水過(guò)程中,可以采用集水井的方式,將積水集中到排水井當(dāng)中,然后利用水泵排水的方式進(jìn)行排水,以此來(lái)保證地鐵深基坑施工的安全。

        4.4 上下通道方面

        地鐵站主要集中在地下,所以,需要地下通道,因?yàn)榈罔F深基坑施工的深度比較深,所以,對(duì)于上下通道之間也需要做好施工安排工作,需要使用專用的施工設(shè)備進(jìn)行施工,并且做好施工人員的安全保護(hù)工作,進(jìn)而保證地鐵深基坑施工的安全性。

        4.5 土方挖掘方面

        在地鐵深基坑施工過(guò)程中,主要是采用工程施工機(jī)械進(jìn)行施工,施工企業(yè)需要保證施工機(jī)械的工作狀態(tài)。在實(shí)際的施工過(guò)程中,嚴(yán)禁施工人員出現(xiàn)在機(jī)械操作范圍內(nèi),只有到施工機(jī)械施工完畢之后,施工人員才能進(jìn)入施工區(qū)域。另外,在交叉作業(yè)過(guò)程中,施工企業(yè)需要做好施工隔離工作,同時(shí)還需要保證施工電力的正常供應(yīng),避免因?yàn)槭┕?duì)電氣設(shè)施造成破壞。

        5 地鐵深基坑動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)實(shí)施

        5.1 常規(guī)監(jiān)測(cè)

        5.1.1 支護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移監(jiān)測(cè)

        在地鐵深基坑施工過(guò)程中,支護(hù)結(jié)構(gòu)發(fā)揮著重要的作用,是保證地鐵深基坑施工安全的重要保障。所以,在對(duì)地鐵深基坑施工過(guò)程中,施工企業(yè)需要加強(qiáng)對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)的監(jiān)測(cè)。在檢測(cè)之前,施工企業(yè)需要對(duì)原始的地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行測(cè)量,掌握原始數(shù)據(jù),然后,在支護(hù)結(jié)構(gòu)的周圍設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn),監(jiān)測(cè)的主要目的就是避免支護(hù)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)水平位移的情況。需要注意的是,在實(shí)際觀察的過(guò)程中,同一臺(tái)觀測(cè)設(shè)備需要同一人操作,以此來(lái)保證觀測(cè)的準(zhǔn)確性。

        5.1.2 支護(hù)結(jié)構(gòu)側(cè)向位移的監(jiān)測(cè)

        地鐵深基坑施工面積比較大,對(duì)土層的破壞也比較大,所以,土層在力的作用下,會(huì)出現(xiàn)不同方向的位移情況,在對(duì)地鐵深基坑進(jìn)行監(jiān)測(cè)的過(guò)程中,不僅需要對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移進(jìn)行監(jiān)測(cè),還需要對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)的側(cè)向位移情況進(jìn)行監(jiān)測(cè),以此來(lái)準(zhǔn)確地掌握地鐵深基坑橫向位移情況。在對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)橫向位移進(jìn)行檢測(cè)的過(guò)程中,檢測(cè)的周圍進(jìn)行每日監(jiān)測(cè),只有這樣,才能及時(shí)準(zhǔn)確地掌握支護(hù)結(jié)構(gòu)側(cè)向位移的情況,以便于施工企業(yè)及時(shí)地制定科學(xué)合理的預(yù)防措施。

        5.1.3 建筑物沉降、傾斜、裂縫監(jiān)測(cè)方法

        在對(duì)地鐵深基坑施工進(jìn)行監(jiān)測(cè)的過(guò)程中,不僅要對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)的水平和側(cè)向位移情況進(jìn)行監(jiān)測(cè),還需要對(duì)周圍的建筑物進(jìn)行監(jiān)測(cè)。因?yàn)榈罔F深基坑施工與周圍建筑物的距離比較近,因此,很容易對(duì)周圍的建筑物地基造成一定影響。鑒于此,施工企業(yè)需要加強(qiáng)對(duì)周圍建筑物的監(jiān)測(cè),避免周圍建筑物出現(xiàn)沉降、傾斜以及裂縫的情況,檢測(cè)的周圍為每日檢測(cè),及時(shí)發(fā)現(xiàn)周圍建筑物的變化情況,及時(shí)采取有效的應(yīng)用措施。

        5.2 自動(dòng)化監(jiān)測(cè)

        5.2.1 建筑物的監(jiān)測(cè)

        在對(duì)地鐵深基坑施工監(jiān)測(cè)的過(guò)程中,除了采用人工監(jiān)測(cè)之外,還需要采用自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè),常用的自動(dòng)化檢測(cè)設(shè)備主要有靜力水準(zhǔn)儀和智能化測(cè)斜儀。對(duì)于自動(dòng)化監(jiān)測(cè)設(shè)備的監(jiān)測(cè)點(diǎn)的選擇上,施工企業(yè)需要結(jié)合監(jiān)測(cè)對(duì)象的實(shí)際情況進(jìn)行確定。需要注意的是,要避免對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)造成破壞,還需要避免監(jiān)測(cè)點(diǎn)發(fā)生較大的震動(dòng),以此來(lái)保證自動(dòng)化監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

        5.2.2 臨時(shí)立柱的監(jiān)測(cè)

        在地鐵深基坑施工過(guò)程中,會(huì)使用到很多的臨時(shí)立柱,這些臨時(shí)立柱很可能因?yàn)槭┕ひ蛩氐挠绊?,?dǎo)致臨時(shí)立柱出現(xiàn)移動(dòng)或者是倒塌的情況,為了保證地鐵深基坑施工的安全性,施工企業(yè)還需要對(duì)臨時(shí)立柱進(jìn)行監(jiān)測(cè),及時(shí)掌握臨時(shí)立柱的情況,采取有效的加固措施,保證施工人員和施工設(shè)備的安全。

        6 動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)可能產(chǎn)生的結(jié)果以及監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)如何應(yīng)用

        地鐵深基坑施工具有復(fù)雜性和艱難性等特點(diǎn),為了保證地鐵深基坑施工的安全性,需要施工企業(yè)采用必要的監(jiān)測(cè)方式。在對(duì)地鐵深基坑施工進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的過(guò)程中,需要嚴(yán)格地按照設(shè)計(jì)要求,保證監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,如果在監(jiān)測(cè)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)異常情況,需要及時(shí)地向相關(guān)的負(fù)責(zé)人進(jìn)行匯報(bào),發(fā)出預(yù)警信息。相關(guān)的調(diào)查部門也需要針對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)查,分析監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的變化的原因,進(jìn)而制定科學(xué)合理的預(yù)防措施,保證施工人員的人身財(cái)產(chǎn)安全,保證地鐵設(shè)計(jì)和施工的順利開(kāi)展。在對(duì)地鐵深基坑施工采用動(dòng)態(tài)檢測(cè)的過(guò)程中,可能會(huì)出現(xiàn)不同的結(jié)果,特別是對(duì)于周圍建筑物進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的過(guò)程中,相關(guān)的監(jiān)測(cè)人員需要采用24h 值班的方式,第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的變化情況,及時(shí)地對(duì)周圍建筑物進(jìn)行加固或者是補(bǔ)救措施。對(duì)于地鐵深基坑施工動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)方面,施工企業(yè)需要保證監(jiān)測(cè)人員的專業(yè)素養(yǎng)和綜合能力,還需要監(jiān)測(cè)人員具有高度的責(zé)任心,只有這樣,才能保證動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性和及時(shí)性。除此之外,在動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的過(guò)程中,還需要監(jiān)測(cè)人員做好數(shù)據(jù)的對(duì)比和分析工作,對(duì)可能發(fā)生的情況進(jìn)行分析,并且提前制定有效的措施進(jìn)行預(yù)防,只有這樣,才能保證地鐵深基坑施工的順利施工,保證地鐵深基坑施工的效率和質(zhì)量。

        7 結(jié)語(yǔ)

        地鐵深基坑施工范圍廣,施工難度大,技術(shù)復(fù)雜,施工周期也比較長(zhǎng)。地鐵深基坑施工直接決定著地鐵工程的施工質(zhì)量和施工進(jìn)度,所以,在地鐵深基坑施工過(guò)程中,需要做好施工的動(dòng)態(tài)監(jiān)控工作,加大對(duì)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)團(tuán)隊(duì)的管理力度,保證動(dòng)態(tài)檢測(cè)人員的專業(yè)性,保證動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)設(shè)備的先進(jìn)性,只有這樣,才能保證動(dòng)態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,便于施工企業(yè)及時(shí)制定科學(xué)合理的預(yù)防措施,保證地鐵深基坑施工的順利,促進(jìn)我國(guó)地鐵工程施工技術(shù)的發(fā)展。

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